科學(xué)研究是責(zé)任，也是好奇和快樂

黃志洵

(中國傳媒大學(xué) 信息工程學(xué)院，北京100024)

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科學(xué)研究是責(zé)任，也是好奇和快樂

黃志洵

(中國傳媒大學(xué) 信息工程學(xué)院，北京100024)

(一)

時(shí)間過得很快，轉(zhuǎn)眼間我已80歲了。這年也是我從事科學(xué)研究的60周年——1956年時(shí)身為大本三年級(jí)生的我研究了兩個(gè)課題：“電子管特性曲線族的波形顯示”和“電磁單位制的發(fā)展與改進(jìn)”，這是實(shí)現(xiàn)我的志向(終生研究自然科學(xué))的開始。60年來我經(jīng)歷了從學(xué)習(xí)到創(chuàng)造、從實(shí)踐到理論的過程，并與從事的研究生教育緊密聯(lián)系在一起?；仡櫼簧?，突出之點(diǎn)是我對(duì)自然科學(xué)和藝術(shù)人文(文學(xué)、音樂)的熱愛。我一直認(rèn)為做科學(xué)研究是一種對(duì)國家的責(zé)任，也是充滿好奇的精神活動(dòng)，更是一種快樂。在漫長過程中我完成了多種電子儀器的設(shè)計(jì)，做過多個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，也發(fā)表了許多論文和專著；可以說，我對(duì)世界的思考、認(rèn)識(shí)和理解，深深地烙在了這些作品之中。我的著作打動(dòng)了不少人；這是由于我對(duì)科學(xué)問題的執(zhí)著，以及在通常是枯燥的科學(xué)作品中注入了自己強(qiáng)烈的情感。……多年來，國家給了我許多榮譽(yù)和獎(jiǎng)勵(lì)——例如專著《截止波導(dǎo)理論導(dǎo)論》(1982年初版、1991年再版)獲全國優(yōu)秀科技著作獎(jiǎng)；1987年任北京廣播學(xué)院微波工程系副主任；1989年因《高頻電磁場場強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)》課題獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)；1992年任教授；1994年成為“國務(wù)院頒證做出突出貢獻(xiàn)的專家”；2004年成為“電磁場與微波技術(shù)”專業(yè)的博士生導(dǎo)師，并擔(dān)任中國電子學(xué)會(huì)微波分會(huì)委員；2013年獲科技部批準(zhǔn)設(shè)立的“華夏高科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)”的特別創(chuàng)新獎(jiǎng)(Special Innovation Award by the China High-tech Industry Originality Awards)，獲獎(jiǎng)項(xiàng)目為“超光速的理論與實(shí)驗(yàn)研究”。教育部、科技部也給了我鼓勵(lì)和少量經(jīng)費(fèi)支持?！Ｑ缘溃骸翱茖W(xué)無國界，但科學(xué)家有祖國”；一個(gè)科學(xué)工作者的價(jià)值與他的國家是緊密聯(lián)系在一起的。

我的一些根本觀點(diǎn)可由我寫下的一些話語中體現(xiàn)出來。在2011年出版的專著《現(xiàn)代物理學(xué)研究新進(jìn)展》中有三句話：“得青年才俊而教育之，其樂無窮！為洞悉自然而求索之，其樂無窮！棄舊思謬識(shí)而更新之，其樂無窮！”(“To summon the worthy youth and have them educated，what a joy! To explare the unknown nature and have the truth pursued，what a joy! To discard the ingrained fallacies and have our minds renewed，what a joy!”)在2014年文章中我又提出：“是時(shí)候了，中國應(yīng)該在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行有中國特色的科學(xué)研究。這意味著過去的作法必須改變，不要總是跟著西方人亦步亦趨，亦不要過份迷信和崇拜權(quán)威。不能西方科學(xué)界搞什么我們就搞什么。要認(rèn)識(shí)到西方科學(xué)界也會(huì)出錯(cuò)，名人和大師也會(huì)犯錯(cuò)誤。中國科學(xué)家要增強(qiáng)自信心，勇于創(chuàng)新，敢于對(duì)現(xiàn)存知識(shí)的某些方面提出質(zhì)疑。不再用別人的昨天裝扮自己的明天?！?The time is ripe action of scientific research with Chinese characteristics based on the foundation of economy developments.This situation means a important change in scientific research works，must not blindly follow suit west scientists，and must not blind faith the academic authorities.We can’t always followed closely behind scientists of the West.We must have a correct understanding on the mistakes of West scientists，the celebrities and great masters can also make mistakes.Chinese scientists must have self-confidence，blazing new trails，dare to query the knowledge at present in some extent.We must not use the yesterday of someone else to decked out tomorrow of oneself.”)這些思想和觀點(diǎn)后來獲得了許多科學(xué)工作者的支持和贊賞?！痪们拔覍懥诉@樣一首詩：

丙申年春日抒情

此生此際不清心，

科學(xué)人文在胸襟；

癡迷偏好微波久，

光速禁囚慮遠(yuǎn)行。

筆耕時(shí)恐驚曉夢(mèng)，

友情溫暖謝群英；

回首舊時(shí)風(fēng)雨路，

碧色芳草又清明。

這可以代表我此刻的心情。

(二)

