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自然科学研究，造福了人类，给世界带来了文明和进步。两千多年的自然科学发展史上，记录着先辈科学家们的丰碑伟绩，他们为人类文明做出了卓越贡献。遗憾的是至今在自然科学领域里还遗留着“三大纠纷”，这就是光速测量纠纷、电磁感应纠纷和时间空间纠纷。虽然三大纠纷有时激烈，有时淡漠，但百年来，人们无不关注着纠纷，无不关注着纠纷早日得到解决，期盼着自然科学沿着正确路线揭示更深层次的自然界奥秘。

第一：1727年James做恒星光偏差观测实验证明绝对静止的以太空间获得成功，1851年Fizeau做流水光速观测实验获得成功。这两个实验表明光速具有叠加性，它是可变的。但是，在1881年，Michelson-Morley认为，光波在静止的以太媒质中振荡传播，其绝对速度c0是恒定的，而光源随地球一起相对于以太媒质以速度c0运动，就可以观测到因波程差而引起的干涉条纹，据此他们用干涉仪测量却得到了零性结果。这几个实验所暴露出来的问题就是，光速是绝对的或是相对的？光速是不变的或是可变的？

第二：1832年法拉第认为磁铁与导体之间的感应是在导体中产生了感生电动势dU，1834年楞茨认为是在导体中产生了感生电流I，虽然都是感应，但本质不同，犹如鸡蛋与小鸡，谁是原因谁是结果的哲学问题。1865年麦克斯却认为磁铁运动时在自由空间产生了漩涡电场E。这与前两家理论的本质差别就更大了，究竟是在导体上产生了感应或者是在自由空间中产生了感应，其本质截然不同。1892年洛伦兹创建了金属电子理论，因此金属电子受洛伦兹磁力而形成感应电流，其本质是力而不是场。20世纪初又冒出来一个相对论电磁学，运动者在自由空间看见了电场E和磁场B。到目前为止电磁感应本质仍然没有统一起来，五家理论本质不相融，教科书只好原本照抄，谁也不得罪。这到底谁是本质？谁是现象？谁是原因？谁是结果？甚至谁是假象呢？

第三：1905年，爱因斯坦发表相对论强调，“谈论绝对空间是没有意义的，地球自传引起力学上的差别是微小的，按照麦克斯韦电动力学，当磁铁运动时在空间产生了感应电场，于是线圈中有了电流；而当线圈运动时在空间没有产生感应电场，可是线圈中照样有电流，可见，空间本不该对称。......，James实验表明相对于以太的运动可测，而Michelson-Morley实验表明相对于以太的运动不可测，我们可以假设光速不变......”。他以此为依据，利用洛仑兹的纯数学变换式，推导了他的侠义相对论。但侠义相对论所暴露出来的问题越来越多，越来越明显，上世纪80年代初许多大学生质疑相对论，90年代中国武汉测绘学院的学者、西安微电子技术研究所耿宪温、海军某部黄德民等一大批国内外有志人士，不信邪，撰书立说驳斥相对论，并尖锐的指出“相对论造成的恶果是：使人们步入歧途，阻碍物理学发展”。中国北京一大批有志人士成立了一些反相对论的网站和协会。相对论不仅没有解决上述两大纠纷，反而带来第三大纠纷。时间是一维流逝的或是可以停止的？空间是各向同性的或是可以压缩的？

面对上述三大纠纷，我们必须从自然观和科学观出发，必须全面考察历史重大物理实验，全面研究“三大纠纷”的根本原因，从错综复杂的纠纷中寻找真理路线，抓住物理概念，寻找物理本质，用一个统一的思想和灵魂来进行全面而统一的自然属性回答，这是历史赋予科学界的使命，也是全球六十五亿人民赋予科学界的重大责任。

