靳北彪

2026年5月6日

4月30日上午,习近平总书记在上海出席加强基础研究座谈会时指出,要以更大力度、更实举措加强基础研究,提升我国原始创新能力,进一步打牢科技强国建设根基。习近平总书记这一指示使我备受鼓舞,也为我在基础科学研究方面注入了前所未有的动力。

八年前为解决一个世界500强企业的颠覆性技术需求,我设计制造了完全符合电磁学基本定律要求的新构型电机,但在测试过程中完全失败了。为追根溯源失败的原因,耗时七年,对电磁学基本定律和麦克斯韦方程组的成立性进行了广泛深入的研究。经物理实验与逻辑实验双重验证的研究结论证明:只有闭合回路整体才能产生电磁现象,而导体段、微分导体段、电流元、电流段和运动电荷束等一切小于闭合回路整体的任何存在都根本不能产生电磁现象,磁场、电场、电动势和电磁力等一切电磁现象都是闭合回路整体产生的,单匝闭合回路整体是产生电磁现象的最小且不可或缺的物理单元。这里的闭合回路不一定非得是导体闭合回路,而是物质闭合回路,由物质构成或由物质和空间共同构成,只要有物质参与,无论是导体还是非导体,在变化的磁场作用下就会形成电场闭合回路、电动势闭合回路和电流闭合回路,而在变化的电流(电场)作用下,就会形成磁场。具体说来,上述研究结论证明:载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律、切割磁力线导体本身产生电动势这一法拉第动生电动势定律、载流导体产生环绕其本身磁场这一奥斯特电磁定律、运动电荷本身在磁场中受力这一洛伦兹力定律、毕奥-萨伐尔定律、安培环路定律、安培-麦克斯韦定律以及麦克斯韦-法拉第方程——这些经典电磁学、电动力学与麦克斯韦方程组的核心基石均存在物理实验反例与根本性缺陷,包括违反因果律和违反能量守恒定律这类根本性缺陷。此外,还发现百余年前电磁学先驱们在构建上述基本定律、方程和麦克斯韦方程组时所依据的物理实验并没有为这些基本定律、方程和麦克斯韦方程组提供充分的实验支撑,这些基本定律、方程和麦克斯韦方程组,要么是通过将观察到的表象作为本质而提出的,要么是通过忽略物理实验必要条件(前提条件)而毫无根据地提出的。这些经物理实验与逻辑实验双重验证的研究结论有理有据地推翻了电磁学基本定律和麦克斯韦方程组。为回答为什么如此久经考验的电磁学基本定律和麦克斯韦方程组会是本不成立的、会被推翻这一问题,对自然规律的认识规律进行了广泛深入研究。得出的研究结论推翻了以物理实验可重复性验证物理定律和自然科学理论成立性这一科技界公认的认识自然规律的范式的合理性,证明这一科技界公认的认识自然规律的范式不具逻辑成立性。基于这些研究的结论,创立了新电磁学基本定律和取代麦克斯韦方程组的新电动力学方程组以及认识自然规律的新范式。这一认识自然规律的新范式为验证物理定律和自然科学理论成立性提供了具有逻辑成立性与有效性的新立法。所有这些研究成果都已在国际学术期刊发表,详细情况请点击本文末所列DOI查阅已发表的七篇论文。

基于目前的情况看,这些研究成果或将为新一轮物理学革命和科学范式革命铺平道路。如若如此,那将是中国完成的人类基础研究领域的里程碑级的重大突破。然而,作为验证科学发现的关键闭环,上述这些研究成果必须经世界顶级科学家的质疑、检验和验证,才能早日成为引发新一轮物理学革命和科学范式革命的重大基础研究成果。为此,在习近平总书记关于基础研究指示的鼓舞下,我怀着无比敬畏的心情,公开诚挚邀请下述世界顶级科学家,重复一个如下图所示的最简单、近乎零成本、一锤定音地判决麦克斯韦-法拉第方程和安培-麦克斯韦定律成立与否的判决实验,以验证我的研究结论成立与否,如果需要实验费用由我负责解决。他们是:

苏东林院士,北京航空航天大学;金亚秋院士,复旦大学;孙宏斌院士,太原理工大学;陆佳政院士,湖南电网;郑玉平院士,国网电力科学研究院;房建成院士,北京航空航天大学;顾敏院士,上海理工大学;黄维院士,西北工业大学;蔡定平讲席教授,香港城市大学;李尔平院士,浙江大学;陈红胜教授,浙江大学;潘建伟院士,中国科学技术大学;以及

Prof. Weng Cho Chew

School of Electrical and Computer Engineering

Purdue University

United States of America

Prof. Michael Coey

School of Physics, Trinity College Dublin

University of Dublin

The United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland

Prof. Koichi Ito

Frontier Medical Engineering Center

Chiba University

Japan

Prof. Kwai Man Luk

Department of Electrical Engineering

City University of Hong Kong

Hong Kong, China

Prof. Yahya Rahmat-Samii

Antenna Research, Analysis, and Measurement Laboratory, Samueli School of Electrical and Computer Engineering

University of California, Los Angeles

United States of America

Prof. Kang Wang

Device Research Laboratory, Samueli School of Electrical and Computer Engineering

University of California, Los Angeles

United States of America

Prof. Robert Weigel

Department Electrical Engineering

Friedrich-Alexander-Universität

Germany

Prof. Ke Wu

Department of Electrical Engineering

Polytechnique Montréal

Canada

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世界顶级科学家验证研究结论成立性之实验说明图:1.变压器次级绕组的贴近变压器铁芯的单匝次级线圈,2.变压器次级铁芯, 3.中低负载,4.测量回路,5.电压表,6.被测量的变压器次级线圈导体段,7.变压器初级绕组,8.交流电源。

具体实验方案如下:

给变压器初级绕组接上交流电源,给该变压器次级绕组接上中低负载(因重负载可能导致铁芯磁饱和,进而导致铁芯漏磁,影响测量结果,而中低负载并不影响测量电压的数值),用电压表测量不包括变压器铁芯的变压器铁芯环形磁路外侧的小于一匝的贴近变压器铁芯的次级线圈导体段6的电压(注:测量回路不应包含变压器铁芯)。1.如果麦克斯韦-法拉第方程成立,那么,电压表5必然测得与由麦克斯韦-法拉第方程的电动势环量积分计算所得电动势相当的电压,否则,麦克斯韦-法拉第方程的电动势环量积分被证伪,麦克斯韦-法拉第方程被证伪;2.如果载流导体产生环绕其本身的环形磁场这一奥斯特电磁定律成立,那么,由于被测量的变压器次级线圈导体段6内有交流电流流动,其必然产生不可移走的环绕其本身的交变磁场,即即便是变压器铁芯也无法移走的交变磁场,因为变压器铁芯的磁路方向与被测量的变压器次级线圈导体段6按奥斯特电磁定律所产生的磁场的方向相悖、拓扑关系相悖,更因为按奥斯特电磁定律而言,哪一段载流导体产生的磁场必然环绕这一段载流导体,因此这一交变磁场必然导致测量回路4内产生按奥斯特电磁定律和安培环路定律计算所得交变磁场所引发的电动势,因此电压表5必然测得与这一电动势相当的电压,否则,奥斯特电磁定律、安培环路定律和安培-麦克斯韦定律方程的磁场环量积分均被证伪,安培-麦克斯韦定律被证伪。

