由物理学家与民科之争，重新审视现代物理学
1、前言
自相对论诞生以来，各种争论就从未停止过，《狭义相对论中各变换式的重新推导及合理性分析》和《狭义相对论变换式修正结果的验证》的发表，使关于相对论完整修正的论文，第一次登上学术期刊版面。之后，随着作者田树勤后续论文的陆续发表，宣告了百年来以‘假设、猜想’为主流的物理学研究时代即将结束，严谨的推理论证将重登舞台。虽然这一成就还未见诸国内外权威机构或重要媒体,但这同哥白尼、加利略对旧学说的否定一样，基础物理理论将重新迎来一场重大洗牌，人们将重温经典物理时代的辉煌。
为加快普及前沿基础理物理学的最新进展，尽早结束旧理论所带来的百思不得其解局面，无论教师还是学子，都应在传授和学习现代物理学过程中，引入新的学术观点，使学习更加有效。做为科普性文章，下面就阐述下旧的物理理论不断催生‘民科’的原因，及现代物理学的健康发展之路。
2、民科的产生及定义
相对论和量子论诞生后的物理学，称为现代物理学，它使人类对宇观和微观都有了更加深刻的认识。随着网络的普及，各种专著和学术期刊等科学文献，可很容易地被普通人所获取，现代物理学中存在着的许多矛盾及不可理喻的结论，开始突显并被迅速传播。这种理论上的缺陷，在经典物理理学中是不可能发生的，由此引起了人们对现代物理学的广泛质疑或猜疑。许多物理学爱好者，开始试探着解决这些问题，但由于对学术的严谨性认识不足，至使各种学说充斥网络，被虐称为民科。
一般认为，民科是没受过科学训练的，是低学历者，有妄想信念等等。这种罗列贬义词的说法是很欠考虑的，有民科聚散地之称的“北京相对论联谊会”，并不乏一些高学历专家教授。而那些看点科普便到处“华山论剑”者，根本不能称之为研究者或民科，充其量也就是表达下自己“不凡的理解力”。
那么，如何来界定民科呢？窃以为，应以论文能否在学术期刊上发表，做为对民科与真正学者的界定，才是最为妥当的。因为不能被发表，说明文章的论证还不够科学严谨，这即尊重了人的智力劳动，又尊重了同行专家审核，更避免了那些懂点物理皮毛的人为示正统，但凡与书本相左的观点，皆被污蔑为民科的做法。
有些行外人可能会说，在中国只要交钱就可发学术论文。这在某些领域或是如此，但在自然科学领域，无论国内国外，对论文的审核都是极严格的，绝不只是拿钱就可以搞定的，相信有过投稿经历的人都有过切身体会。如那些所谓民科，几乎都是指物理学方面，在其它领域，极少有民科一说。
3、物理学家与民科之争
民科与物理学家争论的起因，是现代物理学中的许多结论，不是难以理解，而是不可理解。如宇爆假说，其理论基础是宇宙学原理（宇宙是均匀的）和相对论，但是，任何形式的爆炸都不可能形成物质的均匀分布，这种前因后果的矛盾对立，足以让人无语，至于其它，“玄”“乱”两字便足以概括。把这样的理论放上祭坛，还怪有人不膜拜吗？不知那些发出“民科不可战胜”感慨（这看是无可奈何，实为理亏之感慨）的“正宗专家”们，是否感到脸红？
有人说全世界只有两个人能看懂相对论，而量子理论更惨，至今还无一人敢说看懂。这就奇怪了，我们人类创建的理论却不能为人类所看懂，这就不得不对理论的正确性打上问号了。你说全世界只有你能听懂鸟语，本来正常情况下是不会有人相信的，但若权威人士或部门点头认可了，情况则会戏剧性反转而得到大多数人的认可，但质疑声绝不会因此而停止。由此联想到，在伽利略时期，对前人的质疑或许有许多人，这些人自然就成了当时的异教徒，或说相当于现在的民科。只不过伽利略做到了让那些卫道士无言以对，虽说此后被排挤迫害，但实践对其理论的支持，最终使加利略成为了近代科学的奠基人。从这点看，许多人对现代物理学的质疑，是极合乎情理的，这是否也预示着物理学或将发生一场深刻的变革呢？
