守正创新 不断拓展科学研究的领域和格局

——记燕山大学二级研究员李子丰的探索与发现

写在前面

在中华民族伟大复兴的征程上，一代又一代科学家心系祖国和人民，不畏艰难，无私奉献，为科学技术进步、人民生活改善、中华民族发展作出了重大贡献。当前，在世界面临百年未有之大变局，在我国加快建设科技强国、实现高水平科技自立自强的形势下，需要更加重视“创新是第一动力”，更加重视新一代科学家的创新创造，大力弘扬科学报国、追求真理、勇攀高峰的科学家精神，从而凝聚强大力量，推动中国式现代化建设不断进步。

“学贵知疑，小疑则小进，大疑则大进。”一些志存高远、勇于探索、追求真理的科研工作者，往往善于运用创造性思辨的能力、严格求证的方法，不迷信学术权威，不盲从既有学说，通过不懈努力缔结科研成果，实现追逐目标。燕山大学石油工程系研究员、博士生导师李子丰，就其中的一位代表。李子丰坚定不移地相信马克思主义的世界观和方法论，认为科学是源于哲学的，哲学是科学的基础，科学研究和工程技术都必须坚持唯物主义，反对唯心主义和神创论。他在深入研究职业的石油工程科学并取得丰硕成果之外，还通过深入研究基础科学-哲学和理论物理学并获得了世人瞩目的颠覆性创新；他完成的河北省教育厅公示的拟推荐河北省自然科学奖成果《坚持唯物主义时空质能观 发展牛顿物理学》倍受社会各界广泛关注，成为了科学技术部国家高层次人才特殊支持计划科技创新领军人才会议理论物理学评审专家。

坚持唯物主义研究发展理论物理学

马克思主义理论的科学性和革命性，源于辩证唯物主义和历史唯物主义的科学世界观和方法论，为我们认识世界、改造世界提供了强大思想武器。对此，李子丰深以为然。

在李子丰看来，科学的方法分为三个层次，即具体方法、一般方法和哲学方法。具体科学方法是科学研究的基础；一般科学方法是科学研究的核心；哲学研究方法是科学研究的总则。各个层次的方法是相互联系、相互渗透的，对各种方法都应该熟悉掌握，不可偏废。而他，正是坚持用哲学方法去探索科学，发现未知，从全新的角度打开了一扇科学的窗口。

李子丰认为，物理学是最重要的基础科学，源于哲学。哲学是物理学的基础，物理学是哲学在自然科学方面的发展和量化。他在《坚持唯物主义时空质能观 发展牛顿物理学》成果中，主要研究了哲学对物理学的指导作用，意识的来源，唯物主义时空质能观，光的本性和传播规律，狭义相对论的问题，运动物体观测论，“万有引力”的本质及作用规律，电荷的本质和作用规律，旋转问题惯性坐标系的选取。

通过研究，李子丰提出了意识是物质的一种高级有序组织形式；纠正和完善了物质命名方法；完善了唯物主义时空质能观；指出了狭义相对论的错误以及狭义相对论不容易否定的原因；论证了光的本性、光的传播规律和超光速现象；建立了运动物体观测论；用物体与微粒子的动量交换假说解释了万有引力定律；用电质子假说解释了电荷的本质、电荷相互作用原理与库仑定律；旋转问题一级近似惯性坐标系应该选取比被绕行物体高一级天体的引力场。

其科学价值主要体现在：解决了物理学与哲学之间可能存在的矛盾；确定了意识的来源，否定了鬼神论；避免了物质命名的逻辑谬误；确立了正确的唯物主义时空质能观，为正确地认识世界和有效地改造世界奠定了基础；推翻了误导物理学界和人类认识世界基本方法的爱因斯坦的相对论，为科学的健康发展扫清了一个巨大障碍；确认了光的粒子性，光的传播规律和解释了超光速观测现象；为高速物体的测量奠定了基础；为揭示万有引力的实质和作用规律指出了一条正确方向；为研究电荷的本质和库伦定律指出了研究方向；为天体物理学研究提供了一个坐标系选择方法；揭示了温度的本质和地温分布规律。

代表性的论文有：《狭义相对论源于对光速不变原理的错误解释》、《运动物体观测论》《用物体与微粒子的动量交换解释万有引力定律》《电荷的本质、电荷相互作用原理与库仑定律》和《旋转问题一级近似惯性坐标系的选取——比被绕行物体高一级天体的引力场》等。