我经物理实验实际测量的结果是:上述电压表5没有电压读数,测量回路4的电压为零(详细情况请点击本文末所列DOI查阅已发表的论文)。不仅如此,如果上述电压表5测得相应电压,那么在任何交流电源的电线上任意取两点就可以作为交流电源使用,而不再需要变压器调压,这显然是荒谬的,而且如果上述电压表5测得相应电压,那么任何变压器都将产生不可避免的大量漏磁,这显然也是荒谬的。因此,这一物理实验实际测量结果和这一逻辑分析结果意味着:麦克斯韦-法拉第方程左侧的电动势环量积分和安培-麦克斯韦定律方程左侧的磁场环量积分均被证伪,麦克斯韦-法拉第方程和安培-麦克斯韦定律被证伪,电场旋度方程和磁场旋度方程被证伪,麦克斯韦方程组坍塌,麦克斯韦方程组波动方程坍塌,麦克斯韦电磁波速度方程坍塌,麦克斯韦电磁场理论坍塌。而麦克斯韦方程组预测的所谓的电磁波可能仅仅是电波,即电场波。麦克斯韦-法拉第方程左侧的电动势环量积分是毫无根据地添加上前去的,而安培-麦克斯韦定律方程左侧的磁场环量积分是奥斯特主观认定错误导致的,因此,麦克斯韦-法拉第方程左侧的电动势环量积分和安培-麦克斯韦定律方程左侧的磁场环量积分均是荒谬的。这一荒谬给物理学带来沉痛教训与灾难性后果,因为这一荒谬导致物理学大厦的主干根基的坍塌和重建,使人类在物理学领域走了个巨大的弯路。

奥斯特、安培、法拉第、洛伦兹、麦克斯韦等电磁学先驱们虽然在提炼相关电磁学基本定律和在创立相关方程和方程组的过程中的确犯了一些严重的逻辑错误,但这丝毫不影响他们的伟大。他们那个时代,是全人类对电与磁,特别是对电与磁的相互关系几乎无知的时代,在那样的时代里,他们能发现伟大的现象,设计出伟大的实验,创造出可以使用的公式、方程和理论,为人类文明注入了史无前例的动力,这实属无与伦比的伟大。在今天的航空器上,可能连当年莱特兄弟飞机上的一个螺丝钉也找不到了,但是如果没有当年莱特兄弟的飞机,何以有今天人类征服蓝天的翱翔。站在伟大先驱的肩膀上创造更完美、攀登更高是人类文明的基本逻辑。我们永远不能忘记我们脚下的那些伟大先驱们在条件比我们今天差10倍、差100倍、甚至差1000倍的条件下,依然扛起了人类文明的重担。

如果各位世界顶级科学家的验证实验的实验结果与我的实验结果一致,那么这一研究结果或将引发科学技术领域百年未有的根本性变革,使人类认识自然规律的水平与效率前所未有地系统性提升,且为新型电机、新型电磁推进装置、新型质谱仪、新型核磁共振、新型测量仪器、新型电力计量装置、新型通讯装备、新型核聚变装备和新型量子装备等革命性技术的创造铺平道路。

现谨敬期待各位世界顶级科学家的验证实验结果。

靳北彪

Beibiao Jin, Ph.D. (Kyoto University 1990)

(ORCID: 0009-0003-9117-8620)

BeibiaoJin@zeroq.cn

2026年5月6日

附件1:靳北彪研究工作介绍

(详细情况请点击本文末所列DOI查阅已发表的七篇论文)

一、在电磁学领域的研究成果概述

如上所述,八年前为解决一个世界500强企业的颠覆性技术需求,我设计制造了完全符合电磁学基本定律要求的新构型电机,但在测试过程中完全失败了。为追根溯源失败的原因,耗时七年,对电磁学基本定律和麦克斯韦方程组的成立性进行了广泛深入的研究。经物理实验与逻辑实验双重验证的研究结论证明:只有闭合回路整体才能产生电磁现象,而导体段、微分导体段、电流元、电流段和运动电荷束等一切小于闭合回路整体的任何存在都根本不能产生电磁现象,磁场、电场、电动势和电磁力等一切电磁现象都是闭合回路整体产生的,单匝闭合回路整体是产生电磁现象的最小且不可或缺的物理单元。这里的闭合回路不一定非得是导体闭合回路,而是物质闭合回路,由物质构成或由物质和空间共同构成,只要有物质参与,无论是导体还是非导体,在变化的磁场作用下就会形成电场闭合回路、电动势闭合回路和电流闭合回路,而在变化的电流(电场)作用下,会形成磁场。具体说来,上述研究结论证明:载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律、切割磁力线导体本身产生电动势这一法拉第动生电动势定律、载流导体产生环绕其本身磁场这一奥斯特电磁定律、运动电荷本身在磁场中受力这一洛伦兹力定律、毕奥-萨伐尔定律、安培环路定律、安培-麦克斯韦定律以及麦克斯韦-法拉第方程——这些经典电磁学、电动力学与麦克斯韦方程组的核心基石均存在物理实验反例与根本性缺陷,包括违反因果律和违反能量守恒定律这类根本性缺陷。此外,还发现百余年前电磁学先驱们在构建上述基本定律、方程和麦克斯韦方程组时所依据的物理实验并没有为这些基本定律、方程和麦克斯韦方程组提供充分的实验支撑,这些基本定律、方程和麦克斯韦方程组,要么是通过将观察到的表象作为本质而提出的,要么是忽略物理实验必要条件(前提条件)毫无根据地提出的。

现以例说明如下。以奥斯特电磁定律为例,其他定律也存在类同的错误。当奥斯特将磁针靠近载流闭合回路的载流导体时,发现磁针偏转了,因此奥斯特发现了电可以产生磁,这是伟大的。但是这时至少存在两种可能性可以产生磁场,其一是载流导体本身产生磁场;其二是载流闭合回路整体产生磁场,这个磁场需要环绕闭合回路的边延伸到闭合回路的另一侧以形成闭合磁路,这时就形成一种假象貌似载流导体本身产生磁场。按道理讲,这时奥斯特应该再设计实验验证磁场究竟是载流导体本身产生的,还是载流闭合回路整体产生的。因为这两种情况揭示着截然不同的自然规律,揭示着世界的截然不同的电磁本质,绝不可混为一谈。但是,奥斯特并没有对产生磁场的因进行追根溯源,而是直接将观察到的表象作为本质,主观地认定磁场是载流导体本身产生的,进而提出了载流导体本身产生环绕其自身的磁场这一奥斯特电磁定律。我已经通过物理实验和逻辑实验双重证明这里的磁场是载流闭合回路整体产生的,而载流导体本身根本不产生磁场。并已证明:如果载流导体本身产生磁场,不仅违反因果律,而且违反能量守恒定律。换言之,奥斯特的主观认定是错误的,奥斯特电磁定律不仅不成立,而且违反因果律,违反能量守恒定律。如图1所示,因奥斯特的错误导致本不成立的安培环路定律产生,安培环路定律导致在安培-麦克斯韦定律方程的左侧添加了本不应该出现的环量积分,进而为斯托克斯定理的应用提供了可能,最终导致根本脱离自然规律的、根本不成立的磁场旋度方程,即安培-麦克斯韦定律矢量微分方程的导出。

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Figure 1. The process of transforming the integral form of Ampère-Maxwell's law into the vector differential form of Ampère-Maxwell's law via Stokes' theorem.

奥斯特通过物理实验发现电可以产磁,这是非常伟大的,大踏步地推动了人类科技文明,但其在提炼定律过程中的错误也是根本性的,系统性的,使人类付出了惨痛的代价。因为他的错误导致毕奥-萨伐尔定律、安培环路定律和安培-麦克斯韦定律这些根本不成立的定律产生,导致在代表安培–麦克斯韦定律的方程的左侧错误地出现环量积分,进而错误地导致斯托克斯定理的应用,错误地导致矢量微分方程(磁场旋度方程)的导出,最终错误地导致根本不成立的麦克斯韦电磁场理论的产生。一句话,奥斯特的错误统治人类科学技术百余年,使人类走了个大大的弯路。

图2所示述说着人类在这一问题上是如何一步一步地走错了路的:

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Figure 2. A schematic illustration of humanity’s footprint towards the laws, theories and their mathematical equations on how to generate a magnetic field from electric currents and electric fields.