当我们全面考察科学史时，不难发现侠义相对论基于电磁感应纠纷中麦克斯维旋度场理论的非对称空间和光速测量纠纷中迈克逊-莫雷实验的零性结果。换句话说，这三大纠纷绞在同一条路线上。爱因斯坦本来是出于一番好意，他假设光速不变，想用洛仑兹变换去解释历史重大物理实验，但是由于爱因斯坦狭窄而细长的思维方式，一根筋地钻在数学变换中，把本来属于物理内涵上的一些现象却大势使用洛仑兹数学变换的方式去解释，试图用数学变换去认识事物的物理属性。从变换到变换，全是纯数学变换，用变换出来的“速度之和”(速度变换公式)去解释Fizeau实验、用变换出来的“周期＝光源运动时间＋光波传输时间之相对论多普勒效应”去解释James实验、用变换出来的“运动者看见电磁场”去解释电磁感应，等等。当我们仔细研究他的“解释”就会发现，那种用纯数学变换出来的“计算式”并不具有真实的物理意义，仅仅是计算上的一种数字凑数而已，难以服人，甚至不可理喻，与其说是“解释”倒不如说一种数字拼凑的掩盖，掩盖了事物的真象。正如黄德民先生指出的那样：“相对论扰乱了人们的正常思维，妨碍了人们对事物内在本质的追求”。因此本书全面总结自然科学原理和历史重大物理实验，全面分析三大“纠纷”的根结所在，弄清历史事件的来龙去脉，紧扣物理概念和内涵，理清思路，讲事实，摆道理，不畏权威，以理服人，从相对论的论据到论点进行全盘否定，彻底推翻相对论。应该说这本《自然科学原理总结与拨乱返正》给科学界交的是一份满意答卷。全书共十章，内容摘要如下：

第一章 广义洛伦兹磁力的普适性

本章阐述广义洛伦兹磁力的普适性，按照这种广义性，一切电磁感应现象均可用洛伦兹磁力作出全面而准确的物理解释，无论是金属电子切割磁力线或是磁力线切割金属电子，其物理本质均是电荷受洛伦兹磁力F=qV×B的作用结果。特别是当磁铁运动而线圈静止时，运动的磁力线切割了静止的金属电子，所受磁力是F=e(-VB)×B，这里的“-”号不是本书随意加进去的，而是因为B的运动方向与线圈的运动方向相反之缘故。因此本章把F=eV_e×B e(-V_B)×B称为广义洛伦兹磁力，也就是说，无论是线圈运动或者是磁铁运动，金属电子都切割了磁力线，在洛仑兹磁力的作用下，金属电子沿着导体漂移而形成感生电流I，也正因为电子的漂移才在导体上建立起了感生电动势dU=-IdL/ss(欧姆定律)和感生电场E=dU/dL (电场的定义)。也就是说，在电磁感应中，F是原因，导体内的I、dU和E是现象。本章用这种广义洛仑兹磁力全面而完备的解释了所有的电磁感应(包括电磁波的反射机理、电磁波接收机理、电子感应加速器、直流发电机、霍尔效应和一切电磁感应产品)，并论证了其它任何观点(包括导体上的感生电流、导体上的感生电动势、自由空间的感生电场以及相对论电磁学)都不能全面完备的解释电磁感应。全章论证表明，洛仑兹力是事物本质，法拉第电动势和楞茨电流是事物的现象，而麦克斯韦的空间感生电场和爱因斯坦的运动者看见电场则是假象。

此外，本章还介绍了证明广义洛伦兹磁力的实验方法。

本章结论是：广义洛仑兹力是电磁感应的物理本质，而线圈上的感生电流和感生电动势是事物的现象，自由空间的感生电场不存在，相对论电磁学是荒唐。

第二章 电磁波并非旋度理论所为

麦克斯韦电磁场理论的核心内容是自由空间里的俩个旋度方程，即在自由空间里，时变磁场产生时变电场，而时变电场又产生事变磁场，如此同生共死，使得波能流密度E×H在以太媒质中振荡传播。不得不承认，麦克斯韦是第一个预言电波存在性的物理学家。但是百多年来，人们在自由空间的电波实践中，可以说是举着麦克斯韦旋度理论的伟大旗帜却未真正使用旋度场理论。

