1981年，我與Tangherlini教授在美國Brookhaven 國家實驗室
作為一個75歲的老人，我忽然想起，需要梳理一下我的物理學(xué)學(xué)習(xí)生涯，這也算是自娛自樂吧。
我在中學(xué)時代起，就喜歡物理學(xué)。我要感謝我的父親，他鼓勵我玩“無線電收音機(jī)”。我自己買零件，安裝當(dāng)時流行的電子管“三管收音機(jī)”。在1960年，我有幸考入了復(fù)旦大學(xué)核物理專業(yè)�，F(xiàn)在回想起來，我在大學(xué)期間有三件事影響了我的畢生。1. 我組裝過當(dāng)時很“前衛(wèi)”的黑白電視機(jī)；2. 我看了一本關(guān)于愛因斯坦的科普讀物，使我對于相對論充滿了好奇心。后來發(fā)展到學(xué)習(xí)超光速物理，挑戰(zhàn)相對論。3. 有緣與理想中女同學(xué)董蓓蕾戀愛并定情。
在當(dāng)時，大學(xué)生不能談戀愛是一條不成文的潛規(guī)則，觸犯這條規(guī)則是要受到懲罰的。因為我們的戀愛是發(fā)自內(nèi)心的，真誠的，就堅持了下來。在大學(xué)畢業(yè)分配時，我倆受到了實實在在的懲罰：我被分配到安徽，她被分配到北京。我們經(jīng)受了七年分居兩地的考驗。后來，很多人同情我們，也感動了董蓓蕾工作單位的軍管會主任，是他（軍人也有情!）幫助我從安徽農(nóng)村調(diào)到了北京。
當(dāng)時正是文革期間，我在安徽的單位下放到了農(nóng)村。在這個特殊時期，我開始了對于相對論的學(xué)習(xí)。到了北京，條件更加有利，單位里每周有去北京圖書館的班車，利用這個機(jī)會，我閱讀了大量外文科學(xué)文獻(xiàn)。天文學(xué)界多數(shù)人認(rèn)為：河外星系的普遍性紅移是多普勒速度效應(yīng)，即紅移值越高，它們逃離地球的速度就越大。對此我提出了質(zhì)疑，寫了宇宙學(xué)紅移的可能解釋一文，并于1974年發(fā)表在當(dāng)時國內(nèi)唯一的一家物理學(xué)雜志物理上，曾引起了廣泛的討論。
那個年代，世界上還沒有個人電腦，更沒有英特網(wǎng)�？墒敲绹奈锢韺W(xué)界有一個收集前沿科研信息的很好的做法，他們辦了一個期刊物理學(xué)文摘（Physics Abstract），它不僅收集歐美的物理學(xué)論文，也關(guān)注蘇聯(lián)和中國的物理學(xué)論文，有專人負(fù)責(zé)翻譯。我注意到，我的論文摘要竟出現(xiàn)在物理學(xué)文摘上。估計翻譯者是臺灣人，他把我的名字翻譯成：“Tsao Chang”。為了保持科學(xué)論文上作者名字的一致性，后來我就一直采用這個英文名字。
1980年，乘中國大地上的改革開放的春風(fēng)，我有幸得到了胡耀邦總書記的關(guān)心，作為訪問學(xué)者前往美國進(jìn)修了近二年。我在辦理護(hù)照時填寫了Tsao Chang這個名字，外交部批準(zhǔn)了。大陸人辦理出國護(hù)照時采用臺灣人的英文拼法，或許很少。到美國以后，很多臺灣人以為我是從臺灣去美國的，我回答說：大陸的中國人，與臺灣人是一家人。在1985年，我得到美國二個大學(xué)的邀請，作為客座教授去美國講學(xué)，后來主要學(xué)習(xí)空間物理。
我的第一篇英文論文發(fā)表在1979年的歐洲物理快報（Physics Letters）上，論文標(biāo)題的中譯是：“各向異性空間中的麥克斯韋方程”。其學(xué)術(shù)觀點是，根據(jù)宇宙微波背景輻射的各向異性，可定義一個特殊的慣性系，從而麥克斯韋方程組可以改寫成為另外一種形式。當(dāng)時在中國打字機(jī)也很少，我用手寫稿向物理快報投稿后，對是否能夠正式發(fā)表把握不大。想不到，我很快收到了該期刊主編的回復(fù)，表示接受論文發(fā)表。該編輯部還幫助我校正英文，幫助英文打字，論文很快在3個月時間內(nèi)發(fā)表了�；叵肫饋恚液芨兄x那位主編，因為那篇論文的發(fā)表過程幾乎是一個奇跡。不僅如此，那篇論文發(fā)表以后，就有美國教授邀請我去美國訪問，這使我走出了一條原來沒有設(shè)想過的人生道路。同在1979年，我的另外一篇英文論文“超光速學(xué)習(xí)的一個新途徑”發(fā)表在英國物理期刊上，這是我對超光速學(xué)習(xí)的第一篇論文。