现再以例说明如下。法拉第发现闭合回路内磁通量变化产生电流,因而断定闭合回路内磁通量变化产生电动势,这是伟大的。但是麦克斯韦等电磁圣贤们在没有任何根据的前提下主观认定闭合回路整体的电动势是闭合回路组成部分所产生的电动势的积分,为此形成了所谓的麦克斯韦-法拉第方程。这看似无关紧要,但实质上是主观地消除了法拉第所做的产生电动势的实验的必要条件,即在法拉第发现电磁感应的实验中的闭合回路整体这一前提条件,这一必要条件。因此,从本质上讲,麦克斯韦-法拉第方程并不能代表法拉第电磁感应定律,而是与法拉第电磁感应定律相悖。更为甚者,在麦克斯韦-法拉第方程提出之后一百多年里没有任何人逻辑正确地用物理实验验证因电磁感应产生电动势的闭合回路的小于一匝的组成部分究竟是否产生电动势,即没有任何人逻辑正确地用物理实验验证因电磁感应产生电动势的闭合回路的不构成闭合回路的组成部分是否产生电动势。我用物理实验和逻辑实验证明这里的电动势是闭合回路整体产生的,因电磁感应产生电动势的闭合回路的不构成闭合回路的组成部分根本不产生电动势。这就是说,这一物理实验和逻辑实验证明:麦克斯韦-法拉第方程左侧的环量积分是毫无根据地错误地被添加的。如图3所示,这一错误也是根本性的,系统性的,其错误地导致斯托克斯定理的应用,错误地导致矢量微分方程(电场旋度方程)的导出,错误地导致根本不成立的麦克斯韦电磁场理论的产生。

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Figure 3. The process of transforming the integral form of Maxwell-Faraday's law into the vector differential form of Maxwell-Faraday's law via Stokes' theorem.

图4所示述说着人类在这一问题上是如何一步一步地走错了路的:

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Figure 4. A schematic illustration of humanity’s footprint towards the laws, theories and their mathematical equations on how to generate an electric field and an electromotive force from magnetic fields. 1. Closed loop of less than one turn, 2. The zone of a changing magnetic field/a time-varying magnetic field, 3. The ammeter, 4. An open coil of less than one turn, 5. The curl of electric field, Uc is the electromotive force of the closed loop of one turn, A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2 are the voltage measure points, and there is no voltage difference among these points.

上述研究结果证明:完全错误的、根本不成立的麦克斯韦电磁场理论就这样被错误地创立了,而且其为现代物理学提供了具有根本性错误的主干基石,因为因这一错误,物理学理论大厦许多理论需要重建。由此可见,上述那些基本定律、方程特别是麦克斯韦方程组从一开始就都不具有揭示世界真正的电磁本质的可能性,都不具有成立的可能性,都仅仅是如地心说一样在某些情况下看似成立而已。

由此可见,如图5所示,在麦克斯韦方程组中,代表安培-麦克斯韦定律的方程和麦克斯韦-法拉第方程的积分形式、矢量微分形式及其联立导出的波动方程以及得到的电磁波速度不变原理都不具有物理实验根据,都不具有本质性,都不具有成立性,都与自然规律相悖。

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Figure 5. The process of deriving the wave equation and the propagation speed of electromagnetic waves by converting the integral forms of Maxwell–Faraday equation and Ampère–Maxwell law into their respective vector differential forms via Stokes' theorem.

其根本原因就是代表安培-麦克斯韦定律的积分方程的左侧和麦克斯韦-法拉第积分方程的左侧的两个环量积分都不具有物理实验根据,都与自然规律相悖。人类从来没有也不可能证明这两个环量积分具有自然规律支撑,而仅仅是因为奥斯特凭借不充分的实验错误地主观认定磁场是载流导体本身产生的,又仅仅是因为麦克斯韦主观认定因电磁感应产生电动势的闭合回路的电动势等于其微分段产生的电动势的积分,而且人类对这两个环量积分又都信以为真了。事实上,麦克斯韦-法拉第方程的积分方程左侧的环量积分在积分状态下纯属本末倒置、多此一举,因为闭合回路单位长度电动势值是要用闭合回路整体电动势除以闭合回路总长度获得。这一环量积分对这一积分方程而言纯属多此一举,没有任何意义,但对其微分方程而言,则是致命性错误的根,是灾难性错误的根,因为这一环量积分导致完全背离自然规律的矢量微分方程的导出。

(一)在电磁学领域的核心发现:

(1)发现并用物理实验和逻辑实验证明:只有闭合回路整体才能产生电磁现象,而导体段、微分导体段、电流元、电流段和运动电荷束等一切小于闭合回路整体的,即闭合回路的任何组成部分都根本不能产生电磁现象,磁场、电场、电动势和电磁力等一切电磁现象都是闭合回路整体产生的,单匝闭合回路整体是产生电磁现象的最小且不可或缺的物理单元。这里的闭合回路是物质闭合回路,由物质组成或由物质和空间共同组成,只要有物质参与,无论是导体还是非导体,在变化的磁场作用下都会形成电场闭合回路、电动势闭合回路和电流闭合回路,而在变化的电流(电场)作用下,就会形成磁场。因此,上述电磁学基本定律、方程和麦克斯韦方程组根本不具有成立的可能性,因为他们都建立在小于闭合回路整体的单元产生电磁现象这一错误结论之上。科技界应该清楚,电磁现象究竟是闭合回路整体产生的,还是由导体段、微分导体段、电流元、电流段和运动电荷束等小于闭合回路整体的单元产生的,揭示着截然不同的自然规律,揭示着自然世界的截然不同的电磁本质,绝不可混为一谈,也从正向决定着经典电磁学、电动力学,特别是麦克斯韦方程组的成立与否。因此,电磁现象究竟是闭合回路整体产生的,还是由导体段、微分导体段、电流元、电流段和运动电荷束等小于闭合回路整体的单元产生的,是物理学的一个根本问题,是无法被自然世界视为等同的问题。而时变磁场和时变电场是不是互为唯一的因,在真空中能否相互引发以及涡旋电场和涡旋磁场存在与否,则从逆向决定着经典电磁学、电动力学,特别是麦克斯韦方程组的成立与否。

(2)提出了新的电磁学基本定律和用于取代麦克斯韦方程组的新的电磁场理论方程组。

(3)用物理实验和逻辑实验发现了与所谓的安培力、洛伦兹力及磁场与磁场间的作用力具有截然不同属性的、真正的电磁力。这一电磁力是闭合回路电流包络产生的,旨在改变闭合回路电流包络的形状和面积使闭合回路电流包络内磁感应强度趋于零的力,电磁力在闭合回路电流包络上是自我平衡的,是闭合回路电流包络的内力,电磁力的线密度在闭合回路电流包络上处处相同,闭合回路电流包络上任意一点处的电磁力的作用方向垂直于该点的电流包络的切线。虽然外磁场会影响电磁力的大小与作用方向,但电磁力与外磁场间不存在作用力。然而,磁场与磁场间的作用力是趋于使磁感应强度增大的。这一电磁力与所谓的安培力、洛伦兹力及磁场与磁场间的作用力截然不同,绝不可混为一谈。

(4)用爱因斯坦电梯思想实验这一范式,通过改变完全符合安培-麦克斯韦定律要求的回路的电容器参数,发现并证明:时变磁场和时变电场并不互为唯一的因,他们只有经过闭合回路整体才能相互引发,而在真空中根本无法相互引发,在真空中涡旋电场和涡旋磁场也根本不存在。并证明之所以存在时变磁场和时变电场在真空中相互引发和在真空中存在涡旋电场和涡旋磁场这些科技界的错误共识,其根本原因有二,其一是代表安培-麦克斯韦定律的方程的左侧部分和麦克斯韦-法拉第方程的左侧部分都被错误地添加了环量积分,进而错误地导致斯托克斯定理的应用,错误地导致矢量微分方程(旋度方程)的导出;其二是麦克斯韦仅仅考虑了回路中电容器参数不变的特殊情况,并没有考虑电容器参数变化的情况,得出的所谓位移电流的微分形式并不具有物理定律所必须具备的普遍性,因此并不成立。因此,最终错误地导致根本不成立的麦克斯韦电磁场理论的导出。而错误地导出的麦克斯韦电磁场理论根本不具有成立的可能性这一结论显然是合理的。

(二)用逻辑实验(思想实验)证伪电磁学基本定律

思想实验对爱因斯坦相对论的创立起到了决定性作用。下面是借鉴爱因斯坦利用思想实验认识自然规律的范式,用逻辑实验(思想实验)证伪电磁学基本定律的过程。(更多案例和详细情况,可点击本文末所附DOI查阅已发表的论文)

(1)载流导体产生环绕其本身的环形磁场这一奥斯特电磁定律被逻辑实验证伪

如图6所示,即便假设载流导体本身产生环绕其本身的磁场这一奥斯特电磁定律成立,那么由于导体左旋和右旋的对称性,产生右手定则决定下的磁场和产生左手定则决定下的磁场的可能性是完全相同的,因此载流导体本身不可能产生磁场。

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Figure 6. A schematic illustration of the disproving of the Oersted's Law of electromagnetism which states that a current-carrying conductor generates a circular magnetic field surrounding the conductor.

