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学者的担当-《旋流物理学》的跋
2015-04-02 夜23;00
2019-08-30 18：38整理
在涉及到诸如龙卷风、飓风等自然物理现象时，各国教材文献上几乎众口一词的“至今科学对此类现象的发生和消失过程仍没有确切解释。”这样的说法。60年前刚学自然课时就已经听老师说过，今天这仍然作为专家、学者传承知识过程类似免责的遁词。如是的说法好似声明一样，教师们为不能解释如此常发生的物理现象，统一了给出了的理由。既然“科学界都没办法解释”那么所有的教师都不必向学生解释自己也不明白的龙卷风，也就心安理得地解脱了。可能几乎没有教师组织学生讨论，或自己深入思考龙卷风、飓风为什么没法解释。
现代科学社会设立各种奖项，以鼓励人们探索数学物理遗留未解难题。但对大气灾害旋流的悬疑，远不如对那些刁钻的怪题（如xxx猜想等）更使人重视，至今还没有关于这种大气灾害旋流问题解答设奖的鼓励。
科学上的大气旋流理论缺憾，是对人类社会的影响较严重的因素之一。科学成就最高的美国都对年年频发的龙卷风一直束手无策，所以“天有不测风云”一说至今于全世界仍适用。无论去那个国家留学，目前都还学不到大气灾害旋流方面真正的知识。说明物理学仍有许多领域尚须发展完善或须改正，那些声称物理学（及数学）已发展基本完善的观点，实在是偏激和过早自负的“裹足不前”。
作为心无旁骛的学者，应努力思考，即便为这些时下尚不清楚的概念理出一个方向都好过抱残守缺。以能系统清楚地作出解释作为目标理想。或许有些解释不能马上使所有的人都认可，但启动探求之思考，总强过传承那种类似免责声明要坦然些。这就是学者应有的担当。
学者的思考在科学前沿，是人类的思想超前的代表（所代表的新思维也可能并非终极真理）。真实知识应能帮助和引领人们向更了解自然、趋利避害的进步。
刘昌喆乃不知天高地厚非体制内的学者，用几十年潜心的研读和思考，终于将写出这部独立的《旋流物理学》。（全文整理中，非职业选手在赛道外的超越）“...也许一百年后人们才会承认它，对此我毫不在意。”（开普勒语）
《旋流物理学》是数学、物理力学、地球学、气象学、热功学和实验理论等多学科的结合体。
《旋流物理学》分析了经典流体力学关于现代涡理论基础概念的错误，那些现代理论建立在错误基础上繁深而空洞无用并且不伦的数学推理体系，除形象玄奥的装饰作用外，与自然现象毫无联系。《旋流物理学》中严谨地用逻辑证明那些用于流体分析数学系统的基础错误。
《旋流物理学》拆解龙卷风，飓风的构造和进行力学分析，解释了大气旋流的生成、发展和消失的过程规律，在防灾减损甚至航空工程设计方面，它都具有直接的工程指导意义。《旋流物理学》提示了其对航空工程的潜在应用。也提出了人工干预大气旋，趋利避害的理论应用工程设计方案。
《旋流物理学》确立旋涡现象是流体剧烈能量转化熵增过程的特殊表现。《旋流物理学》用物理力学原理解析从无旋流动到有旋涡流的转换。阐述涡的生成，发展强化稳定的条件、生成和消失过程的能量转换原理。
《旋流物理学》首次提出“浮力场”理论。这种与重量场反方向的势场，才是大气旋流的基础成因。清楚解答气象学的水蒸气参与增强气旋的热力学机理，总结解读刘昌喆提出的负压力过程的“朗肯循环”原理。
《旋流物理学》详尽解读科里奥利原理的缺憾、完善修正了地转致偏理论。实验揭示科里奥利现象的力学本质。提出了计算地球表面运动物体偏离速度的数学方程-中值角正弦定理。确切地阐述地转致偏理论与流体运动的力学关系。指出东西向运动不致偏，所以傅科摆在巴黎或北京都不能偏转整周。解读了墨西哥湾暖流跨越大西洋力学成因。
《旋流物理学》同时分析矢量数学不能普遍适应用于物理学的实质，速度路径积分的原理存在硬伤，顺带解答了中国科学院《21世纪100个科学难题》中第90号问题：“路径积分问题”。
《旋流物理学》记录了新发现的“非卡门涡街”的“射流涡街”和“泳池射吸涡”等自然现象，并分析其原理。对诸如影响飞行安全的机场风切并非“下击瀑流”、百慕大现象、潜艇不明原故掉深失事等都有独到新见解。也设计了相关理论的实验。供专业学者们验证。
《旋流物理学》以新的大气旋理论为基础，清楚解释了雷电生成时能量积聚和冰雹现象发生的物理气象过程。同一气象的强涡过程，会产生二种不同结果，但是二者基本不能同时发生。
学者的思考在科学前沿，应该争取作为人类的思想超前的代表（所代表的新思维也可能不是终极真理）。
心无旁骛的学者，应努力思考，即便为这些时下尚不清楚的概念理出一个方向都好过抱残守缺。向系统清楚地作出解释作为目标理想。或许有些解释不能马上使所有的人都认可，但启动探求之思考，总强过传承那种类似免责声明要坦然些。这就是学者应有的担当。
《旋流物理学》前言
在中国的流体力学教材中，关于旋流的也就是亥姆霍兹三定理、开尔文定理、及旋转流加速度合成定理等的概念较为流行。皮耶克尼斯的旋流定理就较少有教材描述。
全世界的旋流理论的主流是V.皮耶克尼斯创立的挪威学派（也称卑尔根学派）。自1897年V.皮耶克尼斯发表《大气旋流的环流定理》以来120多年，学术界声称旋流理论似乎已经完善，但是现代的教师在课堂上对无法清晰解释龙卷风、飓风时，会说其形成和消失的机理在科学上仍没有清楚。这几乎成为专家们对公众和对学子免责的一种遁词。
挪威学派（也称卑尔根学派）贯穿着全世界气象学传承至今，其知名学者有J.皮耶克尼斯、埃克曼、罗斯比、中国的叶笃正等。与旋流理论紧密联系的还有：风飘海流理论体系、和罗斯比大气长波立论的芝加哥学派。所有的论述围绕着旋流，所以对现代旋流物理理论似有统领的权威。
但是这些理论却与自然物理现象严重脱节，对实际的大气及海洋旋流研究没有任何指导意义。
正因为如此，科学发达到能登陆火星的美国，面对每年嗜虐的龙卷风却束手无策。甚至有盲目的知名追风族成员，因对龙卷风并不甚理解而无意义地搭上性命，这是旋流理论失败的典型例证。
比尔盖茨是先进科技的具有影响力人物，他在2008年曾雄心勃勃地宣称，要战胜飓风。以其庞大的财力和学术影响力，在全世界征集最顶尖的科学家，经济投入效果都应该最好。但十几年过去了，近60亿美元也随风而逝，对飓风的研究却毫无进展。这又一次说明当代以挪威学派的环流定理为基础的旋流理论并不真实。
2008年刘昌喆投稿《航空学报》的模板稿，因审稿AI的电子程序不具有情绪判断力，对新知识没兴趣或不懂而拒稿。
该文在2020年的第十一届全国流体力学学术会议上刘昌喆的二篇报告之一。