目前的一些所谓“物理专家”，对现代物理学暴露出的种种漏洞所进行的刻意遮掩，本身就是对科学的亵渎。相对论中的各种佯谬（佯谬本意是‘假的矛盾’，这种文理不通的词汇，堪称中国物理学的悲哀），是指自相矛盾问题，但一些“大师们”却能用数学把这些矛盾化于无形。如双子佯谬，本来探讨的是两个对等惯性系，结果被人用数学推算出了不对等，并宣称用狭义相对论解决了双子佯谬。这种指鹿为马的物理学笑话，不但能被当时接受而进入专著，而且在被否定后的今天，仍有人以此说事，不能不说这是物理学的堕落。想较真的，可下载些正规课件就可看到，无非是绕来绕去，把自己和学生都绕糊涂了事。就象“皇帝的新装”，唬唬普通老百姓还可以，唬小孩（民科），真就不行。若说这两种骗术还有区别，那就是，前者以数学骗人骗已，后者以权势骗人骗已。
忽然想起《郑人买履》寓言，说有个郑国人想买双鞋，便用尺子量好自己脚的长短。等来到集市时，尺子竞忘在了家中，就急忙回家取尺子。等回来时，集市已经散了。别人知道这事后，对郑人说：“你用自己的脚去试鞋子不就行了吗”。谁知郑人却说："我只相信尺子，不相信脚"。
这则寓言是讽刺那些‘死板’人的，每人都懂。但放到现实中，这种‘死板’人还是较普及的。试想这个郑人如此相信尺子，一定是个不折不扣的学问人。尺子在当时也算是科技产品，是绝对值得信任的。而那个‘别人’所说的方法，就太没“科技含量”了。可见现实中的‘郑人’得到绝大多数人支持并不奇怪，而那个‘别人’也只能被讽为民科了。所以在现实中，谬论是否能得到普遍认可，关键是这个谬论出自“何方”。
其实在相对论和量子论诞生之初，就招致了许多物理学家的质疑。波尔说：“新理论被接受了，不是因为反对它的人改变了立场，而是因为反对它的人都死了”。但是，对‘新理论’的质疑只要有道理，就不会因为反对者的去世而被带走，也不会因为被主流学界接受而消亡。医学中的排异反应，只能被药物暂时抑制，但不会消失。科学对谬误的排异，同样不会因为权威、主流等的认可而失去作用。真理面前是绝对平等的，这就是科学的魅力。
4 现代的一些所谓物理学家与民科的比较
现在一些所谓物理学家的目的，是如何立足数学而得到些新奇结论，至于是否合理，则似乎并不太关心，如光都不能逃逸的黑洞，却存在热辐射（也是种光）。而民科的目的则是如何让一些结论合理，对于形式是否科学，则是不太关心，如有人用易经八卦等建立的“科学”学说，中国的某‘大教授’不就得出佛学高于科学的论断吗，这真是让人无语。他们都渴望自己的成果合乎实际，但科学是无情的。
现代物理学发展到现在，谬误的累积是相当惊人，在此只举荒唐性较为明显的一例。
相对论说，如通过悬浮在空中的黑洞虫洞，可到达宇宙中你想象不到的地方或另一宇宙。孙悟空一个筋斗十万八千里，还有个运行路径吧，而虫洞的这等法力，恐怕玄学也自叹不如吧。如果这样的结论由中国人提出，则很可能会被认为精神有问题，而由西方人提出，便能堂而皇之地被主流学界接受，这似乎已成为了目前“惯例”。
有人会说，虫洞是经过极复杂的数学推算得出的科学结论，科学结论常常就是神奇的吗。咱们暂把数学过程放放，只就数学起源来看，数学是随着实践的需求而诞生和进步的，也就是说，数学的成功，是因为符合了实践，而不能颠倒过来说，是实践迎合了数学。人们之所以相信数学能够解决所有的物理问题，不过是数学代表着西方人的学术思想，更代表着科学的正统。这如同《郑人买履》中的“郑人”，代表着当时的中国文化一样。本末倒置所得出的结论，不是神奇，而是离奇。