然而,为什么在载流闭合回路的载流边处测量到磁场了呢?这只有一种可能性,那就是磁场是由载流闭合回路整体产生的,载流闭合回路整体产生的磁场需要环绕载流闭合回路的边,延伸到闭合回路的另一面,以形成闭合磁路,最终造成看似载流导体本身产生磁场的假象。因此,奥斯特电磁定律并不成立,磁场是由载流闭合回路整体产生的。事实上,奥斯特电磁定律与法拉第电磁感应定律是互为逆向的过程,虽然奥斯特电磁定律在先,但在法拉第发现闭合回路内磁通量变化产生电动势之后,即在法拉第发现闭合回路是产生电动势和电流的前提条件后,人们应该意识到奥斯特电磁定律是不成立的,因为磁场是载流闭合回路整体产生的,而不是载流导体本身产生的。

(2)载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律被逻辑实验证伪

如图7所示,即便假设载流导体本身在磁场中受力,由于载流导体本身产生磁场这一奥斯特电磁定律被证伪,且因载流导体本身在磁场中左右两侧的作用关系完全相同,那么载流导体本身在磁场中受左手定则决定下的力和右手定则决定下的力的可能性是完全相同的。因此,载流导体本身在磁场中不可能受力。因此,载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律并不成立,被证伪。

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Figure 7. A schematic illustration of the disproving of the Ampère force law which states that a current-carrying conductor experiences a force in a magnetic field.

然而,为什么观察到载流导体本身在磁场中受力了呢?这只有一种可能性,那就是这个力是由载流闭合回路整体产生的。结合对这一力的详细研究(见文末所附DOI的论文),发现这个力是载流闭合回路整体为使其内磁感应强度趋于零,不得不改变其本身面积而形成的力。

(3)切割磁力线导体本身产生电动势这一法拉第动生电动势定律被逻辑实验证伪

如图8所示,即便假设切割磁力线导体本身产生电动势,由于磁力线与切割磁力线导体内的电荷在切割磁力线导体一个方向上的作用情况与在另一个方向上的作用情况完全相同,因此,产生左手定则决定下的电动势的可能性与产生右手定则决定下的电动势的可能性是完全相同的。因此,导体切割磁力线本身不可能产生电动势,因此,切割磁力线导体本身产生电动势这一法拉第动生电动势定律被逻辑实验证伪。经详细研究(见文末所附DOI的论文)发现世界上根本不存在动生电动势,只存在感生电动势,仅仅在切割磁力线导致闭合回路内磁通量变化时产生电动势。如果不能导致闭合回路内磁通量变化,切割磁力线根本不产生电动势,而不是如教科书所示所产生的电动势大小相等方向相反,相互对顶存在。

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Figure 8. A schematic illustration of the disproving of the Faraday's law of motional electromotive force which states that a conductor cutting through magnetic field lines generates an electromotive force.

(4)运动电荷本身在磁场中受力这一洛伦兹力定律被逻辑实验证伪

如图9所示,即便假设运动电荷本身在磁场中受力,由于运动电荷在磁场中其左侧和右侧的受力情况是完全相同的,因此,运动电荷受左手定则决定下的力和受右手定则决定下的力的可能性是完全相同的。因此,运动电荷本身在磁场中不可能受定向力。

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Figure 9. A schematic illustration of the disproving of the Lorentz force law which states that a moving independent charge experiences a force in a magnetic field.

因此,运动电荷本身在磁场中受力这一洛伦兹力定律并不成立,被证伪。然而,为什么观察到运动电荷在磁场中受力的现象了呢?那么,只有一种可能,因为运动电荷会形成电场闭合回路,而运动电荷本身是这一电场闭合回路的组成部分。观察到的运动电荷本身在磁场中受的所谓的洛伦兹力是闭合回路整体产生的,其作用方向依然是使这一电场闭合回路内磁通量趋于零。详细情况见文末所附DOI的论文。

(三)用物理实验证伪电磁学基本定律

下面是用物理实验证伪电磁学基本定律的过程(更多案例和详细情况,可点击本文末所附DOI查阅已发表的论文)。

(1)载流导体产生环绕其本身的环形磁场这一奥斯特电磁定律被物理实验证伪

如图1所示,如果载流导体产生环绕其本身的环形磁场这一奥斯特电磁定律成立,那么,由于被测量的变压器次级线圈导体段6内有交流电流流动,其必然产生不可移走的环绕其本身的交变磁场,即变压器铁芯也不可移走的交变磁场,因为变压器铁芯的磁路方向与被测量的变压器次级线圈导体段6按奥斯特电磁定律所产生的磁场的方向相悖、拓扑关系相悖,因此这一交变磁场必然导致测量回路4内产生按奥斯特电磁定律和安培环路定律计算所得交变磁场所引发的电动势,因此电压表5必然测得与这一电动势相当的电压,否则,奥斯特电磁定律、安培环路定律和安培-麦克斯韦定律方程的磁场环量积分均被证伪,安培-麦克斯韦定律被证伪。经物理实验实际测量的结果是:上述电压表5没有电压读数,测量回路4的电压为零(详细情况请点击本文末所列DOI查阅已发表的论文)。不仅如此,如果上述电压表5测得相应电压,那么任何变压器都将产生不可避免的大量漏磁,这显然也是荒谬的。因此,载流导体产生环绕其本身的环形磁场这一奥斯特电磁定律被物理实验证伪。

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Figure 1. A schematic illustration of the device for the physical experiments to determine if magnetic fields are generated by a current-carrying closed loop as a whole or by current-carrying conductor segment itself. 1.Transformer secondary coil, 2. The transformer core of 1kW, 220V, 50 Hz, 3. Lamp of 24V,110W in total, 4. Measurement loop for the measurement of the magnetic field generated by current-carrying conductor segment itself, 5. Voltmeter, 6. The measurement loop’s arc shaped conductor segment which is a part of the transformer secondary coil, 7. Transformer primary coil, 8. AC power supply of 220V, 50Hz.

亦因此,毕奥-萨伐尔定律、安培环路定律和安培-麦克斯韦定律均被证伪。

(2)因电磁感应产生电动势的闭合回路整体的电动势等于其微分段产生的电动势的积分这一麦克斯韦-法拉第方程被物理实验证伪

如图2所示,如果麦克斯韦-法拉第方程成立,那么在图2中的电压测量点间必然有电压,但实测电压均为零(详细数据请点击本文末所附DOI查阅已发表的论文)。这证明因电磁感应产生电动势的闭合回路的组成部分不产生电动势。因此,麦克斯韦-法拉第方程并不成立,被证伪,其环量积分不代表自然规律,不代表现实物理世界。麦克斯韦-法拉第方程与法拉第电磁感应定律相悖。

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Figure 2. A schematic illustration of the device which is to test the validity of the conclusion which states that the electromotive force generated by a closed loop with a change in magnetic flux inside the closed loop is not generated by the closed loop as a whole, but is the accumulation of the electromotive force generated by the conductor segments that make up the closed loop. 1. The coil of less than one turn of the secondary coil of a transformer of 1kW, 220V, 50 Hz, 2. The transformer core of 1kW, 220V, 50 Hz with the transformer primary coil on, 3. The lamp of 1.5V, 0.45W, C1, C2, C3, C4, D1, and D2 are the voltage measure points, the distance on coil between the two voltage-measurement points of each of the four voltage-measurement pairs C1 and C2, C2 and C3, C3 and C4, and D1 and D2 is one-ninth of the length of the entire closed loop.