在我的幾篇英文論文中，我學(xué)習(xí)了Tangherlini教授在1959年提出的“推廣的伽利略變換”。在這種變換的框架中，可以描述超光速運動的粒子。在美國期間，我與Tangherlini教授有3次互訪。大約在1981年，Tangherlini教授還帶我去哈佛大學(xué)聽了英國物理學(xué)家霍金教授的一場講座。
在中國與美國，我曾教授過電動力學(xué)，近代物理等課程，并兼搞相對論和引力理論的學(xué)習(xí)，發(fā)表學(xué)習(xí)論文三十多篇。我的學(xué)習(xí)重點主要是超光速問題。在1985年初的一次國際學(xué)術(shù)會議上，我預(yù)言了中微子是超光速粒子。在2000年，我與復(fù)旦大學(xué)資深教授倪光炯合作學(xué)習(xí)了中微子超光速的量子方程。（注：2011年CERN實驗，他們測量的是超高能量的中微子，速度非常接近真空光速，時間差應(yīng)該小于1 納秒。2011年CERN實驗宣稱測量到的60納秒，的確是屬于實驗差錯）。
美國的空氣好，水好，但我更喜歡中國的文化和生活習(xí)慣。在2003年，我們二人從美國亞拉巴馬州大學(xué)退休，回上海定居。我繼續(xù)(自費)從事物理學(xué)學(xué)習(xí)，這是我的愛好，也是我的老有所樂。我有時參加一些與科學(xué)有關(guān)的社會活動，例如，上海市老科協(xié)創(chuàng)新委以及上�？萍祭夏甏髮W(xué)的活動。作為上海市科普校園行專家講師團(tuán)成員，我在許多學(xué)校作過科普講座，很受學(xué)生的歡迎。今年3月下旬，華東師范大學(xué)何積豐院士曾邀請我作了一個科普講座：“電可以跑得比光快？——由實驗說話”。
在2011年10月，我的專著物理時空理論探討—超越相對論的嘗試由上�？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版。2012年6月，我的科普書穿越時間可能嗎？——PK 時間簡史由復(fù)旦大學(xué)出版社出版，并曾經(jīng)在上海書展上得到推薦。2012年12月，上�？平屉娪爸破瑥S為我拍了科教影視：探秘時間旅行。2013年春季，我曾在上海復(fù)旦大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)系任外聘教授。
自古以來，人們對于時間的單向性是公認(rèn)的�？墒�，自從1905年以來，相對論的時間定義成為了物理學(xué)時間的唯一定義，從此，時間的單向性被歪曲了，超光速運動也成為了學(xué)習(xí)禁區(qū)。近幾年，宣傳時間始于宇宙大爆炸，時間是虛幻的，時間可以被“蟲洞”穿越等等的大量“科普”和影視作品充斥了市場，誤導(dǎo)著青少年。為了堅持時間單向性的自然屬性，發(fā)揚(yáng)中華文化的優(yōu)秀傳統(tǒng)，2015年4月，我與朋友們在山西臨汾市的一所雙語學(xué)校的校園內(nèi)建立了“時間公理”教育石碑，上面大書：時間永遠(yuǎn)是單向流逝的。時間機(jī)器不存在，人類利用“蟲洞”進(jìn)行星際旅行是不可能的。
近年來，我與復(fù)旦大學(xué)學(xué)習(xí)生廖康佳合作，學(xué)習(xí)了交流電可能超光速的實驗。樊京博士在南陽理工學(xué)院的實驗室重復(fù)并肯定了我們在復(fù)旦大學(xué)的實驗。我們在2015年在現(xiàn)代物理等學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了“導(dǎo)線中交流電場時間延遲的測定”等4篇論文。在2017年前沿科學(xué)期刊第1期發(fā)表了我們4人的論文：“交流電超光速的實驗學(xué)習(xí)”。
后來，科技日報采用標(biāo)題：“電可以跑得比光快？”，介紹了我們的論文。這個實驗指出：在特定的電路參數(shù)情況下，交變電的速度可以大大超過真空光速。這個實驗結(jié)果表明，狹義相對論是有局限性的，真空光速不是一切物質(zhì)運動的極限；相對論在電路理論中不適用。這個實驗結(jié)果將打破延續(xù)了110年的相對論的超光速禁區(qū)，限定了相對論的適用范圍。
300年前的意大利科學(xué)家伽利略是我的偶像。時間將見證：超光速現(xiàn)象是客觀存在的。在特定的電路參數(shù)情況下，交變電的速度可以大大超過真空光速。
（本文作者：復(fù)旦大學(xué)教授張操）我的物理學(xué)生涯 |
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