ZT:关于北大工学院陈十一教授一项成果的争论

来自北大退休教授武际可的博客。 第二篇文内提到最早有异议的应该是陈耀松教授。偶然发现在北京大学新闻网上有一则新闻。现完整地抄录如下: “北大工学院陈十一教授等拓展了通行150年的开尔文定理 日期: 2006-10-20 阅读次数: 12715 供稿:北大工学院
1869年,19世纪伟大科学家William Thomson (Lord Kelvin)
发表了着名的速度环量守恒定律的论文。他的结果等同于19世纪另一位科学巨匠Hermann von
Helmholtz在1858年证明的一个定理,这一结论现在称为开尔文-赫姆霍兹定理,它被用来解释很多重要的流体现象,如飞机升力的产生,湍流阻力和
量子涡线在超流中的运动。 近日,北京大学工学院陈十一教授和美国约翰霍普金斯大学以及洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员在流体湍流中拓展了这个定理,有着150年历史的Kelvin-Helmholtz定理在湍流中得到发展。 他们指出经典的开尔文定理在流体湍流中将失效,从而必须采用他们的新理论。
速度环量定理很容易通过涡线的运动来理解:旋转的柱状流体,如大气中的龙卷风或者浴缸下水口形成的漩涡都有涡束。开尔文-赫姆霍兹定理表明在流体粘性系数
很小,或者说“粘性”可以忽略的情况下,涡线必须“和流体一起运动”。换句话说,不管流体运动多幺复杂和多幺混乱,最开始在流线上的流体质点在以后还会一
直在那根涡线上。吸烟产生的烟圈就是一个很好的说明。我们之所以能用肉眼看到烟圈,是因为有烟尘在里面。开尔文-赫姆霍兹定理的作用使得涡线上的烟尘颗粒
会一直“系”在涡线上,而逃不出烟圈。只有经过很长时间,烟才会消散掉,一方面是因为烟圈的扩大,另一方面是因为开尔文定理忽略了细微的扩散作用。一般认
为,扩散作用越小,开尔文定理就越准确。
陈十一教授和他的研究团队发现这种预期是错的。开尔文定理在流体粘性系数趋近于零的情况下并不成立。在粘性系数很小的情况下,尽管分子运动引起的涡量扩散
很小,但是湍流也会应运而生,流体速度场变化非常剧烈,并导致奇异性,从而破坏了开尔文定理中流场平滑的潜含假定。这时湍流和速度场的奇异性成为扩散的主
要因素。事实上,奇异性对守恒律的作用以前也有过类似的研究。1949年,耶鲁大学的化学家 Lars
Onsager发现,由于流体奇异性的存在,经典的能量守恒定理在湍流中并不一定成立。Onsager的观点在当时并没有被广泛接受,但是后来他的发现被
数学家证明。当粘性系数趋近于零时,由于非线性动力学影响,流体能量会向小尺度传递,因此湍流中仍会有能量耗散,这和量子场论中的守恒律奇异相似。量子电
动力学里的轴向奇异性可以让介子蜕变成光子。 该成果预期将对工程、地球物理和天体物理中许多问题产生重大影响。这个新发现和等离子物理中的阿尔芬定理和奇异量子现象,如超流中的耗散相滑移和基本粒子物理中的守恒奇异性等相关。他们的工作结果已发表在今年10月6日的《物理评论快报》
首先,环量守恒定理是连大学生都知道只适用于理想流体的定律。理想流体采用了无粘性假设,这只是一种近似的假设。陈十一却“发现”了在实际的流体中不适
用,任何有常识的人都知道实际的流体总是有粘性的。即使是在层流的条件下也是不适用的何况陈十一教授还要把它套在由于粘性所产生的复杂流动湍流上来使
用。
其次,报道说:“陈十一教授和他的研究团队发现这种预期是错的。开尔文定理在流体粘性系数趋近于零的情况下并不成立”。按照陈教授的预期,似乎在粘性系数
趋近于零时,理想流体的环量守恒就应当是它的极限。在这里,陈教授又犯了一个很初等的错误,即一个函数在自变量趋于a时它的极限就应当是自变量a处的函数
值。只要认真学过微积分的人都不难判断这种预期的错误。在函数于a点间断时,函数在a点的极限与函数在a点的值是两回事。何况,在粘性等于零时,一般来说
理想流体的控制方程要降阶,它的解与描述粘性流体的纳维-斯托克斯方程的解之间的关系是有许多学者讨论过的。其近似是有条件的。陈教授根本不了解这些条
件。把理想流体的模型到处乱用。是不会不碰壁的。
碰壁而又对力学已有成果的无知,反而欣喜地认为是“经典的开尔文定理在流体湍流中将失效,从而必须采用他们的新理论。”理想流体模型不适用于真实流体,这
是在100多年以前人们就已经熟知的事实,陈十一既然是学力学出身,想必是知道的。他故意不谈这些事实,并且还预期要“将对工程、地球物理和天体物理中许
多问题产生重大影响”,其用意只能是混淆视听借以达到欺世盗名的目的。
据云,陈教授乃北大工学院院长。这篇稿子要幺出自陈十一教授之手,要幺至少他是看过的。以上错误是作为一个力学专业的合格大学生都不应当犯的,要是作为力
学专业的教员竞连这种起码的知识也会犯错误,恐怕要登上力学专业的讲堂是有困难的,要是把这样的人滥充教授,只会误人子弟。如果对流体力学发展历史是清楚