(3)载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律被物理实验证伪

如图3所示,如果载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律成立,由于厚壁铁管的磁屏蔽作用载流导体1所受安培力会远远小于载流导体2所受安培力,因此闭合回路在磁场中会运动,但实际测量并没有运动(详细数据请参考文后论文)。因此,载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律被物理实验证伪。

不仅如此,在图3所示的物理实验中,如果载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律成立,闭合回路必然会运动,如若如此,则永动机诞生,因为这一运动本身并不消耗能量。闭合回路电阻消耗的能量会以热量的形式放出,而闭合回路运动本身并不消耗能量。这意味着,如果载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律成立,那么就可以造出不消耗能量,就可以源源不断地输出动力的机器。这显然是荒谬的。因此,载流导体本身在磁场中受力这一安培力定律不仅不成立,而且违反能量守恒定律。

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Figure 3. A schematic illustration of physical experiments to test the validity of the Ampère force law which states that a current-carrying conductor experiences a force in a magnetic field. 1. The first current-carrying conductor, 2. The second current-carrying conductor, 3. The thick-walled iron tube, 4. The battery which can be controlled up to 19.9 Amperes of current (the maximum total current of the rectangular closed loop is 298.5 Ampère, that is 19.9 Ampère times 15 turns), 5. The permanent magnet (/horseshoe permanent magnet).

(4)切割磁力线导体本身产生电动势这一法拉第动生电动势定律被物理实验证伪

如图4所示,如果切割磁力线导体本身产生电动势这一法拉第动生电动势定律成立,那么当迫使闭合回路按V方向运动时,因厚壁铁管的磁屏蔽作用导体段1切割磁力线的量要远远小于导体段2切割磁力线的量,因此,闭合回路内必然产生电动势。然而,实际测量并没有产生电动势或电流。不仅如此,这时闭合回路内磁通量并没有变化,因此如果产生电动势,则与法拉第电磁感应定律相悖。因此,切割磁力线导体本身不可能产生电动势。因此,切割磁力线导体本身产生电动势这一法拉第动生电动势定律被物理实验证伪。不仅如此,因为安培力定律被证伪,在图4所示实验在,迫使闭合回路按V方向运动时并不存在阻力,并不耗能。因此,切割磁力线导体本身产生电动势这一法拉第动生电动势定律不仅不成立,而且违反能量守恒定律。

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Figure 4. A schematic illustration of physical experiments to test the validity of the Faraday's law of motional electromotive force which states that a conductor cutting through magnetic field lines generates electromotive force. 1. The first conductor, 2. The second conductor, 3. The thick-walled iron tube, 4. The ammeter, 5. The permanent magnet (/horseshoe permanent magnet).

(四)推出的用于取代麦克斯韦方程组的新的电磁场理论方程组

在上述研究工作的基础上,提出了九条全新的电磁学基本定律以及基于实证的后麦克斯韦方程组时代的电动力学理论体系,用以更精准地描述电磁现象与世界真正的电磁本质(详细情况请点击本文末所列DOI查阅已发表的论文)。

以下是新提出的基于实证的后麦克斯韦方程组时代的电动力学理论体系,即两套方程组:

简洁版方程组如下:

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完整版方程组如下:

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基于实证的后麦克斯韦方程组时代的电动力学理论体系(用以取代麦克斯韦方程组的新的电磁场理论方程组),不仅取代了原有的麦克斯韦方程组,还为新发现的、属性与磁场和磁场间的相互作用力截然不同的电磁力增加了新方程。如上所述,这一电磁力是闭合回路电流包络产生的,旨在改变闭合回路电流包络的形状和面积使闭合回路电流包络内磁感应强度趋于零的力,该电磁力在闭合回路电流包络上是自我平衡的,是闭合回路电流包络的内力,该电磁力的线密度在闭合回路电流包络上处处相同,闭合回路电流包络上任意一点处的电磁力的作用方向垂直于该点的电流包络的切线。虽然外磁场会影响电磁力的大小与作用方向,但电磁力与外磁场间不存在作用力。磁场与磁场间的作用力是趋于使磁感应强度增大的,这一电磁力与所谓的安培力、洛伦兹力及磁场与磁场间的作用力属性截然不同,绝不可混为一谈。

地心说虽在特定条件下表现出有效性,却未能从根本上揭示引力作用机制与天体运动本质,因而无法成立。经典电磁学基本定律和麦克斯韦方程组亦是如此,尽管在部分场景中适用,但其本质上并不成立。地心说虽在特定条件下表现出有效性,但从本质上讲,其并不成立,这说明用物理定律和自然科学理论的适用性并不能充分地证明其成立性。成立的物理定律和自然科学理论必须与物理实验相吻合,但是与物理实验相吻合并不意味物理定律和自然科学理论成立,无论多么海量的物理实验证明某一物理定律或自然科学理论成立,但是一旦有一个物理实验证明这一物理定律或自然科学理论不成立,那么这个物理定律或自然科学理论就被证伪,就不成立。这就是物理实验与物理定律和自然科学理论成立性的逻辑关系。这意味着,一旦某一物理定律或自然科学理论被证伪,以前和今后的所有证真这一物理定律或自然科学理论的物理实验都丧失了证真这一物理定律或自然科学理论的功能。因此用电磁学基本定律和麦克斯韦方程组海量成功案例试图否定上述研究结论正确性的行为不具逻辑合理性,更不能证明相关电磁学基本定律和麦克斯韦方程组成立。

(五)电磁学基本定律、麦克斯韦方程组及麦克斯韦电磁场理论的坍塌是早已注定的事

事实上,哪怕我们仅仅关注下面这一段分析,就可以明白电磁学基本定律、麦克斯韦方程组及麦克斯韦电磁场理论的坍塌是早已注定的事。

如下图所示,得出载流导体产生环绕其本身的环形磁场这一奥斯特电磁定律,载流导体在磁场中受力这一安培力定律,导体切割磁力线产生电动势这一法拉第动生电动势定律,闭合回路内磁通量变化产生电动势这一法拉第电磁感应定律和运动电荷在磁场中受力这一洛伦兹力定律的实验都是以闭合回路整体为基础的。在这种情况下,这些定律所阐释的电磁现象都是闭合回路整体成就的,而人类根本没有权利认定相关电磁现象是如这些定律所述的形式产生的。一两百年前,电磁学科技圣贤们发现电磁现象是非常伟大的,但是在提炼相关定律的过程中犯了致命的逻辑错误,那就是丢掉了产生电磁现象的必要条件,即丢掉了闭合回路整体这一必要条件,这一前提条件。这是非常致命的,这样提炼的定律不可能阐释自然规律。

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提炼电磁学基本定律所用物理实验示意图

这里需要说明的有一点,在得出洛伦兹力定律的实验中,通常认为电荷束是孤立的,而事实上,并不是孤立,而是如下图所示,电荷束(电子)3是电场闭合回路4的一部分。提炼出洛伦兹力定律的实验也是基于闭合回路整体而完成的,观察到的所谓洛伦兹力并不是运动电荷本身在磁场中产生的,而是闭合回路整体成就的上述的电磁力的投射。阴极射线管和霍尔效应的情况亦是如此,阴极射线偏置和霍尔效应实质上也都是闭合回路整体成就的。迄今为止,人们没有意识到下图的电场回路段4的存在,仅仅观察到了运动电荷束3,所以错误地认为运动电荷束是孤立的。

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1为电荷发射体,2为电荷接受体,3为运动电荷束,4为电场回路段,5为磁场方向

因此,麦克斯韦方程组中的安培-麦克斯韦定律方程的左侧环量积分和麦克斯韦-法拉第方程的左侧环量积分都不应该存在,都是错误的,都不是自然规律。因此,由其导出的麦克斯韦电磁场理论、波动方程和电磁波速度都是不成立,都不是自然规律。

因此,仅此一件事就证明电磁学基本定律、麦克斯韦方程组及麦克斯韦电磁场理论的坍塌是早已注定的事。

二、电磁学研究结论导致的对量子力学的猜想

只有闭合回路整体才能成就电磁现象,一切以小于闭合回路整体的单元,例如导体段、微分导体段、电流元、电流段和运动电荷束等,都不能成就电磁现象,而磁场、电场、电动势和电磁力等一切电磁现象都只能由闭合回路整体产生。这一科学发现或将使电子双缝干涉实验和延迟选择实验等得以用经典物理学解释。电磁学领域的研究工作意味着闭合回路整体是世界存在及其变化的基本形式,那么这可能意味着量子纠缠等量子过程也是闭合回路整体成就的,那么,这里的电磁学研究结论很可能对量子通讯和量子计算的研究具有启示作用。