作為一名教師和科學(xué)工作者，現(xiàn)在談?wù)劯憧蒲械男牡谩１娝苤?，?duì)科學(xué)家而言最重要的是創(chuàng)新——發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象；提出新理論和新公式；做新的計(jì)算；完成新的實(shí)驗(yàn)?！陙韲业倪M(jìn)步非常大，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，高鐵、航天等都是領(lǐng)先?，F(xiàn)在中國本土科學(xué)家獲得Nobel獎(jiǎng)已實(shí)現(xiàn)了零的突破，那么這是否意味著今后會(huì)源源不斷地有中國人獲獎(jiǎng)，特別是核心的Nobel物理學(xué)獎(jiǎng)？我覺得還很難說。這是因?yàn)槲覀兊脑瓌?chuàng)性科學(xué)思想非常少，“Nobel級(jí)”的獨(dú)創(chuàng)性思想更少。一直以來我有一種推動(dòng)學(xué)術(shù)進(jìn)步的責(zé)任感，認(rèn)為中國現(xiàn)在特別需要加強(qiáng)基礎(chǔ)性自然科學(xué)的研究，需要有自己的原創(chuàng)性思想和理論。我在“建設(shè)具有中國特色的自然(基礎(chǔ))科學(xué)”一文中所說的“中國基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展相對(duì)落后，缺乏全新的重大的科學(xué)思想，沒有一流的世界級(jí)的研究成果，缺乏真正的科學(xué)大師”；這是否符合事實(shí)？……為了弄清這個(gè)問題，我們就來看看物理方面“一流的世界級(jí)科學(xué)成果”指的是什么。隨便舉幾個(gè)20世紀(jì)初期的獲獎(jiǎng)成果的例子——理論方面如量子論和光子學(xué)說、原子模型、物質(zhì)波、量子力學(xué)、負(fù)能態(tài)和正電子理論的提出，實(shí)驗(yàn)方面如發(fā)現(xiàn)X射線和天然放射性、發(fā)現(xiàn)電子和正電子、讓電子與光子碰撞等；這些成果即使現(xiàn)在我們也未必做得出來，當(dāng)然也沒有相應(yīng)的大師。因此我一直認(rèn)為，中國人的關(guān)鍵問題在于缺乏全新的科學(xué)思想，尚不能過于樂觀。2015年7月有報(bào)道說，中國科學(xué)院物理所的研究人員在未使用大型設(shè)備(對(duì)撞機(jī))情況下首次檢測到被稱為“幽靈粒子”的Weyl費(fèi)米子；我認(rèn)為是走在正確的道路上。

那么自己做的怎樣？我認(rèn)為自己不具備沖擊Nobel獎(jiǎng)的能力與水平，但在一生中為創(chuàng)新作了許多努力。我生長于一個(gè)科學(xué)世家；父親是化學(xué)家，兄弟都是理工專家。我讀大學(xué)的50年代是中國開始工業(yè)化的時(shí)期，主要學(xué)蘇聯(lián)。1958年我被分配到電子工業(yè)部第10研究所當(dāng)技術(shù)員，先跟蘇聯(lián)專家干，目的是把他們工廠(高爾基無線電儀器廠)的一種電子儀器轉(zhuǎn)移到中國來；后來中蘇分裂，蘇聯(lián)撤走專家；10所就自己完成研制，自行組織批量生產(chǎn)。我們搞的儀器是超高頻信號(hào)發(fā)生器，其中的一個(gè)部件(截止衰減器)引起我很大興趣。經(jīng)不斷鉆研提升到理論層面上作較長期的研究，多年后我寫出了50萬字的《截止波導(dǎo)理論導(dǎo)論》一書。它至今仍是國內(nèi)外獨(dú)一無二的著作；由于其獨(dú)特性和有若干理論創(chuàng)新，獲得了全國優(yōu)秀科技著作獎(jiǎng)。這是一個(gè)在實(shí)踐中培養(yǎng)興趣并嘗試從多角度研究同一現(xiàn)象從而取得成功的例子。1964年我由成都調(diào)回北京，先在工廠從事真空測量儀表和電子醫(yī)療設(shè)備的研制、生產(chǎn)。在工作中我力圖加進(jìn)一些新思想，例如傳統(tǒng)的超短波治療機(jī)從未有過脈沖發(fā)射；我搞了新設(shè)計(jì)并請(qǐng)醫(yī)生們?cè)囉茫髞懋a(chǎn)品出口為國家賺取了外匯。在那個(gè)年代知識(shí)分子的工資很低，但大家都憑著一種精神工作，今天的年青人難以想象。我研制成功12種電子儀器設(shè)備，大部分投入生產(chǎn)，自己也得到很大鍛煉。

但我的興趣總是在于理性認(rèn)識(shí)的深入和提高。關(guān)于導(dǎo)波理論，多年來我針對(duì)圓柱狀導(dǎo)波結(jié)構(gòu)提出了好幾個(gè)新的特征方程；給出了精確求解CMS方程的算法；又用表面阻抗微擾法導(dǎo)出了計(jì)算一級(jí)衰減標(biāo)準(zhǔn)衰減常數(shù)的高精度算式，從而解決了當(dāng)時(shí)急待解決的建立衰減標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)理論問題(當(dāng)時(shí)我已在中國計(jì)量科學(xué)院任助理研究員)。此外，在80年代前期解決了一級(jí)衰減標(biāo)準(zhǔn)中波導(dǎo)內(nèi)壁氧化膜影響的計(jì)算。就這樣，從實(shí)踐中提出問題并在理論層面給予回答，這堅(jiān)定了我的自信心。