的而又要那样说,那幺这样的人,岂止不能为人师,其人格也会成问题。而现在的事实是,陈十一不但堂而皇之登上工学院的讲堂,竞还充任院长之职。我作为北大
的一名退休教师为北大而感到害羞。ZT: 写完《谈北大工学院的一则新闻》后,意犹未尽,加以又了解到一些情况,有再谈的必要。
一悲是、工学院院长陈十一编造的这篇荒唐的新闻稿是贴上去的,所谓对150年定理的拓广只不过是一场有意制造的骗局。这是一个合格
的学过流体力学的大学生都能够识破的。可是,到现在已经10个多月了,点击的次数已达一万二千多次。竞没有一个在编的教师或学生发出疑问和揭穿。据了解,
对这篇奇文最早提出异议的是两位退休的老师,其中有一位还给工学院的网站上发了帖子,不幸的是,不久这篇帖子就给删掉了。使我悲伤的是,它说明北大已经大
大蜕化了,昔日以提倡科学和民主而闻名中华大地的北京大学,已经一变而为万马齐喑、噤若寒蝉的一潭死水了。仅有的不同意见是来自几个已经退休的老者,而且
这些老者的意见也还要受到及时的删改而不让它与大众见面。北大人竟对科学上的对错漠然视之。如果说陈十一的新闻,是试探北大人是否可欺的话,那幺北大人的
表现说明太过可欺了,难道北大连一个真正懂流体力学的人也没有吗。这就难怪陈十一能够不断吹嘘他能源、航空航天、新材料、生物医学工程什幺都懂的神话。牛
皮越吹越大,竞能够通行无阻。
在这里我们需要回顾已故北京大学校长周培源的话:“学校是一个搞学问的场所,而学术活动的特色乃是它的独创和革新,它的追求真理的大无畏精神和尊重实际的
科学态度。”据说陈十一,打着曾是周培源的学生的旗号来标榜自己。而实际做的,却是和周培源背道而驰。在搞学问上不仅不实事求是,欺骗别人,还要压制不同
意见。如果说陈十一是周培源的学生的话,也只能算是学生中的犹大而已。
二悲是,北大力学系是1952年由周培源创建的北京大学数学力学系力学专业发展而成的。经历了50年,为国家培养了数以千计的人才。50年来北大力学系,
一直是国内理科力学系的一面旗帜,也是教育部属于理科基地的唯一的力学系。即使是在文革灾难中,在谈理色变的理科无用论横行天下的情况下,北大力学系仍然
坚持自己的理科特色。周培源本人就顶着理科无用的邪风在文革中发表文章,批判以工代理和理向工靠的错误做法。陈十一上任工学院院长,公然与周培源对着干,
第一、将原来力学与工程科学系划归工学院,第二、将力学与工程科学系的系名改为“力学与空天技术系”。陈十一比周培源批判的以工代理理向工靠走得更远,使
原来的力学系的理科特点,从名到实,不留任何痕迹,把一个以理科为特长的历史悠久的力学系,改造为彻里彻外的工程系科。在全国学术界都急功近利的学风中,
北大这面理科的旗帜被砍倒了。我们并不反对北大办工学院,为了使北大有较全的学科,办工学院是无可厚非的,但在补却北大缺工的“眼前疮”的同时,却挖去了
理科力学专业的“心头肉”。它意味着,作为理科的力学学科从大陆上彻底消失了。这种拆己之长补己之短的做法,不能不使老北大人感到由衷地悲哀和痛心。
陈十一把力学系做了这番改造后还不甘心,
他借《北京晚报》发表消息说:“今年北大工学院将首次招收本科生,招生专业包括力学、工程结构分析、能源与资源工程。预计在北京地区
招生名额为10至15名。”虽然短短几十个字,表明他与要北大力学系数十年的传统分割清楚。文中说北大工学院“首次”招生,“招生专业包括力学”,这说明
它要把力学专业以往50多届培养的学生一笔勾销,它向世人宣布力学专业的历史要由陈十一从头来写,从头开始陈十一的历史。成也萧何,败也萧何,周培源以毕
生精力经营的理科为特点的力学系,被断送在打着他的学生旗号的陈十一手里了。
三悲是,陈十一是北大花高价请来作院长的,他的薪金是国内一个教授的数十倍之多!陈十一一个人的薪水相当于一个系的教授薪水的总和。国家花这幺多的钱,如
果陈十一果然能够给北大添光加彩,能够切切实实为北大做点事也还罢了。陈十一不仅业务上连连犯一个大学生都不应该犯的错误。在工作上,几年的观察,他给人
们的印象是,他一半时间在美国,他在这里只有一半时间,而且这一半时间里也并不是踏踏实实搞工作,一半是到处吹牛拉关系兼职赚钱,另一半是物色国内的好学
生到美国继续作他的研究生。他是怀着一颗美国心来中国工作的。有一位航天部的院士,对笔者说:“陈十一拿着美国护照,又当贵校的院长,又把系名改为力学与
空天技术系,是想从航天部拿任务。你设想,你拿着中国护照能够从美国的太空总署拿到任务吗?”
笔者虽然主张在学校里应当实行同工同酬的原则,不过还不是心胸狭隘的人,对于海归学者,凡是有真才实学的而又认真工作的,即使是待遇高一点,也是应当欢迎
的。可悲的是,国家拿了重金,来聘任一个把有悠久传统的理科力学系祸害完了,业务上又一无可取,拿着美国护照怀着美国心人,来管理北大的工学院。北大的当
权者,能轻易相信这样的骗子当权,不能不是北大人事体制上的悲剧。在学术腐败频频发生的今天,也许挂着洋招牌的骗子更能够行得通。陈十一就是一个。

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