三、电磁学研究结论导致的对数学与物理学研究之关系变化

研究还发现:对于能够揭示客观自然规律的数学方程,其积分形式未必能体现这类规律,其微分形式同样未必可以;而对于本身无法揭示客观自然规律的数学方程,其微分形式仍有可能揭示相关规律,其积分形式也未必无法做到,尽管这些方程在数学层面彼此等价。换言之,数学作为最高阶的逻辑体系,其演绎推导过程有时会与客观现实相背离。因此,物理学研究不应单纯沦为数学推导的过程,若将这类数学演绎过程奉为物理学研究不可违背的准则,极易误导科研工作者。究其原因:微分运算在部分情形下会消除相关物理过程成立的必要条件,致使推导得出的微分方程完全丧失有效性;而在另一些情形中,微分运算能够剔除冗余条件,提炼出相关过程成立的充要条件,让推导得到的微分方程可以揭示对应的物理规律与自然科学理论;积分运算在部分情形下会放宽相关过程的必要条件,进而使推导出的积分方程彻底丧失阐释相关过程本质的能力;而在另一些情形下,积分运算能够补充相应条件,补齐相关过程成立的充要条件,令推导得到的积分方程得以揭示对应的物理规律与自然科学理论。因此应该将数学回归工具属性,不能将数学演绎结果视为必然的自然规律,哪怕是演绎的起点是自然规律。

四、在自然规律认识范式这一基础科学发展进步核心推动力领域的研究成果概述

为回答为什么像电磁学基本定律和麦克斯韦方程组这样如此久经考验的,经极其海量的物理实验和工程实践证明是对的物理定律和自然科学理论会是不成立的这一重大问题,在本文末所附DOI的已发表的研究论文中,还公开了研究验证物理定律和自然科学理论成立性背后的科学哲学结论,强调:仅凭物理实验一致性不足以确立物理定律和自然科学理论的成立性,这一观点与卡尔·波普尔的可证伪性原理相契合。物理定律和自然科学理论的管辖域虽然是有限的,但需要无限个物理实验和无法穷尽的不同种类的物理实验才能验证物理定律和自然科学理论在其管辖域全域内都成立或在某一实验中不成立。因此,用物理实验是无法验证物理定律和自然科学理论在其管辖域全域内是否成立的,因为无限个物理实验是无法完成的。所以凭物理实验一致性不足以确立物理定律和自然科学理论成立性。

为有效地,有章可循地验证物理定律和自然科学理论的成立性,提出了如下图所示的双半程证真定律,即物理定律和自然科学理论必须同时在物理实验与逻辑实验中均被证真,才可被认定为真正的物理定律或自然科学理论。因为,逻辑实验不需要一个点地一个点地对物理定律和自然科学理论成立性进行验证,而是可以成区域地在物理定律和自然科学理论的管辖域内对其成立性进行验证。因此双半程证真定律使对物理定律和自然科学理论的成立性进行合乎逻辑的验证成为可能。伽利略用逻辑实验证伪亚里士多德重物自由落体快、轻物自由落体慢这一自由落体论之事件佐证了双半程证真定律的成立性。下图为双半程证真定律的示意图。

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Schematic diagram of the double-half verification law for verifying the validity of physical law.

作为验证物理定律和自然科学理论成立性的“双半程证真定律”的一个具象化形式,在本文末所附DOI的已发表的研究论文中,提出了一类全新物理实验,命名为“合律异构实验”,即完全符合相关物理定律和相关自然科学理论的要求,但在实验构成逻辑上与已有物理实验截然不同的物理实验。此类物理实验本质上是追获相关物理定律和相关自然科学理论反例的判决性实验,唯有被此类物理实验验证成立,才能证明相关物理定律与相关自然科学理论具有普遍性和成立性。

仅从物理实验的角度讲,物理定律和自然科学理论,必须在互为合律异构实验的至少两个物理实验中均被证真,才可具备成为物理定律或自然科学理论的资格。无论验证物理定律与自然科学理论的实验可重复性多高,若没有合律异构实验参与,其本质上依然仅仅为用大量同一种类甚至同一实验验证同一定律或理论而已,这不能验证物理定律和自然科学理论的普遍性,因此实验可重复性不具有充分验证物理定律或自然科学理论成立性的功能。因为物理定律和自然科学理论必须具有普遍性,因此,仅仅在海量同一种物理实验中被证真,还不足以摆脱仅仅被视为表象不能被视为本质的命运,被视为真正的物理定律或自然科学理论的充分证据并不存在。而合律异构实验代表着截然不同类别的实验,以合律异构实验物理定律和自然科学理论的成立性,是物理定律和自然科学理论必须具有普遍性这一本质属性的必然要求。事实上,所谓验证物理定律和自然科学理论的成立性的本质,就是验证相关物理定律和自然科学理论是否具有普遍性。

合律异构实验的核心是实验逻辑的设计,故从本质上讲它是逻辑实验,因此合律异构实验的引入依然在双半程证真定律的框架内。被双半程证真定律和合律异构实验验证成立的物理定律和自然科学理论在未来依然可能会被证伪。但是,被双半程证真定律和合律异构实验验证成立的物理定律和自然科学理论要稳定得多,深刻得多,能阐释更深刻的自然规律。用双半程证真定律和合律异构实验验证物理定律和自然科学理论的过程实质上是从表象向本质挺进的过程,是去伪存真的过程,是深化对自然世界认识的过程。

下图所示的是运用双半程证真定律验证物理定律成立性的流程图。通过归纳法提取物理实验或观测中得到的现象,可得出暂定物理定律。若这一暂定物理定律只要在一个在物理实验或一个逻辑实验中无法被证明成立,则该暂定物理定律为伪,不成立。若这一暂定物理定律在物理实验与逻辑实验均被证真,则该暂定物理定律即为真实有效的物理定律。

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Schematic diagram of the flowchart for verifying the validity of physical law with the double-half verification law.

由此显而易见,经双半程证真定律验证的物理定律和自然科学理论更本质、更稳定,揭示着更深刻的自然规律。

双半程证真定律中的逻辑实验有多种多样,下图所示的是一些常用的逻辑实验,包括:

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在自然规律认识范式这一基础科学发展进步核心推动力领域的研究结论意味着迄今为止的物理定律和自然科学理论的成立性可能都需要再验证,因为迄今为止的物理定律和自然科学理论的成立性基本上都是仅仅通过物理实验可重复性验证的。在对迄今为止的物理定律和自然科学理论的成立性的再验证过程中,如果某一物理定律或自然科学理论被合律异构实验证真,则意味着颠覆性技术的诞生,因为合律异构实验本质上是前所未有的技术的代表,如果被合律异构实验证伪,则意味着相关物理定律或自然科学理论被证伪,因此对自然规律认识得以深化,基础科学得以突破。

麦克斯韦电磁理论范式之所以被错误地创立,且百余年来其不成立的事实未被发现,根本原因就在于其成立性从未经过双半程证真定律或合律异构实验验证过,表面上看极其海量的物理实验在证明麦克斯韦电磁理论范式的成立性,而事实上,这些海量物理实验只不过是同一种甚至同一个物理实验而已,根本不具有充分验证物理定律和自然科学理论成立性的功能。以此回答为回答为什么像电磁学基本定律和麦克斯韦方程组这样如此久经考验的,经极其海量的物理实验和工程实践证明是对的物理定律和自然科学理论会是不成立的这一重大问题。

综上可见,迄今为止以物理实验的可重复性验证物理定律和自然科学理论成立性的科技界共识并不具备逻辑合理性。而双半程证真定律和合律异构实验为验证物理定律和自然科学理论的成立性提出了更简洁、更严格、更有效的标准,待科技界领悟其核心内涵后,这一标准或成为验证物理定律和自然科学理论成立性的更具逻辑性与有效性的新立法,进而导致自然规律认识范式的革命。这很可能意味基础科学研究范式的革命与认识自然世界范式的根本性变革。