1993年我和研究生合作導(dǎo)出了非理想導(dǎo)電金屬壁圓波導(dǎo)內(nèi)壁敷介質(zhì)層時(shí)的全新的特征方程，為降低噴氣式飛機(jī)進(jìn)氣口的雷達(dá)散射截面(RCS)提供了可能，并有多方面的用途。論文在美國發(fā)表后，印度、德國等國的科學(xué)家來信索要單行本，又把文中的結(jié)果稱為“黃方程”(HUANG’s equation)；但我反對(duì)這種提法，因?yàn)樗俏覀児餐鞒龅呢暙I(xiàn)。在導(dǎo)波理論方面我另有許多論文，但在1996年以后我還是改變了研究方向。

回顧1979～1985年我在中國計(jì)量科學(xué)院工作的經(jīng)歷，在那里我一方面為衰減計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)研制做理論分析，又參加了場強(qiáng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)研制。我提出的方案被采納，研制成功后獲國家級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。后來我參加《光頻測量》課題組，負(fù)責(zé)微波器件和真空低溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。雖然后來由于課題過于龐大而經(jīng)費(fèi)不足而下馬，但我已完成了負(fù)責(zé)的工作：全金屬化超低溫杜瓦的研制，抽真空后可達(dá)1.3K，具有先進(jìn)性。后來我的興趣由光頻測量擴(kuò)展到光速測量，開始考慮為什么相對(duì)論說光速不能超過。對(duì)于Einstein，我一直是尊敬的，但我不認(rèn)為他“句句是真理”。應(yīng)當(dāng)怎么看待他說的“光速是宇宙中的最高速度”？我經(jīng)過長期思考認(rèn)為是錯(cuò)誤的，況且Newton力學(xué)、量子力學(xué)都不為速度設(shè)置上限。萬有引力的傳播速度就比光速快，這是顯而易見的。

1985年我調(diào)入北京廣播學(xué)院(今中國傳媒大學(xué))，因?yàn)橛?jì)量院在當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足，而大學(xué)有更大的學(xué)術(shù)空間。我給研究生講過幾門課，先任碩導(dǎo)后任博導(dǎo)，對(duì)學(xué)生的要求嚴(yán)格?？蒲蟹矫?，做電磁兼容學(xué)研究和超光速研究，二者都取得一些成果。

超光速研究是在多個(gè)國家都有人進(jìn)行的一種“挑戰(zhàn)不可能”的探索，在理論和實(shí)驗(yàn)兩方面都既有廣度又有深度。我從90年代中期開始這一領(lǐng)域的工作，現(xiàn)在仍在堅(jiān)持。一直以來，我的研究方法側(cè)重于從消失態(tài)和反常色散這兩種物理狀態(tài)入手。后來擴(kuò)展到不附條件的自由空間。早在1985年我提出可把截止波導(dǎo)當(dāng)作量子理論中的勢壘而用在實(shí)驗(yàn)中，給出了等效電路模型；1992至1997年德國科隆大學(xué)正是用此方法做成功群速超光速實(shí)驗(yàn)的。2003年我和逯貴禎教授聯(lián)合指導(dǎo)研究生，利用同軸線結(jié)構(gòu)模擬光子晶體進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)和測出了超光速群速，論文被中國工程院稱為國內(nèi)首例超光速實(shí)驗(yàn)。2013年我們指導(dǎo)博士生設(shè)計(jì)了左手傳輸線芯片，測出了負(fù)群速(NGV)；這是超光速的另一形式。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都利用了反常色散原理。

2013年我提出了“電磁波負(fù)性運(yùn)動(dòng)”概念，指出物理參數(shù)的正或負(fù)都是客觀世界對(duì)稱性的固有本質(zhì)。實(shí)際上，早在1991年我在研究截止波導(dǎo)理論時(shí)即已發(fā)現(xiàn)了消失態(tài)中的負(fù)群速(NGV)和負(fù)相速(NPV)，多年后指出這就是Maxwell方程超前解的物理表現(xiàn)，過去人們簡單地把它拋棄是不對(duì)的。進(jìn)一步，近年來我開展了對(duì)天線近區(qū)場中超光速現(xiàn)象的研究，指出這是發(fā)生在自由空間的類消失態(tài)現(xiàn)象(evanescent-state like)。另外，我還提出了應(yīng)當(dāng)開展三負(fù)研究的建議，認(rèn)為只有把負(fù)折射、負(fù)波速、負(fù)GH位移相聯(lián)系地作統(tǒng)一研究才能真正揭示波動(dòng)和光學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)。2014年7月出版的《波科學(xué)與超光速物理》一書，收入和總結(jié)了這些工作成果。