辐射场并非旋度理论所为。假如辐射场是旋度理论所为，那么：家用50Hz (或60Hz)的电源，取Idl=1×1安×米，若按照麦克斯韦旋度场理论计算，其辐射场强高达10000000伏/米，而空气的电场击穿强度只有1000000伏/米，岂能居住；当w逐渐趋近于零频时，旋度场理论确定的E=¥，这就不客观了，按理说，麦克斯韦理论依据是来源于直流的安培环路定律改造和电磁感应，理应在零频附近连续，即当w趋近 时，E=0才合理，可见由旋度场理论得到的辐射方程没有自恰性；旋度场理论的波能量密度E×H是距离r的多项式函数，流出S1球面的电磁能量不等于流出S2球面的电磁能量，而且还是负值能量，这意味着能量来自无穷远处而进入发射天线，显然客观实践不符。可以验算，由旋度理论得出的场量与所谓的波能量都不满足距离平方反比率。谁真正使用了自由空间的旋度场？我看没有人。

接收场并非旋度理论所为。旋度理论的精髓是电场与磁场同生共死地交织在一起，从而以能流密度E×H在自由空间中传播。从概念上讲，接收不是波能流E×H流进了天线这个“口袋”，而是半波振子天线接收了独立矢量场，独立矢量场在洛仑兹力的作用下形成了信号电流。从计算上讲，因为E×H是距离r的高阶多项式，而且是“负能量”，显然不是接收了E×H。同样地，接收天线也不是接收了由旋度理论传播的Eq，因为其Eq使得信号强度违背距离平方成反比率，这与工程实践不符。这就是说，人们接收到的电波并非旋度理论的电波，而是独立辐射的电波(第四章有详细论述)。

传输场并非旋度理论所为。对于介质波导(如光纤通讯和潜水员通讯)中的传输场均为独立矢量场的斯耐尔定理和菲涅耳原理，却不是旋度理论的波能流E×H原理。对于金属波导，基于旋度理论的传输场模型，定义波能量却违背能量守恒原则，而且是传输负能量或者说能量来自无穷远处向着振荡源传输，显然与客观事实不符。人们虽然举着麦克斯韦理论旗帜，而微波工程师在实际工作中却有另一套实际经验。本书1.6节和5.2节从不同角度解释了这种实践经验的物理过程。

波束形成并非旋度理论所为。雷达口径天线可按照几何光学原理聚焦成波束，其面电流的形成正是广义洛仑兹磁力之作用原理却不是旋度理论的波能流E×H原理。缝隙天线和相控阵波束的形成原理是K0/r²的独立矢量场叠加而成，接收信号的幅度与距离平方成反比，不是旋度理论的K0/r场量叠加，更不是同生共死的E×H之能量叠加。百多年来，微波专家在实践中总结出独立矢量场的几何光学法、斯耐尔定理、惠更斯原理、菲涅耳原理、洛仑兹磁力、契比雪夫多项式等等实现方法。因此我们可以说，人们没有真正使用了旋度场理论。

此外电子感应加速器真空环中的时变磁场却无法使用旋度理论而得到加速电场，原点处线性时变ID×dl，在自由空间P点并不满足Ñ×H(P)=JD。

本章结论是：自由空间的电波之辐射、传输、接收和波束形成并非旋度场理论所为。

第三章 旋度场理论的错误根源

当伟大赫兹实验成功之后，当时科学界忙于无线电技术开发，在缺乏电波模型的情况下，无人深究麦克斯韦电波模型的正确与否，这属于情理之中的事情，所以保留至今。但现在涉及到三大纠纷问题，我们不得不重新研究它的正确性。也就是说，当爱因斯坦依据麦克斯韦旋度理论，把麦克斯韦的非对称空间推向极端时，才引起了我们的关注。