与众多科研工作者共同“纠错”相对论

爱因斯坦创立的相对论，被主流认为是关于时空和引力的基本理论。相对论依据研究的对象的不同分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系)，并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”认识，提出了“同时性的相对性”“四维时空”“弯曲时空”等全新的概念。在高等学校中，更是把狭义相对论作为大学物理的必修内容；但狭义相对论建立过程的合理性及其推论的正确性一直被怀疑。研究狭义相对论的本质及其对科学和社会的影响，对于科学、技术、哲学的发展具有重大而深远的意义。

在李子丰看来，爱因斯坦的狭义相对论原文存在着多处逻辑错误、数学推导错误、前后矛盾。狭义相对论否定了物理学基本物理量的定义。相对论的实质为：第一，“同时性的相对性”是个伪命题，它是通过偷换概念、转移前提，并混淆了感觉与存在、映象与实在而炮制出的产物；第二，狭义相对论的数学基础即洛仑兹变换，是数学推导错误的结果，毫无科学价值；第三，狭义相对论没有得到任何形式的实践验证，所谓的“实验验证”有些是炮制出来的，有些是强硬贴上狭义相对论的标签；第四，狭义相对论是建立在错误的假设和错误的数学推导的基础上的一种荒谬的理论体系。

“科学必须是经过验证过的、有结论的，才能真正称得是确定的、正确的，反之，没有被验证过的一些理论则不一定正确。在科学国界里，我们不能迷信权威、信奉‘名人效应’，陷入唯心主义，而应当实事求是。”李子丰说。

李子丰研究发现，科学研究应该遵从公理化科学体系，主流理论物理学不该脱离公理化理论体系。即空间、物质和时间是不依赖人们的主观意志的客观存在，不能被理论所证明；描述空间长度的物理量(米)、物质多少的物理量(千克)和时间长短的物理量(秒)等基本物理量都是规定的，并且规定了之后就不能改变的；导出物理量可以用基本物理量定义；不能用导出物理量定义基本物理量。例如，我们可以定义速度为物体在单位时间内所移动的距离=长度/时间，单位为m/s;我们不能定义米为具有1m/s的速度的物体在1s钟内移动的距离，原因是在“1m/s”中，已经有长度的单位了。

而当今的物理中，出现了脱离公理化理论体系的循环论证，或为了适应某一结果而对基本物理量进行任意修改。例如，米这个单位是法国科学院在法国革命时制定的，当时把由赤道经巴黎到北极的地球子午线的一千万分之一定为一米；后来演变为存于巴黎附近国际计量局(BIPM)中的米标准器上两个刻划之间的距离；然而，现行的长度单位米采用真空中光速值定义：“米是光在真空中1/299792458秒的时间间隔内行程的长度”。因为同一束光相对不同的参照系的速度可能不同(有光速不变和光速可变两种学说)，为此，该定义可能存在问题。

近年来，物理学界出现了正宇宙、反宇宙、正物质、反物质、黑洞、白洞、空间弯曲、时间倒流、二维生物、“上帝”粒子等概念，李子丰研究结论是：这些都是错误的哲学和物理概念。

电子有带负电的，有带正电的，主流物理学家就称带正电的电子为带负电的电子的反物质；这是概念错误，无论是带正电的电子还是带负电的电子，它们都是电子，都是物质。

根据哲学和科学的定义，全部空间、物质和时间的总和构成了宇宙。宇宙只有一个，没有正反之分；世界是由物质组成的，物质没有正反之分；不存在只吸收物质而不放出物质的黑洞；不存在只放出物质而不吸收物质的白洞；空间没有物质属性，不会弯曲；时间流逝速率不变，不会倒流；不存在二维生物和物质；不存在“上帝”，也不存在“上帝”粒子。物质的质量没有惯性质量与引力质量之分。物体的长度、质量是物体的本质属性，不会随参照系的变化而变化。

李子丰指出，物理学没有确切答案的四个问题：宇宙起源问题，在人类之前宇宙就长期存在了，且无法验证。宇宙归宿问题，在人类灭亡时宇宙还将长期存在，也无法验证。宇宙有多大问题，不可能有确切边界。物质可以分为多小问题，从哲学上讲为无限可分，从手段上讲依赖于测量技术；“原子”的本意就是不可再分的粒子，随着观测技术的进步“原子”已经不再是不可再分的粒子；“量子”——不可再分的粒子或能量单位，是不存在的。

除此之外，李子丰对万有引力定律及其作用机理、库仑定律及其作用机理等，都有独特的见解，并通过科学论证形成了自己的一套完整的理论体系。

不难看到，对于科研人员而言，必然要求树立强烈的创新意识，遇到问题自觉运用创新思维去开辟新思路、寻找新办法。通过质疑实现创新，就要善于打破不符合不断发展的客观实际的传统思维和思维定势的束缚。