那么数学是如何让物理学的结论成为了谬论呢？仍以上述的虫洞为例，其数学的基础推理过程是，远处观测者不能看到物体穿过引力半径（黑洞的视界或称静界），即dr/dt→0(时间静止, dt趋于无穷大)。但西方的相对论专家们却认为，随物体下落的探险者的时间dτ是正常的，所以dr/dτ是有限的，会不断运动而穿过引力半径，这就是物体可以穿过引力半径的全部理由。但是，请这些专家们不要忘记，dr是远处观测者的尺度，而不是探险者的尺度， dr与dτ是两个不同时空中的物理量，dr/dτ无任何意义可言。按这种错误的数学运算得到的虫洞，还能是科学的结论吗？把老鹰的翅膀割下来缝到自己身上，别说飞不起来，只怕排异反应就可能让你搭上小命。
有人会说，微观世界的不确定性原理，可以解释通过虫洞的不确定性。呵呵！这就有点民科思维了。别说量子理论与相对论不相容，就是量子世界的基础-波粒二象性，本身就是不相容的，波是粒子群的效应，单个粒子不可能形成波。用有缺陷的解释去解释荒谬的结论，本身就不具有可信度，又遑论其它？
象上例的情况其实还有许多，如爱丁顿（被喻为第二个看懂相对论的人）提出的时空互换说，即把方程中的时间改成空间，空间改成时间，只是为了方程有解，连相对论所忌讳的超光速都不顾了。这种比民科还无稽的设想之所以能被学术界接受，只是因为是以数学做支撑的，至于是否靠谱则随它去了。用这样的理论去说服民科，可能吗？
类似的这些所谓数学推理，不过是打着数学旗号，对数学的滥用罢了。就是说，西方那些玩数学游戏的赝品物理学家与中国的民科，并没有本质上的差别，最多不过是五十步笑百步而已。有位中国的留美博士生曾说过：“现代物理学就是自己骗自己”。
数学是种全方位的思维逻辑，但并非所有的结果都有物理上的对应。物理学需要数学的精准运算，但更需要推理上的判断，而目前的数学显然还远达不到这个层次。
5、物理学错误知多少？
那前面是不是说，现代物理学就是个根本性错误的理论呢？回答是，非也。现代物理学是在坚实的理论基础和实验不断地纠正的情况下建立起来的，仅凭一些荒唐结论就给予全盘否定，是不理智的。
那么，现代物理学健康发展的突破点是什么呢？那就是，首先纠正物理学中那些错误的推理和运算。试想，一个推理、运算错误频出，靠猜东墙补西墙式的假设、猜想去弥补的理论，怎能不玄幻和不被人质疑呢？此正所谓“失之毫厘，差之千里”。
限于篇幅，下面仅举几例关于经典理论中的错误修正，则相对论和量子论中的错误多少也就可想而知了，再者，这两大理论从建立伊始，就被一些错误的观点所左右，可谓根深蒂固，对其错误的修正，还需要一定程度的传播和宣传过程。而经典理论则几无分歧，指出其存在的错误，易于被接受，再则也是为了打破人们一直认为的-经典理论早已非常完美的错觉，也顺便阐明下数学与物理的关系，算是抛砖引玉吧。
值得庆幸的是，在经典理论中的这些错误之上，还没有建立起什么新的学说，也就无所谓对后来的什么大影响了。
a、波能量传播方程：是说，机械波在传播过程中，动能与势能同步达到最大，又同步降至为零。但这个‘零能量’点之后，是如何又产生的动、势能，并使波继续传播下去的，一直以来让科学家们百思不得其解。这一完全违背机械能守恒定律的方程，被称为物理学上的两大零点困难之一。
究其原因，波能量传播方程在推导过程中，将波动方程的微商∂y/∂x当做了质元的线应变ΔL/L（注意分母中，一个变量，一个常量），它们根本不可能是对应项，这便是零点困难产生的根本原因（可参阅相关教材或专著）。
仔细分析建立起“波能量传播方程”的物理模型（弹性质元），发现ΔL与∂y也不是对应项，波方程的y描述的是ΔL，即ΔL与y才是对应项（ΔL随应力变化，y随x变化）。经此修正后，便得到了动、势能相互转化、且符合机械能守恒定律的波能量传播方程。至此，这个或许已延续几百年的零点困难，得以彻底消除。