科技界公认的用物理实验可重复性验证物理定律和自然科学理论成立性这一范式实质上是用同一种甚至同一个物理实验多次验证同一个物理定律或自然科学理论的成立性而已,这种验证范式不能满足物理定律和自然科学理论必须具备普遍性这一根本属性的要求,实验可重复性只能验证是否存在学术造假的人性,不能验证物理定律和自然科学理论的成立性。必须用至少两种不同类别的物理实验验证物理定律和自然科学理论的成立性,才能满足物理定律和自然科学理论必须具备普遍性这一根本属性的要求。因此,以双半程证真定律及其具象化的合律异构实验的是物理定律和自然科学理论必须具有普遍性这一根本属性,因此这一范式具有革命性。

五、在创造革命性技术的研发范式领域的研究成果概述

迄今为止,创造革命性技术的过程基本上都是凭天由命,可遇不可求的。现在,针对某一领域,可以专门设计这一领域的物理定律和自然科学理论的合律异构实验。如果这一合律异构实验证真了这一物理定律或自然科学理论,那么就可以创造革命性技术至少可以创造颠覆性技术,如果这一合律异构实验证伪了这一物理定律或自然科学理论,那么这一物理定律和自然科学理论就被证伪,就可以实现基础科学的突破,就可以创造新的物理定律或新的自然科学理论,最终依然可以依据所创造的新物理定律或新自然科学理论创造革命性技术。这一新研发范式使革命性技术的创造由可遇不可求的时代转向可组织、可设计、可工程化的时代。

革命性技术都是由科学新发现产生的,都是因深度触及物理定律和自然科学理论而产生的。下面是创造革命性技术的几种研发方式。

(1)开展完全符合现有物理定律,但在物理量层面与现有物理实验截然不同的物理实验。若实验成功,将形成颠覆性技术;若实验失败,则现有物理定律被证伪,进而能够建立新的物理定律,最终研发出革命性技术。

(2)开展完全符合现有物理定律,但在实施方式层面与现有物理实验截然不同的物理实验。若实验成功,将形成颠覆性技术;若实验失败,则现有物理定律被证伪,进而能够建立新的物理定律,最终研发出革命性技术。

(3)开展完全符合现有物理定律,但在实验逻辑层面与现有物理实验截然不同的物理实验。若实验成功,将形成颠覆性技术;若实验失败,则现有物理定律被证伪,进而能够建立新的物理定律,最终研发出革命性技术。

(4)通过逻辑实验检验现有物理定律的成立性,若现有物理定律违背逻辑实验,则该定律被证伪,进而可以建立新的物理定律,最终研发出革命性技术。

(5)对相关物理定律的推导过程(定律构建过程)开展严密的逻辑审查,判断该过程是否存在逻辑漏洞。若发现逻辑漏洞,即可通过逻辑梳理证伪该物理定律,推翻原有定律,继而建立新的物理定律,最终研发出革命性技术。

(6)深入探究依据相关物理定律本应成功却最终失败的物理实验背后的原因。若查明根源,这类失败实验或将成为反例。一旦存在反例,对应物理定律即被证伪、被推翻,进而建立新的物理定律,最终研发出革命性技术。

六、关于一些事项的说明:

(1)奥斯特、安培、法拉第、洛伦兹、麦克斯韦等电磁学先驱们虽然在提炼相关电磁学基本定律和在创立相关方程和方程组的过程中的确犯了一些严重的逻辑错误,但这丝毫不影响他们的伟大。他们那个时代,是全人类对电与磁,特别是对电与磁的相互关系几乎无知的时代,在那样的时代里,他们能发现伟大的现象,设计出伟大的实验,创造出可以使用的公式、方程和理论,为人类文明注入了史无前例的动力,这实属无与伦比的伟大。在今天的航空器上,可能连当年莱特兄弟飞机上的一个螺丝钉也找不到了,但是如果没有当年莱特兄弟的飞机,何以有今天人类征服蓝天的翱翔。站在伟大先驱的肩膀上创造更完美、攀登更高是人类文明的基本逻辑。我们永远不能忘记我们脚下的那些伟大先驱们在条件比我们今天差10倍、差100倍、甚至差1000倍的条件下,依然扛起了人类文明的重担。

(2)试想,如果200年前,人类就放弃以物理实验可重复性验证物理定律和自然科学理论成立性这一共识,而采用上述双半程证真定律或合律异构实验这一验证物理定律和自然科学理论成立性的新范式,那么电磁学和麦克斯韦方程组还会坍塌吗?人类科学技术界特别是基础科学界还会走这两百年弯路吗?物理学理论大厦还会因电磁学和麦克斯韦方程组的坍塌而需要重建吗?显然都不会。因为无论多么海量的重复实验本质上仅仅是同一种甚至一个物理实验而已,而至少需要在两种不同实验中证真是物理定律和自然科学理论必须具有普遍性的必然要求,因此以物理实验可重复性验证物理定律和自然科学理论成立性这一科技界共识不具逻辑上的充分性,不具规避将表象误作本质形成定律或理论的功能。而用双半程证真定律或合律异构实验这一验证物理定律和自然科学理论成立性的新范式,则截然不同,物理定律和自然科学理论会稳定得多,深刻得多。

(3)非常欢迎并鼓励大家对我的工作提出质疑和批判,但希望大家明白以物理定律X反驳对物理定律X的证伪,其实是循环论证,虽然你可能在辩论中看似赢了,但你并没有证明物理定律X成立。以谬误X反驳对谬误X的证伪,你也会赢的,但这并不能使谬误X变成真理。你必须回归到比X更底层的逻辑层面,才能为X辩护。如果你试图证明我证伪电磁学基本定律和麦克斯韦方程组的结论是错的,你应该回归到比电磁学基本定律和麦克斯韦方程组更底层的逻辑层面,为电磁学基本定律和麦克斯韦方程组辩护,去批驳并试图推翻我的结论,而不是以电磁学基本定律和方程组为武器为自己清场。不然,你是循环论证,你的方式不具逻辑合理性。

(4)希望不再有人说电场磁场叉乘决定电磁力的方向,所以对称性不影响安培力和洛伦兹力的产生这类不具逻辑合理性的话。这句话之所以不具逻辑合理性,是因为对称与不对称是能否产生定向力的底层逻辑,是比叉乘决定定向力方向更为底层的逻辑,一个对称系不可能产生定向力,更不可能产生叉乘力,叉乘力只能在不对称系中产生。而电磁学中的貌似不需要不对称系的叉乘力其实是电磁学基本定律逻辑错乱导致的假象,而不是物理实在,更不是自然规律。一言以蔽之,因为电磁学基本定律违反因果律,因而呈现出在对称系中依然产生定向力的违反自然规律的结论,违反基本逻辑的结论。矢量叉乘是解释世界的工具,而不是改造自然规律的斧头。

(5)希望不再有人说电磁学基本定律和麦克斯韦方程组有海量实验和工程实践证明是对的,所以电磁学基本定律和麦克斯韦方程组不可能不成立,所以你靳北彪的研究结论一定是错的这类不具逻辑成立性的话。这句话之所以不具逻辑成立性,是因为物理定律和自然科学理论必须在其管辖域全域内都成立才可谓成立,哪怕是在其管辖域内有无限的实验和工程实践证明其是成立的,而仅仅有一个实验或一个工程实践证明其是不成立的,那么这一物理定律或自然科学理论就是根本不成立的。事实上,如下图所示,从人类验证和应用物理定律和自然科学理论的角度讲,物理定律和自然科学理论的管辖域已经形成人类活动区和无人区。所谓人类活动区就是人类验证和应用物理定律和自然科学理论的区域,所谓无人区就是在验证和应用物理定律和自然科学理论过程中人类从未踏足的、物理定律和自然科学理论管辖域中的区域。久经考验的物理定律和自然科学理论之所以会被证伪,就是因为在其管辖域内的无人区内由物理实验或逻辑实验(包括逻辑梳理和思想实验)发现反例或逻辑错误。我的研究工作就是在电磁学基本定律和麦克斯韦方程组的管辖域内的无人区内用物理实验和逻辑实验发现了反例和根本性逻辑错误。人类活动区内的无论多么海量的成功案例都不具反驳在其无人区内的仅仅一例的失败,更不能使相关定律或理论起死回生。电磁学基本定律和麦克斯韦方程组的无论多么海量的成功案例都撼动不了我的研究结论,除非找到我的这一研究结论自身存在物理实验错误或逻辑实验错误。