李子丰的研究，体现出“运用创新思维去创新”，体现出守正创新，生动践行了党的二十大报告提出的“守正才能不迷失方向、不犯颠覆性错误，创新才能把握时代、引领时代”的精神。

在李子丰看来，一个人有研究突破算不了什么，只有让研究成果服务于科学需要和人类发展，才能体现出真正意义和价值。

李子丰向主流物理学杂志、科技类杂志投稿，并向全国哲学社会科学规划办公室、国家自然科学基金委员会提交《坚持唯物主义时空质能观 发展牛顿物理学》的申请书。他还积极参加相关会议，宣传学术观点和研究成果，以期引起各方的关注和共同推进。其中，2007年，李子丰召开了“相对论时空观问题讨论与决议会”，形成了“拨乱反正、弘扬和发展牛顿时空观——2007年相对论时空观问题讨论会决议”。他还参加了2013年山西太原会议，形成了“时空与光本性决议”。

值得一提的是，在山东泰安举行的全国近代物理研究会年会上，李子丰讲时钟是测量时间的工具，时钟不是时间；时钟坏了、不走了，时间照样流逝；爱因斯坦对相对论的解释是“与漂亮的小姑娘在一起，时间就过得快；在热火炉旁被烤，时间就过得慢”，这是心理时间，不是物理时间。在场的数十位物理学教授，没有提出任何异议。

在国家自然科学奖参评项目公示期间，李子丰都仔细看其中有没有主观唯心主义导致的谬误。对于有问题的项目，就按照要求写好异议书。如果能找到成果完成人的邮箱就先发送至其邮箱，然后在网上公布，最后打印、签字，寄给管理部门。如果，谁能说服李子丰，异议理由不成立，则李子丰会主动再给管理部门去信，承认错误。到目前为止，李子丰已经异议了10多个项目，没有任何人找李子丰辩解。

为了更好促进交流与争鸣，李子丰还列出了6个与理论物理相关的学术问题，每个问题带资10万元，设立科学擂台；从2007年到现在还没有人通过有力论证辩驳他的观点或攻擂。

建功立业服务石油工业建设

李子丰的座右铭是：“促进人类进步事业，增强祖国经济实力，培养高级技术人才，服务石油工业建设。”这句话背后，折射出他的志向、情怀和境界。

李子丰生于1962年，年少时，他受“铁人精神”影响，报考了大庆石油学院油气钻井工程专业。后来，李子丰申请考博并顺利被中国石油大学录取，成为中国石油与天然气工程学科创始人——刘希圣教授的学生。1992年博士毕业后，李子丰回到大庆石油学院工作的同时，又在哈尔滨工业大学跟随黄文虎院士、马兴瑞教授做力学博士后。

从本科毕业设计开始，李子丰的学位论文题目一直与油气井杆管柱的力学相关，这些为他以后的教学和科研工作打下了坚实的基础。李子丰表示，2001年在国家缺少石油与天然气及相关工程人才，河北省有很多油田，但河北省高校中没有相关专业的背景下，燕山大学准备筹建石油工程学科群。为此，2002年6月中国地质大学“211”工程特聘教授、博士生导师李子丰来到燕山大学，2002-2003年申办成功石油工程本科专业和油气田开发工程学科硕士点，2004年初成立石油工程系，继续从事油气井杆管柱力学的教学与科研工作。经过团队坚持不懈的努力，在油气井杆管柱力学方面取得了一系列的成果。

据了解，李子丰的主要科研成果包括：建立了油气井杆管柱力学理论体系，统一了原有的油气井杆管柱力学分析领域的各种微分方程，并在石油与天然气钻采工程等领域获得了广泛的应用；提出了煤的沥青成因说。主持国家自然科学基金项目5项，其中包含正在进行的“油气井管柱冲击动力问题研究”（51974277）；参加了“八五”“九五”国家重点科技攻关项目和“863”项目的研究工作并担任子课题负责人。

“油气井杆管柱动力学基本方程及应用”获2008年度河北省自然科学三等奖。“油气井杆管柱力学体系及在石油工程中的应用”获2015年度河北省自然科学三等奖。李子丰曾获中国科学技术发展基金会孙越崎科技教育基金1997年度“博士后奖”、1998年第四届黑龙江省青年科技奖、2015年中国产学研合作促进奖等。

李子丰2009年被聘为国家科学技术奖励评审专家。2018年获河北省优秀科技工作者荣誉称号。李子丰（第一作者）在CNKI的影响因子已达到29，在全国油气井工程学科处于领先地位。