可见，机械波零点困难的产生，是数学与物理的严重脱节，也是滥用数学的结果。这种情况在相对论和量子论及至宇宙学中，是非常之多的。
b、电磁波的辐射：人们一直认为，只要电荷有加速度，就会辐射电磁波，这也是电动力学中的重要推论。该观点的起因是，认为电场传播速度为光速这个假设前提。此辐射观，不但理论上行不通（见，俞允强.电动力学简明教程.204页），也从未被实验证实过。
其实，应用麦克斯方程便可推导出，加速度的变化率，才是辐射电磁波的基本前提（见，田树勤.惯性的本源及光本质探析[J].现代物理,2015,5：79-87页）。如普通天线都是在交变电压作用下，使天线中自由电子的加速度发生变化而辐射电磁波；直线加速器（加速度恒定）则辐射极小，而环形加速器的辐射损耗则极大（加速度方向的变化，也是变化），这便是对该结论的实验证明。
可见，抛弃数学推理，靠想当然的直觉（认为场速与光速相等。仔细分析狭义相对论，只有实物粒子，才受光速限制，而场这种特殊物质，是不受光速制约的。场传播速度已被证明为无穷大，见头条号《超距作用的证明与光速限制》对论文的介绍），是造成这个错误结论的根本原因（中国民科基本上都犯有这种错误）。
c、月球远离地球：现代学术界认为，月亮以3.8厘米/每年的速度远离地球，完全是潮汐力的作用结果（见，林烈.月亮为什么离我们越来越远[J].知识就是力量.2011.12期,62页）。这与现代对地球潮汐位相延滞的观测，完全不符合(见，（澳）K·兰伯克.地球自转的变化[M].地震出版社.1988:266)。
潮汐是引力的作用结果，潮汐对月球做功，最终消耗的是地月间的引力势能，且把引力能转化为了海水的摩擦热。地月系总机械能的减少，只能降低月球轨道，而不是增高，如此才能符合机械能守恒定律。而地月远离，其总机械能是增加的，就是说，地月的远离绝不可能是潮汐力的作用结果。按文献（田树勤.星体自转动力的推导[J].科技资讯,2012,35:4-7.）论证，月球远离地球，消耗是太阳引力势能（由此可得推论：所有星系都会向其中心旋进）。
可见，潮汐力使月球远离，是地道的想当然结论（其提出者与中国民科水平相当）。
d、暗物质：暗物质被称为21世纪物理学之谜。提出暗物质的理论基础是，根据万有引力定律计算，越靠近星系边缘，旋转速度越小。但观测发现，星系外侧的旋转速度近乎不变，故猜测必有数量庞大的质量-暗物质，拉住星系外侧，使其不致因过大的离心力而脱离星系。这便是暗物质的提出依据。
这个‘猜测’存在一个重大失误，即万有引力定律只能适用于两体（两个天体）间。而星系是近似于密度均匀的圆盘（相当于无限多体），密度均匀的圆盘内部，其引力场分布规律为g=лGσ（σ为圆盘面密度），是常数，这也是万有引力定律的推论。就是说，银河系中的恒星无论处于什么位置，其受到的引力大致是相等的。经严格计算，星系外侧的旋转速度，完全符合牛顿引力理论（见，徐宽.物理学的新发展：爱因斯坦相对论的改正. 2005年出版，169-178页）。至此，暗物质被彻底否定。
再看，太阳质量占整个太阳系质量的99.86%，每个行星受到的引力几乎全部由太阳提供，接近两体问题。而银河系物质约90%集中在恒星上，或说是集中在圆盘面上，这与太阳系的质量分布，有着本质的不同。至于相对论计算出的宇宙中含有23%的暗物质，纯属是对场方程的生搬硬套（目前对场方程的神化，已到了是可忍孰不可忍的地步）。
目前科学界对探测暗物质实验的投资越来越大，但自然界不会因为人类的热情，而改变暗物质的‘零探测结果’这一命运。从世界上各种暗物质探测设备及世界上最强的中国暗物质探测卫星-悟空，所获得的数据来看，似乎都在否定着暗物质的存在。