本章深究麦克斯韦两个旋度方程的来龙去脉，他为了平息楞茨与法拉第之间的因果关系之争，认为自由空间产生了感生电场并取旋度来计算，即，Ñ×E=-¶B/¶t；然后把法拉第的静电“桶实验”推广到整个自由空间而认为以太在电动力的扭拉下形成位移电流，位移电流向自由空间的四面八方流逝，从而位移电流产生了磁场。他在电生磁方程的推导过程是，首先是运用斯托克斯公式，把安培环路定律进行旋度化改造而得到Ñ×H=J；然后又运用格林定理，再把安培环路定律进行曲面化改造而得到Ñ×H=JD；最后运用泊松方程来合并上述两个公式而得到Ñ×H=J JD，其推导过程的桥梁就是电流在自由空间中连续。

第一，首先指出，地球两极构成的非均匀地磁场跟随地球一起运动，在自由空间并没有产生感应电场。磁铁跟随火车一起运动，在空间并没有产生感应电场。当磁铁运动而线圈静止时，自由空间也没有产生感应电场，正确的描述是，金属电子受洛仑兹磁力F=eVe×B或者F=e(-V_B)×B的作用，于是金属电子将沿着导体漂移，即形成感生电流I。原因是力，结果是电流。也正因为金属电子的漂移才在导体上建立起了感生电动势dU=-IdL/ss (欧姆定律)和感生电场E=dU/dL (电场的定义)。这里，所谓的感生电场E是金属电子漂移后产生的，只在导体内部才有，但在导体外部的自由空间没有感生电场。此外还论述了麦克斯韦旋度理论并不能完备地解释电磁感应，而广义洛仑兹磁力能够完备地解释所有的电磁感应现象。

第二，麦克斯韦使用斯托克斯公式对安培环路定律进行的旋度化改造Ñ×H=J只适合于导体内部，不适合于导体外部的自由空间，安培环路定律的微分形式只在导体内部成立，因为导体内部的H(r)=rI/2pa²满足斯托克斯公式的使用条件，而导体外部的H(r)=I/2pr不满足斯托克斯公式的使用条件。因此在自由空间进行旋度化改造是错误的，也是不成立的。

第三，麦克斯韦运用格林定理在一个电容电路中，对导线的围线积分改造成包含电容之电场的曲面积分，从而认为电容中时变电场产生磁场。但是格林定理的使用条件是：被积函数在积分面和边界线具有一阶连续偏导数。满足该条件才可以改变积分路径。但导体外部的安培环路定律并不满足格林定理的使用条件，而且如果认为I_D=I，这相当于电容短路，则与电荷积累了这个客观事实不符。因此这种曲面化改造是错误的，也是不成立的。

第四，麦克斯韦为了把J和J_D写在同一个式子里，他对泊松方程求取时间导数之后，并把¶r/¶t=e0Ñ×(¶E/¶t)推向整个自由空间。但是根据现代金属电子理论，泊松方程在体电荷内部(或导体内部)是成立的，但在导体外部是不成立的，也就是说源点处的¶r(0)/¶t不等于自由空间中的e0Ñ×(¶E/¶t)。即使有人认为e0Ñ×(¶E/¶t)是空间的场，而认为¶r(0)/¶t是产生该场的源，但是由Ñ×J(0)=-¶r(0)/¶t立即得到Ñ×J(0)=-e0Ñ×(¶E(r)/¶t)或J(0)=-e0(¶E(r)/¶t)，这意味着原点的J(0)产生了空间的-e0(¶E(r)/¶t)，却又与旋度方程组自相矛盾。因此说，麦克斯韦把有源内部的物理方程推广到自由空间是错误的，进行的公式合并化改造也是不成立的。