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定律锥及其内在关系示意图

(6)希望不再有人说在实验中观测到洛伦兹力与电荷运动方向垂直,所以洛伦兹力不做功,所以洛伦兹力定律不可能违反能量守恒定律这类不具逻辑成立性的话。这句话是教科书的标准范式,但这句话的确是不具逻辑成立性的。这句话之所以不具逻辑成立性是因为如下面的图A所示,如果把一根磁场可穿透的、易于弯曲但弯曲耗能的管道垂直置于磁场中,当将电荷Q以速度V射入这个管道中,假设电荷Q与管道间没有摩擦力。那么,如果洛伦兹力定律成立,洛伦兹力会使管道弯曲,而电荷Q会依然以速度V运动。这时电荷Q的动能没有减少,磁场的存在状态也没有改变,而弯曲管道所耗能量因洛伦兹力而无中生有,所以洛伦兹力定律违反能量守恒定律。这就是证明洛伦兹力定律违反能量守恒定律的思想实验。这意味着,洛伦兹力不做功仅仅是假象,而洛伦兹力定律不仅不成立而且违反能量守恒定律才是本质。这说明运动电荷在磁场中受到的力并不是运动电荷本身在磁场产生的,而是其所在电场闭合回路整体产生的,而弯曲管道耗能是由这一闭合回路内磁通量变化补偿的。事实上,一切以小于闭合回路整体的单元,例如导体段、微分导体段、电流元、电流段和运动电荷束等,成就电磁现象为基础的电磁学基本定律都违反因果律,因为其在产生电磁现象的方向上都是对称系,对称系不可能产生非对称的果,而电磁现象都是非对称性的,所以任何小于闭合回路整体的单元都不能产生电磁现象,否则违反能量守恒定律,因没有能量补偿的来处(详细情况请点击本文末所列DOI查阅已发表的论文)。

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Figure A: A schematic illustration of the second logic experiment to test whether the Lorentz force law which states that a moving independent charge experiences a force in a magnetic field violates the law of conservation of energy. 1. Magnetic field, 2. The bent energy-dissipating charge pipe, 3. Charge.

上述这些就是说,所谓的洛伦兹力不做功仅仅是在特定情况下的事,而在另外的情况下其可以不消耗能量地做功进而违反能量守恒定律,那么,洛伦兹力定律就逃脱不了违反能量守恒定律的干系,就逃脱不了被证伪的命运,而上述这个实验就是发现洛伦兹力定律存在反例的实验。对判断物理定律和自然科学理论的成立性而言,反例是至高无上的,一个反例可推倒所有正例。

(7)从本质上讲,电磁学基本定律、电动力学和麦克斯韦方程组并不成立,但由于许多物理量都是以其为基础确立的,物理学的相当一部分都是以其为基础建立的,相当的度量衡单位都是以其为基础建立的,所以麦克斯韦方程组可能是精准的,但这种精准应该属于循环验证的自我自洽和自我精准而已,可能并不是在物理世界中对自然规律的精准阐释。

(8)我认为无论今天我们可以多么巧妙地用火,最伟大的永远是100万年前的那次用火,因为那才是人类征服自然的开天辟地的第一次;无论今天的飞机多么精湛绝伦,最伟大的永远是仅仅飞行12秒36米的莱特兄弟的飞机,因为那才是人类飞向蓝天的开天辟地的第一次;无论我本人推出的电磁学基本定律、后麦克斯韦方程组时代的电磁理论和认识自然规律的新范式多么深刻地揭示了电磁世界的自然规律和认识自然的规律,真正伟大的永远是奥斯特、法拉第、安培和麦克斯韦等科技圣贤们的壮举,因为那才是人类认识电磁世界的开天辟地的第一次。我所有相关研究成果都是站在奥斯特、法拉第、安培、洛伦兹、麦克斯韦和爱因斯坦等科技圣贤以及卡尔·波普尔和托马斯·库恩等科学哲学圣贤之巨人肩膀上才看得远一些,才得以完成的。

以下是已发表论文的题目和DOI链接,供查阅:

Paper 1. Counterexamples to Four Fundamental Laws of Electromagnetism Are Found with Physical Experiments

DOI:https://doi.org/10.63460/VUOY3743

Paper 2. Logical Experiments on Fundamental Laws of Electromagnetism

DOI:https://doi.org/10.63460/CJFJ7855

Paper 3. Nine New Fundamental Laws Are Proposed for Electromagnetism

DOI:https://doi.org/10.63460/HHNB6474

Paper 4. The Logic of Physical Law Verification and the Methodology of Revolutionary Technology Development

DOI:https://doi.org/10.63460/XHMR2132

Paper 5. This Is not Sufficient to Establish Scientific Truth

DOI:https://doi.org/10.63460/DSZF4997

Paper 6. Empirically Grounded Theory for Post-Maxwellian Electrodynamic Regime

DOI:https://doi.org/10.63460/JJQD6055

Paper 7. The Collapse of the Maxwellian Mutual Generation Paradigm of Time-Varying Electric and Magnetic Fields

DOI:https://doi.org/10.63460/TNZV5463

附件2:靳北彪简介

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靳北彪,男,1959年生于东北吉林省,现居住北京市,学术身份证(ORCID):0009-0003-9117-8620,邮箱:BeibiaoJin@zeroq.cn。

1983年考取中国政府公派出国预备研究生。

1990年日本京都大学博士学位毕业(化学工程专业,中国政府公派留学生。)

1990~1991年美国华盛顿大学博士后。

曾任加拿大Cantor研发中心原研究员,曾任中科院工程热物理研究所客座研究员。

曾任潍柴动力(世界500强企业)技术蓝军司令员和技术评审特聘首席顾问。

长期从事发动机、能源动力、电磁技术与装备的研究开发及科技创新范式的研究与实践。

电磁学领域以外的主要科学技术成绩:

(1)在发动机、能源动力和电磁技术领域获得300余项国家授权发明专利(见下图)。

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(2)发明、设计、开发、产业化了射流掘进系统,解决了一项从0到1的问题:

发明开发产业化了高效低成本荒漠化治理的射流掘进系统。内蒙古一家企业已用这项技术和相关装备在内蒙沙漠地带完成了5000平方公里的植被恢复工程。这项技术与装备已在内蒙古沙漠地带形成多个大面积绿洲,也得到时任北京市市委书记贾庆林的高度赞赏(见下图及绿洲所在地坐标)。

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(3)作为联合开发人,合作开发了海陆重装高速重型发动机,解决了一项卡脖子问题:

作为海陆重装高速重型发动机(2-10兆瓦,超高性能、超高效率、超高可靠性)的联合开发人,专门负责解决疑难技术问题。该发动机已于2021年9月25日通过国家组织的验收。这是中国第一款从零开始设计的多项指标均达到世界领先水平的发动机,已大量装配相关装备,解决了一项我国长期受制于人的问题(见下图),已经形成年销售额数十亿元的新业务板块。

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(4)写就了120万字的《创造论》这一科技创新方法论,为教育方式和科学技术方式的变革提供了理论支撑,多名清华大学北京大学教授予以高度评价:

《创造论》(关于人类创造活动的本质与逻辑关系的论述)是人类历史上第一部系统化的关于创造与科技创新的方法论,是一部经济学、自然哲学、自然科学、自然认识论著作。如果把发现、发明和科技创新比作战争的话,这部《创造论》相当于《孙子兵法》和《克劳塞维茨的战争论》。《创造论》系统性地阐释了创造力、创造性生产关系和创造性生产方式的本质与逻辑关系,为创建符合人类创造活动的本质与逻辑关系要求的教育方式和科学技术方式提供了理论支撑,填补了科技创新方法论缺失这一世界空白,多名清华大学北京大学教授予以高度评价,且已有清华大学教授受益于研读《创造论》做出了世界一流科技成果。

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