可见，暗物质是机械套用物理定律的产物，这种情况在现代物理学中，是较为常见的。
6、现代物理学发展的根本出路
科学界有个潜规则，在否定旧理论的同时，必须要有新理论的建立，否则旧理论仍将被当做“正确理论”加以学习、研究和发展。如宇爆模型，虽然被许多物理学家指出其漏洞百出，但因为在实验观测上还没有一个宇宙学说优于宇爆模型，所以宇爆模型目前还是研究宇宙的主流模型。可见，要合理解决当前的物理迷团，必须首先修正隐藏在物理学中的错误。夯实基础，扫清障碍，这是现代物理学发展的必由之路，也唯有如此，探知其它未知世界才能具备可操作性。
物理学中所隐藏的错误，能一路畅行至今而不被发现，说明其极具欺骗性或隐蔽性。从前面所举事例看，那些错误的形成和修改，既没有涉及太晦涩复杂的数学，也没有什么难以理解的逻辑关系，相反都是些不削引人注意的非常基础性的东西。后人之所以看不到这些，是因为在其内心深处，认为前人不可能犯有低级错误。尤其在当今的功利性时代，人们更注重的是能吸引眼球的神奇结论，至于‘前提’的对错则很少有人关心。其实，在理论的发展过程中，纠正一个错误的价值要远大于得到一个新结论的价值。从上节例举的几个错误来看，考察某结论的正确性，应是今后一个时期内物理学的研究重点。
物理学发展史上有过两次革命性转折，一次是伽利略从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”，确立了正确的“自由落体定律”，从而奠定了近代科学的开端，也才有了日后经典物理学的辉煌。另一次是相对论和量子论的诞生（在宇观上否定了牛顿的无限时空观，在微观上确立了量子运动规律），开启了宇观和微观的研究时代，成为了现代物理学的开端。这两次转折都是在否定前人基础上，实现了物理学的跨越。今天提出对现代物理学的纠错，正是对前人成果的肯定和否定过程，也同样会对现代物理学产生革命性的影响。
咱们看，对狭义相对论的修正，便直接推导出了，任何情况下均成立的、且经过万千实践证明的洛仑兹力公式(f=qvB)。这不但成功开创了理论证明之先河，还使得相对论的各变换式中各变量的物理意义得以充分的展现（见头条号《一小时看懂狭义相对论》对论文的详细介绍）。这完全不同于早前的猜测性观点（以前认为“尺缩”是单纯的运动效应，而修正后则肯定了“尺缩”是力的再平衡结果）。以前也曾有许多资深狭义相对论学者，试图准确的导出洛仑兹力公式(f=qvB)，其目的就是为了实现对狭义相对论的证明，但均以失败告终。其它对广相、宇宙和量子等理论的修正论文介绍，见头条号《-掀开现代物理学的神秘面纱》系列。这些理论上的修正，对未来的科学技术和人类生活必将带来天翻地覆的影响。
纵观整个物理学发展史，就是个不断出错与不断纠错的发展过程。
7实验已不再是检验理论正确性的唯一准则
再谈谈物理理论的正确与否，如何检验的问题。传统观念认为，实践是检验真理的唯一标准，但这一哲学意义上的标准，并不完全适用于所有的科学理论。因为误差的存在，实验和观测只能近似地符合理论的某一结论，而不能遍及理论的全部。能全面检验理论的方式，是理论的自洽性检验，经典理论便经受住了这种检验。还有数学，只需自洽性检验即可，实践的检验并不是必须的。另外还有一种更可靠的、可精确检验物理理论的方式，就是前面所述的对狭义相对论修正的证明。
寻找物理学中错误的最有效的方法，是提出自相矛盾的推论，然后想办法解决掉它。如伽利略对亚里士多德的否定，奥伯斯佯谬对牛顿时空观的否定，相对论中的各种佯谬到相对论的修正等。再就是理论得出了不可理喻的推论，这时就要怀疑它的前提是否正确了。
在此提议，对于不能解决的疑问，要在教材中说明，留给后人去解决，继而促进物理学的发展。而不应象目前这样，随便找个站不住脚的解释或理由进行掩盖，最后却成了物理学的发展障碍。
