——记季灏和季灏实验

本刊记者　刘之灵

　　提起相对论和爱因斯坦，不管是物理界的学者，还是知识不多的门外汉都会翘起大拇指，由衷地发出一声赞叹。1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，1916年，广义相对论闯入人们的视线，这两年对物理界来说都具有里程碑式的意义。相对论的建立从根本上改变了物理学的面貌。它从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间与空间的本质属性，即揭示了时空的可变性、时空变化的连续性，树立了新的时空观、运动观、物质观，使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。
　　可是，即便是物理界的权威之作，也有人敢冒天之下大不韪，指出相对论中的不合理之处，勇敢地提出自己的见解。他就是季灏，我国上海东方电磁波研究所所长，一个把大半生心血都投入到了物理研究中的科学朝圣者。
　　
实验数据道疑问
　　
　　季灏早年考入南京航空学院物理系，在国家三年困难时期辍学回家当中学物理教师，从此流落民间。而艰苦的条件并没有磨灭他对物理的热爱，当他发现美国人贝托齐验证相对论质速关系的实验有不实之处时，就下决心重做。改革开放后，季灏先生离开中学校长的岗位，从商了一段时间，有了积累后又弃商专心做物理，其中的艰辛不言自明。
　　季灏的主要研究成果是通过三个实验证明的，分别是《量热法验证质速关系实验》、《电子洛伦兹力和能量测量的实验》和《不同能量电子在均匀滋场中运动规律的实验》。这三个实验的结果表明，带电粒子运动速度接近光速时，出现能量和运动轨迹偏离狭义相对论预言的异常现象。
　　《量热法验证质速关系实验》是季灏利用直线加速器产生的能量为1.6Mev、6Mev、8Mev、10Mev、12Mev、15Mev高速电子在束流引出线上轰击铅靶，参照1964年贝托齐实验的方法，用量热学法直接测量电子的能量，从而直接证明电子的质量与电子运动速度的关系。实验数据证明1964年贝托齐实验的数据明显存在问题，6Mev电子和15Mev电子的动能几乎是一样的，实验结果跟牛顿理论值十分接近，实验证明物体质量跟速度没有关系，不符合相对论中质速关系的基本公式。
　　而季灏的《电子洛伦兹力和能量测量的实验》的结果，则证明电子受的洛伦兹力（理论值）随速度的增加而减小，与洛仑兹力公式不一致。为进一步研究电子速度和质量的关系，季灏设计了《不同能量电子在均匀滋场中运动规律的实验》，由美国瓦里安2300C/D型加速器出来的20MeV、16MeV、12MeV、9MeV、6MeV、4MeV电子束流经10cm厚的铅铁组合准直器出来的电子束流垂直入射到0.1210T的均匀磁场。实验结果发现20MeV、16MeV、12MeV、9MeV、6MeV、4MeV能量的电子在同一0.121T均匀磁场中，它们的运动轨迹几乎是同一个圆。季灏用同样的办法在匀强电场中得到相同的结果。当荷电粒子的运动方向与静止匀强磁场方向垂直时，在静磁场洛伦兹力作用下，做圆周运动。为此，可以得到这样的结论，电子的速度在接近光速时，速度的微小变化，它的质量并不如相对论预言的变化。
　　如果季灏实验被证实，只有两种可能：要么爱因斯坦狭义相对论出现问题，要么洛仑兹力公式在高速运动下不成立。这两点对现代物理学都是致命的，而季灏的实验有可能是本世纪中国基础物理学走向世界的开山之作。
　　
挑战权威引争议
　　
　　2011年7月29日，上海市老科学技术工者协会组织召开了非共识创新研究成果研讨会，包括上海市科委、中科院高能所、上海交通大学、复旦大学、北京师范大学和上海市物理学学会等单位的领导、专家、教授，以及邀请从美国回来的专家等共40余人参加了研讨会。
　　会上，上海市科委发展计划处处长马兴发致辞说，“十二五”期间是创新驱动，转型发展的关键时期。科技创新有战略性和风险性，因此在保护创新、鼓励创新的同时，也要努力营造宽容失败的和谐氛围。我们还要更进－步关注非共识研究进展，积极鼓励可能孕育着原创新的非共识研究。
　　上海市科协秘书长王晓东也表示，与主流科学尚未一致的非共识研究，在古今中外科学技术发展过程中始终是存在的，而且层出不穷。有些非共识被认为是伪科学，不被共识，但有些经过科技界、学术界的讨论、证明、认证后形成共识，结出了硕果。
　　这次会上，季灏做了研究报告，简要介绍了他的研究情况和成果。当季灏的研究抛出水面时，立刻引起了学界的广泛讨论，旧学说和新研究，孰是孰非？这一切，只能靠相关的专家学者用自身的知识去定义。
　　纵观历史，非共识研究往往要走一段很艰辛的路，才能得到世人的认可。如同波兰天文学家哥白尼最初提出了日心说一般，当时颠覆传统的说法受到了教会、大学等机构与天文学家的蔑视和嘲笑，但是通向真理的路上从来不乏苦行僧；1592年乔尔丹诺·布鲁诺宣传日心说和宇宙观而被捕入狱，最后被宗教裁判所判为“异端”，而烧死在罗马鲜花广场，在哥白尼之后他是用生命来捍卫真理；最终当伽利略证明日心说的正确性时，一切牺牲都是值得的。
　　季灏说，别人笑我太疯癫，我笑他人看不穿。创新之路从来都不平坦，尤其是在现有的基础上进行指正修改，更难以为人接受，因为人们很难否认已有的认识去接受全新的观点。一些先知先觉的人，他们往往是少数派，就像人们常说的，真理只掌握在少数人手中。但是，我们应该用开拓的眼光去审视新事物，去接受新事物，给他们提供更广阔的成长空间。新事物的发展要经历一个曲折的过程，在它产生之初，总是不完善的、弱小的，但它在与暂时强大的旧事物的斗争中，最终会取得胜利。
　　
前路曲折盼光明
　　
　　季灏认为，在学习国外的经典理论时也必须取其精华，弃其糟粕，吸取其正确的方面，批评其错误的部分。中国的科学工作者应该根据本国的国情作切实的研究，运用自己的方法勇敢地、科学地去思考，去创新，去挑战！只有这样才能有所作为，只有这样中国的科学才能有长足的进步，才能在世界上取得一席之地。
　　当然，用数据和实验说话才是王道，季灏通过精密的实验和科学的验证得出的结果已经得到了越来越多专家学者的认可和赞同。
　　中国工程院院士高伯龙在给季灏的信中写道：“我认为相对论不是绝对真理，确实需要修改。”
　　中科院研究员范良藻教授在《前沿科学》点评文章中讲：“季灏先生的实验一旦被学界确认，形成共识，应该是翻开了历史新的一页。”
　　中科院高能所研究员、原现代物理知识主编吴水清教授说：“我深信季灏先生挑战勇气和魄力以及他执著的追求和严谨的科学态度，他一定会有一个科研成果丰硕的明天。”
　　“季灏老师发现了新大陆，和自由落体三分定律一样，具有同样性质。”
　　“若是这个实验结果如季灏所述，则物理大厦就会完全倾倒，物理理论将全部重建。”
　　自然科学在永不停息地发展。马克思说过：“一切科学都是历史科学。”每一个理论都代表着一个时代，没有替代就没有进步，如果季灏的研究真的被认可，那将是人类科学文明又前进了一大步。