我的研究逐漸引起了科技界領(lǐng)導(dǎo)人的注意，例如2003年原國家科委主任宋健院士指定我和中科院數(shù)學(xué)所畢大川研究員協(xié)助他組織了題為《宇航科學(xué)前沿與光障問題》的香山科學(xué)會(huì)議；會(huì)議代表共50人，其中9位院士。宋健做了主旨報(bào)告《航天、宇航和光障》，我則被指定作中心議題報(bào)告《超光速研究40年：回顧與展望》。正是在這個(gè)會(huì)議上，宋健提出“飛出太陽系是人類的偉大理想；而且如果要進(jìn)入銀河系，必須加大航行速度——接近光速，如可能的話應(yīng)超過光速”。這是中國科學(xué)家在世界上最早提出“超光速宇航”的設(shè)想。2014年9月，在看過《波科學(xué)與超光速物理》一書后宋健寫道：“大作已拜讀，不勝鼓舞”；說明這位老科學(xué)家、航天專家至今不改初衷。我認(rèn)為，不久前美國航天局(NASA)開會(huì)討論曲相推進(jìn)(warp drive)，說明這個(gè)著名航天機(jī)構(gòu)也開始考慮超光速宇航可能性問題。……另外，由于多年來我不怕冷落孤立，堅(jiān)持研究重大科學(xué)問題，國家科技部原副部長程津培院士給予鼓勵(lì)和表揚(yáng)。由于他與另5位專家的推薦，經(jīng)評(píng)比后我獲得2013年度“華夏高科技獎(jiǎng)”的特別創(chuàng)新獎(jiǎng)。當(dāng)然我的工作還有許多缺陷與不足，但國家進(jìn)步的大背景使我找到了重新出發(fā)的力量。

(三)

從青年時(shí)代起我就是一個(gè)航天迷；前蘇聯(lián)于1957年發(fā)射人類歷史上第一顆人造地球衛(wèi)星，1961年派航天員首次進(jìn)入太空；1969年美國航天員登上月球；1970年中國也發(fā)射了人造地球衛(wèi)星；這些早期事件都令我激動(dòng)不已。……一直有人說，世界上還有許多窮人，為什么不把錢用到他們身上，而用于探索太空？我的回答是，地球上的許多問題(例如貧困、污染、疾病、戰(zhàn)爭……)需要努力解決；但太空探索既已開展起來就不應(yīng)停止，因?yàn)檫@關(guān)系到人類的未來。記得1969年美國Apollo飛船登月時(shí)我還很年輕，個(gè)人經(jīng)濟(jì)狀況也是“窮人”；但我仰望夜空興奮不已，深為人類智慧與頑強(qiáng)，以及數(shù)十萬人為登月而合作的精神，感到高興和敬佩。實(shí)際上，你即使把全世界的航天活動(dòng)停止，也不是說就能解決那些社會(huì)問題，例如就沒有窮人了。有人說“地球正變得像火星”，現(xiàn)在各方面的努力不正是為了阻止這一趨勢嗎？！

我對(duì)中國的航天人一直充滿敬佩，因?yàn)檎撬麄兊膸资甑钠D苦努力造成了今天中國已是航天大國的事實(shí)。當(dāng)然，我也佩服當(dāng)今世界上最大的航天機(jī)構(gòu)——美國航天局(NASA)，如今它已對(duì)太陽系內(nèi)的主要天體都作了探索，投入經(jīng)費(fèi)和取得成果均為全球第一；他們的努力使每個(gè)地球人感到自豪?！贿^，讓我沒有想到的是：在過去我僅由興趣和好奇心驅(qū)使而進(jìn)行的超光速研究，突然有了全新的意義——例如需要回答“在將來是否可能建造超光速宇宙飛船”這樣的問題。這乍聽起來很空洞很遙遠(yuǎn)，仿佛是科幻電影或小說；但對(duì)工程控制論專家和航天理論專家的宋健院士來講，或是對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航專家論專家的林金院士來講，他們與我討論問題時(shí)十分嚴(yán)肅，并非作空洞的幻想，更不是開玩笑。當(dāng)然，我還認(rèn)識(shí)了別的航天界老科學(xué)家(例如防空導(dǎo)彈專家和相控陣?yán)走_(dá)專家郭衍瑩研究員)和一些中青年科學(xué)家，從他們那里我受益良多。我意識(shí)到，科學(xué)界有越來越多的人認(rèn)識(shí)到超光速研究的意義在于，雖然在地球上光速c顯得“很快”，但宇宙極為遼闊，c值(約3×105km/s)其實(shí)是一個(gè)“很慢”的速度。無論未來人類作超光速宇航的可能性如何，向這個(gè)方向作思考和預(yù)研是正確的。很顯然，航天及宇航事業(yè)的發(fā)展正給基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)步帶來新的動(dòng)力和刺激。

2015年7月14日，美國NASA的無人探測器經(jīng)歷9.5年飛行(途徑48億公里)掠過位于太陽系邊緣的冥王星，發(fā)回大量照片。這標(biāo)志著住在地球上的人類已探遍太陽系；更有意思的是12天后宣布在其上有液氮(LN2)河流。7月24日NASA說已發(fā)現(xiàn)“地球2.0”，即1顆與地球非常相似的行星Kepler 452b，直徑約為地球1.6倍，軌道周期385天，與母恒星距離與地日間距相同；這就大大增加了存在與我們相似的智慧生命的可能性。7月28日有報(bào)道說，中國正在貴州山區(qū)建設(shè)直徑達(dá)500m(世界最大)的射電望遠(yuǎn)鏡，2016年完工后將成為探尋外星人的主力軍。……這些消息不僅讓科學(xué)工作者激動(dòng)，每個(gè)在地球上生活的人都會(huì)產(chǎn)生無窮的想像。雖然有天文學(xué)家說“Kepler 452b不宜移居”，我認(rèn)為這只是現(xiàn)在的說法；請(qǐng)不要為100年、200年后的人類劃定條條框框吧！1400ly(ly光年)算什么，如實(shí)現(xiàn)了超光速且v=100c，14年也就到了?！噯?，100年、200年前的人能想像我們今天的生活方式和知識(shí)水平么？現(xiàn)在國際航天事業(yè)發(fā)展很快，我的判斷是我們正處在發(fā)生重大事件(如人類登上火星、收到外星人信號(hào))的前夜。