物理学是现代科技的基础，许多现代科技的成果，除了经典理论的指导，极少看到相对论和量子论的作为。有些项目也只能在实验室中不断的摸索，如通信技术的发展，如果靠现有的理论成果（电磁波是电场与磁场的相互感应）-场强与距离成反比，试想，一个百毫安级以下的发射器所产生的场强，又如何能影响到百米外的接收器。就是说，现代物理学已严重落后于实践的发展，更奢提对实践的指导意义了。
8 前沿冷知识
有人会问，相对论的修证，这么重要的论文为什么没有刊登在国际顶级学术期刊上，而只是刊登在国内的普通学术期刊上？提这样问题的人，可能是不懂学术上的潜规则。国际顶级期刊，主要是刊登那些国际热门项目，或是明显极具潜力的项目，因为这种文章具有高引用率，会给期刊带来高知名度。对于纯物理理论，尤其是当今物理玄说泛滥的今天，即使国际上的知名物理学家，如霍金等，也是难以上这种期刊的。对于非专业机构、且毫无背景的普通学者，能登上普刊已是凤毛麟角。在自然科学领域的期刊上发表学术论文，可不是交钱就能办到的，是要“三堂会审”的，君不见网上那么多人抱怨自己文章不能被录用吗。
其实理论物理方面较权威的期刊，应属师范类学校的学报（自然科学版）。而《狭义相对论中各变换式的重新推导及合理性分析》和《狭义相对论变换式修正结果的验证》这两篇重要论文，就是刊登在这种学报上，其中沈阳师范大学学报(自然科学版）乃是国家核心级的，廊坊师范学院学报（自然科学版）虽是普刊，但其在国内的知名度却很高，关心理论物理的学者可能都会深有感触。
在中国，紧跟国外思路的技术创新容易被接受，而另辟蹊径的思路创新则难以被接受，这是长期的民族保守习惯使然。如当前人们热议航空发动机，涡轮叶片材料可能是最难突破的技术，这是国际通行的思路。其实材料瓶颈，完全可以通过思路创新进行规避。再如，可彻底解决人类能源问题的可控核聚变装置，中国仍沿用着国际流行思路-不断追求更为强大的磁场。虽然中国的全超导设计，使得同类装置在国际上处于领先地位，但与工业应用目标相比，却几乎仍是原地踏步，根本谈不上突破。其实理论和实验早已表明，实现聚变能应用的突破点，是设计出较为理想磁阱（中心弱周围强的磁场位形）装置，来稳定约束等离子体。但这样的磁阱装置设计出后（见，田树勤.(2016)会切磁瓶探析—磁场位形为磁阱的新型磁约束装置.核科学与技术,4(1), 7-16），并未能引起相关部门的重视。这足见人们的惯性思维之顽固，推行思路创新之艰难。处于追赶国外先进技术的中国，可能还未意识到，激发独立的思路创新，才是创新之魂。技术创新属于摸索前进，而思路创新属于弯道超车，二者不可同日而语。
有人或许说，中国既然有这样的人才，为什么不去专门的研究机构。此话说起来容易，做起来则很难。理论上的东西，还有发表论文这一渠道，但操作上的东西，则涉及到方方面面的具体的人来运作。中国历史上的各时期从来不乏隐士，但国外却极为鲜见，不是隐士不愿出山，而是报国无门。中国不缺创新的人，缺的是伯乐，这是体制问题，也是民族习惯使然。
在正确的理论基础上，可以展开你的想象，但错误理论前提下的想象，必将把物理学带入歧途。经典理论是归纳性理论，基本不会出现大的失误。而相对论正相反，是演绎性理论，稍有差池，便会得出奇怪的结果。学过物理的人都知道，经典物理是越学越清晰，而现代物理则是越学越糊涂，没人敢说自己精通相对论或量子论。相对论的修正，对当前的前沿物理观念所带来的颠覆性影响，绝不亚于哥白尼对当时天文学带来的冲击。经典理论、相对论、量子论的统一，将使人类对自然界的认识，重新回归到经典理论的理性时代，并在此基础上创造出更加灿烂的科学技术文明。