第五，麦克斯韦把电路上的电流连续定律Ñ×J=-¶r/¶t进行空间化改造，而认为“电流向自由空间四面八方流逝，电流在自由空间中也连续”。麦克斯韦认为“电性既不是点也不是面或体，而是分布在整个空间的电位移，可见的介质和不可见的以太被电动力扭拉之后形成了电位移，电位移是位移电流的先兆，电是分布在整个自由空间的物理量，流入金属球a中的电流并没有结束，而是继续流向四面八方”。现在看来他的这种推广结论显然是错误的，不仅物理概念错，而且计算也错，因为克稀霍夫定律只适合于导体内部，不适合导体外部的自由空间。事实上电容极板上的电荷不可能跨越空间飞向另一极板，电瓶或电容都是储存了正负电荷这个实体，更不是电流流向四面八方。特别是电荷枪或粒子发生器将电子发射到麦克斯韦的金属球a中，不仅电荷积累了，而且质量也增加了。

第六，当我们审视他的推导过程时，也会发现，他一会儿把P(r)点当作是源点，一会儿是把P(r)点当作场点，场源不分，不仅忽视了数学定理的使用条件，而且造成了非对称空间。他为了得到旋度方程组而认为J、r分布在整个以太空间，但是追踪者为了得到波动方程却又认为J=0、r=0。换句话说，既然在自由空间J=0、r=0，那么麦克斯韦就无法推导出旋度方程来。现在，我们根据现代金属电子理论来审视，他的位移电流显然是错误的，这是历史科学水平局限性造成的必然。正如40年后洛仑兹所指出的那样：“麦克斯韦从不相信电荷实体，总是以他的电位移代替电荷体，人们也很难理解他指的电荷是什么，他从不问及电磁场是怎么产生的，在他的理论中，似乎电磁场来自无穷远处，一种不需要源的场”。所以才促使麦克斯韦错误的诞生了两个旋度方程，一种非对称方程和非对称空间。事实上，电荷体的运动才是一切电磁波的根源，场不会产生出场来。

第七，人们为了求解麦克斯韦的非对称方程组，可以说是费了九牛二虎之力。即，在场量的求解过程中，人们运用了格林定理、氦姆霍尔滋方程和洛仑兹条件以及电流连续定律，但是，我们可以验算这一整套场量计算过程却不能自圆其说，这就是非对称的旋度理论造成不能自圆其说之必然结果。

总之，麦克斯韦两个旋度方程在自由空间是不成立的，不仅物理概念错而且数学计算错。我们可以这样总结麦克斯韦旋度场理论：考虑到他所运用的所有方程都是导体内部的方程，因此麦克斯韦旋度方程组只适合于导体内部电磁场的计算模型，即它给出了导体内部的电信号传输模型，由此推导出来的传播速度 实际上就是导体内部电信号相对于源的传输速度。但是，在物理本质不是场产生场，在导体外部的自由空间里，他的旋度方程组是不成立的，是彻底错误的。

本章还介绍了感生电场的否定性实验方法和感生磁场的否定性实验方法。

在这里，我很想而且必须补充一句：如果没有麦克斯韦的错误推导，当今世界文明将推迟若干年，这是人类的“因错得福”。他毕竟是第一个预言电磁波存在性的物理学家，而且证明了导体内部信号传输速度c0，其错误是难免的，因为科学道路是曲折的；当时人们不认识电的本质，更不认识电荷，直到麦克斯韦去世18年后汤姆孙才发现电子。也就是说伟大麦克斯韦的错误是历史的必然。而伟大赫兹实验是人类的“因福得福”，因为赫兹主要包括洛仑兹等许多物理学家并不赞同麦克斯韦的位移电流及其把导体内部物理方程推广到自由空间的做法。

本章结论是：在自由空间里，麦克斯韦的磁生电与电生磁两个旋度方程都是错误的；他基于导体内部而阐述的电信号传输机理和速度是可用的。

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