在美國一直有拍攝宇宙探索影片的傳統(tǒng)，近兩年是更加熱烈了——好萊塢推出了《地心引力》、《星際穿越》和《火星救援》等影片，讓人們看得如醉如癡。一些美國理論物理學(xué)家也親自出馬，擔(dān)任制片人或顧問，通過電影闡發(fā)自己的科學(xué)思想。這是好事，但也有誤導(dǎo)公眾的可能。例如，許多電影早已不再回避超光速，賦與人物極快的運(yùn)動(dòng)方式。但他們是在“不能得罪相對(duì)論”的預(yù)設(shè)前提下設(shè)想超光速運(yùn)動(dòng)可能性的，帶有濃重的調(diào)和論(或折衰主義)色彩，與我的理念不符。至于向公眾宣傳“有多個(gè)宇宙”之類的神話，更是我不能接受的。

在相對(duì)論框架內(nèi)搞超光速，西方科學(xué)家已有多人做過；例如Feinberg的快子(tachyons)，Thorne的蟲洞(wormholes)，Alcubierre的曲相推進(jìn)(warp drive)等；我對(duì)這些東西有很大保留。我仍然相信，當(dāng)務(wù)之急是探討中性微觀物質(zhì)粒子(中子、原子、分子等)以超光速運(yùn)動(dòng)的可能性究竟如何。現(xiàn)在人類的超光速實(shí)驗(yàn)，在波動(dòng)形式(電磁波、光脈沖、電脈沖、光子等)方面已取得很大成功；然而至今卻缺乏一個(gè)有力的實(shí)驗(yàn)，證明中性物質(zhì)粒子可以作超光速飛行。這樣的實(shí)驗(yàn)我做不了，恐怕在全世界尚無人知道該如何去做。雖然現(xiàn)在許多人仍認(rèn)為物質(zhì)作超光速運(yùn)動(dòng)不可能，但我在2015年的一篇論文(“論有質(zhì)粒子作超光速運(yùn)動(dòng)的可能性”)中在仔細(xì)討論了事情的各個(gè)方面后得出結(jié)論，再次證明有質(zhì)粒子(甚至物體)以大于c的速度運(yùn)動(dòng)是可能的。實(shí)際上究竟如何，時(shí)間會(huì)證明一切。

時(shí)常有人說，全世界的加速器中電子或質(zhì)子均以近于c的亞光速飛行，從未有過超光速的情況。我認(rèn)為這不能成為令人信服的證據(jù)；現(xiàn)在是用電磁場作加速手段作用于帶電粒子，而電磁場(波)的本征速度是c，當(dāng)然粒子速度不會(huì)大于c。這正如人帶球跑動(dòng)，球的移動(dòng)速度不可能高于人的速度，人速卻不是球速的極限。由于科學(xué)界迄今對(duì)中性粒子的加速缺乏方法，現(xiàn)有加速器均使用帶電粒子，因而無法查明有質(zhì)量粒子的速度能否比c更高。一旦有新的實(shí)驗(yàn)方法，超光速宇航可能性問題就可得出結(jié)論。

2015年歲末我還發(fā)表一篇較長文章“論尋找外星智能生命”；無論是誰，如果從“地球是宇宙中的一個(gè)行星、但非唯一”的角度來看問題，對(duì)事物就會(huì)有全新的體會(huì)。我在文章中指出，當(dāng)前最突出的問題有兩個(gè)：①如何在與外星人打交道時(shí)確保地球人類的安全；②如何尋找和確定真正的“宜居星球”并在將來大量向外星移民。文章還提出“未來的宇航需要新概念”這一命題。

(四)