作为博士生导师，李子丰在兢兢业业完成科研任务的同时，非常注重对学生的多方面培养塑造。在他看来，大学对学生的培养不能只是通常识、懂专业，还应当教导学生有理想、有道德、爱祖国、讲奉献，只有具备了良好的品德和扎实的专业技能，才能成为国家和社会需要的有用之才。李子丰连续10届获中（全）国石油工程设计大赛优秀指导教师称号。

 遵守国家法规 坚持成果中文优先发表

李子丰在2010年发表论文，认为“首选项目资助者或作者所在国的官方语言来发表论文，鼓励将已经发表的论文翻译成其他文种再发表”，这与国家法律、政府号召相一致，有利于提高中国学者的学术影响力。

李子丰的成果绝大多数优先在中文期刊上以中文发表，然后再译成英文方便他国人阅读，极少数投多家中文期刊被拒后再以英文发表。李子丰的SCI他引次数最多的论文，就是投多家中文期刊被拒后以英文发表的。

在项目和人才评审工作中，李子丰认真领会贯彻政府相关精神，十分看重代表性论著中的中文论著。如果申请者或候选人长期在国内工作且受我国政府资助，代表性论著中没有中文的，往后排。李子丰认为中国的机构在评价中国人的学术时，应该以中文代表性论著为主、外文代表性论著为辅；不该在外国人用外国的标准格式化中国时，中国的机构也帮忙。

践行科学家精神，李子丰一直在身体力行。他对油气井杆管柱力学中的基本概念进行深入探究，就进入了基础力学或物理学领域;研究力学或物理学的基本问题，正是国家自然科学基金所提倡的。他研究形成的震惊业界的成果“坚持唯物主义时空质能观、发展牛顿物理学”，不免影响了一些人的声誉和利益，他甚至被埋汰成“民科”甚至“反科学”，但他认为“研究和探讨基本科学问题是每个人的权利和义务”，科学可以争鸣，但科学结论必须是经过验证的。

不难想到，为拓展科学研究的领域和格局，李子丰付出了多少智慧和汗水，承受了多大的压力和打击，世人没人理由不给他一个公道。

高尔基曾经说过:“一个人追求的理想越高，他的才力发展的越快,对社会就越有益。我确信这也是一个真理。”当下，对李子丰来说，那就是把所掌握石油学科知识更好服务于能源革命、工业强国，把发展牛顿物理学更好地用于推动科学和文明的进步。李子丰身上映照出的忘我求索精神和为人立世的视野与格局，为中国科研工作者树立榜样，令人感佩，催人奋进。（文/徐国信）

煤的沥青成因说

李子丰

煤是一种重要的能源、化工原料和战略物资。关于煤的成因，文献上仅有来自植物这一种说法，但这种说法无法解释为何有的煤层十分洁净和地史时期的沥青湖都去哪里了。笔者通过研究，发现了煤的沥青成因的有关特征及相关印证。

与煤的成因有关的煤层特征：一是多数煤层中具有煤矸石。二是多数煤层中具有动植物化石。三是一些煤层化学级纯净、均质且较厚，例如无烟煤。

煤的植物沉积成因说由来已久：在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。

煤的植物沉积成因说无法解释下面两个问题：一是为何有的煤层化学级纯净、没有动植物化石？在地质历史时期，植物与动物同期繁衍，如果煤是植物沉积形成的，那么所有煤层中都应该有大量的动植物化石；植物堆积层属于沉积岩的碎屑岩，成分复杂，不会形成化学分析纯的煤层；还有，煤层中的磷元素和钾元素百分比含量低于干植物中的磷元素和钾元素百分比含量，植物中的磷元素和钾元素去了哪里。二是现在地球表面有多个沥青湖，地史上的沥青湖都去哪里了？

笔者研究发现，煤层是由沥青湖在地质作用埋入地下后转化而来的。煤矸石就是地史时期吹到或冲到沥青湖面的沙土与沥青的混合物，或沥青渗入砂泥岩的混合物；与煤层特征一相符。煤层中的化石就是地史时期掉入或冲入沥青湖中的动物或植物；彼奇湖里边有很多远古动物骨骼；与煤层特征二相符。

该发现成功地解释了煤的植物沉积成因说无法解释的两个问题:为何有的煤层化学级纯净且没有动植物化石？在沥青湖阶段，液体内有重力分离作用，中间部位有可能不受外来物质污染保持纯净；与煤层特征三相符。地史上的沥青湖去了哪里?变成煤层了。

天然气、石油渗流到地面，轻质成分挥发后形成沥青湖，沥青湖在地史时期埋入地下形成煤层。

为此，天然气、石油、沥青、煤同源。

（作者李子丰，系燕山大学二级研究员、博士生导师）