作為教師和科學(xué)家，我努力把教學(xué)和研究作盡可能完美的交叉和融合，并在其中突出了“必須對(duì)波科學(xué)(wave sciences)展開全面深入探索”的思想。我為碩士生開過2門課程：《導(dǎo)波理論》和《微波新技術(shù)》，為博士生則主要講授《波動(dòng)力學(xué)》(《Wave Mechanics》，WM)；這里主要談?wù)労笳?。由于學(xué)生對(duì)波動(dòng)已有一般知識(shí)，我一開始直接告訴他們：盡管對(duì)波動(dòng)的研究開始得很早，但至今仍常令人陷入迷茫。例如關(guān)于電磁波的屬性；關(guān)于微觀粒子的波粒二象性；關(guān)于波函數(shù)的本質(zhì)；關(guān)于光的本性；關(guān)于物質(zhì)波的相速；等等；至今仍是眾說紛紜。在教學(xué)中，我認(rèn)為教師必須善于喚起學(xué)生對(duì)研究科學(xué)問題的興趣，并讓他們知道學(xué)科存在的問題、前沿在哪里。進(jìn)一步，我向?qū)W生指出，WM的發(fā)展源遠(yuǎn)流長，最早發(fā)端于最小作用原理，該原理可以說是“眾理之母”。對(duì)WM貢獻(xiàn)最大者是E.Schr?dinger，其次是de Broglie；前者提出的Schr?dinger方程(SE)不僅用于處理微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，而且用來分析一些宏觀科學(xué)技術(shù)問題。Schr?dinger本人沒有來得及研究非線性Schr?dinger方程(NLS)；而de Broglie卻曾致力于非線性波動(dòng)力學(xué)(NLWM)的研究，并將其與孤立波聯(lián)系起來。當(dāng)前大量研究工作涉及數(shù)學(xué)上的非線性微分方程，對(duì)其物理學(xué)意義反而有忽視的傾向。對(duì)電磁波的研究仍是波科學(xué)的重要方面，其基本理論尚待澄清之處甚多。WM的發(fā)展表明，經(jīng)典電磁波方程應(yīng)與量子力學(xué)波方程聯(lián)系起來研究，孤立地討論經(jīng)典的場與波的時(shí)代早已結(jié)束。

這樣我便向研究生們提示了在兩方面學(xué)習(xí)提高的重要性：一是數(shù)學(xué)，二是量子理論。實(shí)際上很難在經(jīng)典波動(dòng)與量子波動(dòng)之間畫出一條明確的界限，例如光波可以看成經(jīng)典波動(dòng)，從太陽到各種燈具都是基于自發(fā)輻射而發(fā)光，光的方向性、單色性很差。1960年發(fā)明的激光是通過受激輻射過程產(chǎn)生的相干光，方向性、單色性好，接近于電磁理論中的理想平面波。但激光并非自然界具有的現(xiàn)象，我們有充分理由視之為一種量子波動(dòng)。但自然光既由光子流組成，而只有在量子理論的基礎(chǔ)上才能獲得對(duì)光子本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，把光完全當(dāng)作經(jīng)典波動(dòng)似乎也不恰當(dāng)。盡管如此，一般認(rèn)為由Maxwell理論描寫的電磁波是經(jīng)典波動(dòng)。

因此，在高校的本科生教育中如教師尚難避免作經(jīng)典知識(shí)的灌輸，在研究生教育中絕不應(yīng)當(dāng)再這樣做。要讓學(xué)生覺得“躍躍欲試”，企圖把自己放進(jìn)整個(gè)科學(xué)研究發(fā)展過程之中，并時(shí)刻準(zhǔn)備好領(lǐng)會(huì)國際上的最新發(fā)展。實(shí)際上，我這樣講課不僅使學(xué)生注意力集中，而且使他們隨著我的描述而沉入思考，并意識(shí)到自己基礎(chǔ)知識(shí)的不足。毫不遲延地，我又向他們指出，SE是非相對(duì)論性方程，它一出現(xiàn)即解決了原子物理學(xué)的許多問題。de Broglie和Schr?dinger的工作使對(duì)波的認(rèn)識(shí)和研究進(jìn)入了量子波動(dòng)的層面，它有別于以往的經(jīng)典波動(dòng)。但這二者并非截然分開，如把電磁波理論中的標(biāo)量Helmholtz方程拿來，再引入de Broglie波概念，就可迅速導(dǎo)出SE的簡化形式；而Helmholtz方程是描寫經(jīng)典波動(dòng)(聲波、電磁波)的。說Helmholtz方程與SE相似也是可以的。實(shí)際上，經(jīng)典Maxwell電磁理論與量子力學(xué)之間存在緊密聯(lián)系。光學(xué)理論中的標(biāo)量波方程與SE是對(duì)應(yīng)的——電磁場分布與波函數(shù)、折射率分布與勢場、導(dǎo)模傳播常數(shù)與能級(jí)、模階數(shù)與量子數(shù)之間，存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因此，SE既可以處理原子，又可用來分析緩變折射率光纖。有的書說SE“只能用于低速情況”顯然不對(duì)?！傊谘芯可逃斜仨毚罅μ岢⒃谠龑?shí)基礎(chǔ)之上的創(chuàng)新思維，因?yàn)檎沁@些青年人是國家未來的希望。

無論課堂講授，或是指導(dǎo)學(xué)生做研究，我都要給年青人以最豐富的精神食糧。我對(duì)學(xué)生說，中國(理工科)高等教育的最后防線是博士培養(yǎng)，一定要刻苦努力夯實(shí)基礎(chǔ)，做創(chuàng)新的研究。我努力激發(fā)學(xué)生的熱情，喚起他們的投入精神，在授課時(shí)或討論研究實(shí)驗(yàn)計(jì)劃時(shí)對(duì)學(xué)科發(fā)展給出清晰和確定的判斷。我反復(fù)指出，大自然不僅奇妙，有時(shí)甚至令人覺得不可思議。例如，在微波和光頻所發(fā)現(xiàn)的負(fù)折射、負(fù)GH位移、負(fù)波速(NWV)現(xiàn)象，充分證明迄今人類對(duì)波的認(rèn)識(shí)還很膚淺。在Maxwell方程組中，介電常數(shù)ε和導(dǎo)磁率μ甚至可能是負(fù)值。……這些引導(dǎo)對(duì)學(xué)生激勵(lì)很大，我有兩個(gè)博士生后來深入研究負(fù)GH位移的特性，在國外發(fā)表了論文。有一位博士生不僅在實(shí)驗(yàn)中測出了負(fù)介電常數(shù)，而且測出了NWV。

如何培養(yǎng)出合格的(乃至優(yōu)秀的)理學(xué)博士(或工學(xué)博士)是一個(gè)太大的話題，這里不再多說；只談兩點(diǎn)，一是引導(dǎo)學(xué)生以純凈心態(tài)獻(xiàn)身科學(xué)，不為世俗所左右。另一點(diǎn)是以用嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度要求學(xué)生，即使論文中出現(xiàn)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)錯(cuò)誤都不放過。我培養(yǎng)的碩、博士學(xué)生許多后來擔(dān)負(fù)重要職務(wù)，工作表現(xiàn)甚至經(jīng)濟(jì)收入都較突出。

上述作法與我在社會(huì)上強(qiáng)調(diào)“發(fā)展基礎(chǔ)科學(xué)”是一致的。自2006年起我擔(dān)任《現(xiàn)代基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展論壇》召集人，和別的專家學(xué)者一道努力，以“有特色、高水平”作為活動(dòng)目標(biāo)。2006年會(huì)議我的開幕詞題為“基礎(chǔ)科學(xué)研究決定國家和人類的未來”；2008年會(huì)議我的開幕詞為“加速發(fā)展，讓我國科學(xué)盡快躋身世界前列”；2010年的開幕詞是“夯實(shí)基礎(chǔ)，努力創(chuàng)新”；這些話代表了我的心聲。

(五)

那些在科學(xué)史上有大貢獻(xiàn)的科學(xué)家都活了多大歲數(shù)？對(duì)此我產(chǎn)生了很大興趣?，F(xiàn)在隨機(jī)選取不同時(shí)代、不同國家、不同專業(yè)的大師們作些調(diào)查，共選61人，包括數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家、化學(xué)家和生物學(xué)家；調(diào)查情況如下述。

第1類是80歲以上的，有以下各位：趙忠堯96，de Broglie 95，王淦昌91，Planck 89，Born 88，Pavlov 87，Newton 85，Millikan 85，吳健雄85，Edison 84，Thomson 84，Watt 83，F(xiàn)reud 83，Kelvin 83，Sommerfeld 83，Debye 82，Dirac 82，Volta 82；共18人。

第2類是70歲到80歲的(含70歲)：Michelson 79，Bose 79，Gauss78，Galilei 78，Mach 78，Bohr 77，Nernst 77，Rayleigh 77，Einstein 76，Euler 76，F(xiàn)araday 76，Archimedes 75，Lorentz 75，Heisenberg 75，Schr?dinger 74，Darwin 73，Mendelejev 73，Joule 71，Coulomb 70，Copernicus 70，F(xiàn)eynman 70，Compton 70；共22人。

第3類是60歲到69歲的：Ohm 67，Curie 67，Rutherford 66，F(xiàn)ermat 64，Marconi 63，Oppenheimer 63，Kirchhof 63，Bessel 62，Boltzman 62，Eddington 62，Ampere 61，Hamilton 60；共12人。

第4類是60歲以下的：Poison 59，Kepler 59，Young 56，Descartes 54，F(xiàn)ermi 53，Maxwell 48，Riemann 40，Pascal 39，Hertz 37；共9人。

以上情況，第1類占29.5%，第2類占36%，第3類占19.7%，第4類占14.8%。也就是說，活到70歲以上的為65.5%(約2/3)，活到60歲以上的為85.2%。統(tǒng)計(jì)結(jié)果雄辯地證明：科學(xué)思維的腦力勞動(dòng)有益于健康和長壽，“無所用心”的生活有害無益。

生命對(duì)每個(gè)人都只有一次；如何度過一生，是生而為人者必須考慮的問題。目前中國的社會(huì)思潮令人憂慮，在各方面都給人以“金錢第一”的印象。我不認(rèn)為應(yīng)當(dāng)以清貧為榮，只是覺得空氣中過份彌漫著“物質(zhì)享受至上”的氣息……。應(yīng)當(dāng)向青年人宣講人生的價(jià)值和科學(xué)的魅力，鼓勵(lì)他們繼承老一代科學(xué)家的科學(xué)精神和科學(xué)思想，大步向前。

※※ ※

以上便是一位80歲老專家的回憶、總結(jié)、思考和期待。我們都曾經(jīng)歷內(nèi)心的奔放激情與保守的現(xiàn)實(shí)之間的矛盾造成的苦惱；加上自身創(chuàng)新能力不足的弱點(diǎn)，因而限制了自己所能攀上的高度。但努力總會(huì)帶來收獲；來自科技界領(lǐng)導(dǎo)和師友們的關(guān)懷鼓勵(lì)令人感動(dòng)，與青年學(xué)生和年輕科技人員的互動(dòng)交流令人難忘。近年來我陸續(xù)收到來自意大利、以色列、德國、臺(tái)灣等處的研究單位或大學(xué)的邀請(qǐng)，請(qǐng)我訪問或參加學(xué)術(shù)會(huì)議。德國科隆大學(xué)G.Nimtz教授多次建議我出版英文專著，國防工業(yè)出版社總編輯也勸我搞《波科學(xué)與超光速物理》一書的英文版。由于年齡太大，這些事恐難一一去做了?，F(xiàn)在我只希望中、青年科學(xué)家做出突破性的工作，為國爭光。對(duì)祖國和人類的未來，我們充滿期待。

主要著作表(論文)

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[60]黃志洵.論1987年超新星爆發(fā)后續(xù)現(xiàn)象的不同解釋[J].前沿科學(xué)，2015，9(2)：39～52.

[61]黃志洵.大爆炸宇宙學(xué)批評(píng)[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，22(1)：4～19.

[62]黃志洵.使自由空間中光速變慢的研究進(jìn)展[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，22(2)：1～13.

[63]黃志洵.論有質(zhì)粒子作超光速運(yùn)動(dòng)的可能性[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，22(3)：1～16.

[64]黃志洵.用于太空技術(shù)的微波推進(jìn)電磁發(fā)動(dòng)機(jī)[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，22(4)：1～10.

[65]黃志洵.電磁源近場測量理論與技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，22(5)：1～18.

[66]黃志洵.引力理論和引力速度測量[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，22(6)：1～20.

[67]黃志洵.論尋找外星智能生命[J].前沿科學(xué)，2015，9(4)：30～39.

主要著作表(書)

[1]黃志洵.截止波導(dǎo)理論導(dǎo)論[M].北京：中國計(jì)量出版社，初版1982，再版1991

[2]黃志洵，王曉金.微波傳輸線理論與實(shí)用技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，1996

[3]黃志洵.美的風(fēng)姿[M].重慶：重慶出版社，1999

[4]黃志洵.超光速研究——相對(duì)論、量子力學(xué)、電子學(xué)與信息理論的交匯點(diǎn)[M].北京：科學(xué)出版社，1999.

[5]黃志洵.超光速研究新進(jìn)展[M].北京：國防工業(yè)出版社，2002.

[6]黃志洵.超光速研究的理論與實(shí)驗(yàn)[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[7]黃志洵.超光速研究及電子學(xué)探索[M].北京：國防工業(yè)出版社，2008.

[8]黃志洵.波科學(xué)的數(shù)理邏輯[M].北京：中國計(jì)量出版社，2011

[9]黃志洵.現(xiàn)代物理學(xué)研究新進(jìn)展[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011

[10]黃志洵.波科學(xué)與超光速物理[M].北京：國防工業(yè)出版社，2014.

(責(zé)任編輯：龍學(xué)鋒)

收稿日期：2015-12-18

作者簡介：黃志洵(1936-)，男(漢族)，北京市人；中國傳媒大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院電子學(xué)研究所客座研究員。E-mail：huangzhixun75@163.com

編者按：黃志洵教授是中國傳媒大學(xué)理工學(xué)部的資深教授、博士生導(dǎo)師，是國內(nèi)著名電子學(xué)家、微波與光波學(xué)家。他從青年時(shí)期即立志為祖國攀登科學(xué)高峰，此后果真譜寫了自己豐富的科學(xué)人生。如今他雖已高齡，卻仍在做研究工作，以及思考如何推動(dòng)國家基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展。2014年末他在本刊發(fā)表“建設(shè)具有中國特色的自然科學(xué)”一文；該文后來在科學(xué)工作者中產(chǎn)生了較大反響，并被其他學(xué)術(shù)期刊轉(zhuǎn)載。黃教授的持續(xù)研究曾受到中國科技界領(lǐng)導(dǎo)人的重視，例如2009年全國人大常委會(huì)教科文衛(wèi)委員會(huì)副主任、原科技部副部長程津培院士曾致函黃志洵說：“您的這套系列著作(注：指超光速研究專著，當(dāng)時(shí)已出版4種)足以反映出您是一位真正的探索科學(xué)真理的旗手；您求索重大科學(xué)問題的堅(jiān)韌和獻(xiàn)身精神令我十分感動(dòng)和敬佩。多年來，您追求真理的勇氣、洞察力和不懈精神，正是我國科技界所不足、特別是基礎(chǔ)研究界要大力提倡的。感謝您對(duì)我國基礎(chǔ)研究做出的重要貢獻(xiàn)”。2014年7月，黃志洵新作《波科學(xué)與超光速物理》一書出版，我校于9月21日召開座談會(huì)，有多位院士出席。在會(huì)上程院士說：“中國傳媒大學(xué)不是在理工方面最有名的學(xué)校，卻能支持、幫助黃教授這樣的有研究特色的專家，使其不斷推出有原創(chuàng)性、探索性的科學(xué)著作，是不簡單的事情。黃先生是楷模式人物，他的科學(xué)實(shí)踐是一個(gè)范例，今后我們要把他的精神發(fā)揚(yáng)光大”。原國家科委主任、中國工程院院長宋健院士則送來一句話——“大作已拜讀，不勝鼓舞”，以此表達(dá)這位老科學(xué)家的欣喜之情。

今年是黃志洵教授從事科研活動(dòng)60周年；5月28日恰逢他80歲生日。本刊特發(fā)表他的回憶文章“科學(xué)研究是責(zé)任，也是好奇和快樂”，以饗讀者；我們祝他健康長壽，繼續(xù)做有益的工作。