本报记者 张 晶

　　“多普勒效应理论提出160余年，已经成为物理学界的主流认识，基本上没有系统的质疑的声音。但是不容忽视的是，多普勒效应理论迄今并未经过严格的实验验证。”空军装备研究院通信所高级工程师崔蕴华认为，多普勒效应提出之初，法拉第刚刚建立电磁现象的统一理论，人类对物理规律的认识还处于相对较低的水平。“当前，科学技术已经取得重大进展，研究方法和实验手段较之当初已不能同日而语。在此背景下，对多普勒时代形成的理论进行再思考具有积极意义。”

　　什么是多普勒效应？崔蕴华解释说：“当波源与观测者存在相互运动时，频率会发生变化。”大家都有这种体会，火车高速向你开来，你会听到汽笛音调变高；如果火车离你越来越远，音调也会变低，这就是多普勒效应。“通过捕捉这种频率的变化就能够实现对目标的测速和定向。”他告诉记者，工程技术中的多普勒雷达、多普勒定向仪，医学中的多普勒血流成像、多普勒回声心动仪等都应用了多普勒频移效应的相关理论。在通信工程中，为实现对发射信号的可靠接收，接收机中需进行多普勒频移校正，以消除由于发射机和接收机之间的高速运动引起的接收频率的变化。

　　区别于传统的多普勒效应二元理论，崔蕴华在《前沿科学》2009年第4期发表的《关于多普勒效应的一种新认识》一文中指出：波速具备普适不变性和等效伽利略迭加性，观测者运动与波源运动的多普勒频移等效，电磁波与弹性波的多普勒频移等效。

　　“首先必须明确的一点是，1842年多普勒提出的原始理论并没有区分弹性波和电磁波的二元性。”崔蕴华对记者说，电磁波的多普勒频移关系是后来根据爱因斯坦狭义相对论的时空与速度变换导出的。自此，电磁波与弹性波的多普勒效应分道扬镳，也就形成了多普勒效应的二元理论。

　　多普勒效应的两种理论是怎样提出的？他们的研究路径是什么？差异在哪些方面？为什么又有这些差异？为什么两条路径应当归一？崔蕴华认为，“核心问题，一是电磁波的收发互易性的基本思想对弹性波也应成立，二是波速的普适不变与等效迭加的二重性。”

　　“在研究问题之初，我对多普勒效应的不同理论进行了横向比较，当把观测者和波源纳入一个系统，从一个新的视角来解释多普勒频移生成机制，发现不仅观测者运动与波源运动的多普勒频移等效，而且电磁波与弹性波的多普勒频移同样具有等效的特征。”崔蕴华说。

　　他进一步解释到，根据弹性波多普勒效应理论，观测者运动与波源运动形成的多普勒频移并不相同，因此二者的频移计算公式也就相异。“把观测者和波源当作每一个个体，他们的运动形式确有不同。但是，如果把他们放在一个系统中，观测者和波源的运动就可分为两类：背向运动和相向运动。观测者和波源的靠近(相向)或者远离(背向)，二者运动模式不同，多普勒频移生成机制也因此而不同。换句话说，在观测者和波源构成的这个系统的运动模式(背向或相向)相同的情况下，无论是观测者运动还是波源运动，他们的频移是等效的。”

　　根据崔蕴华的研究，原始理论中关于波源运动的多普勒频移公式适用于相向运动；关于观测者运动的多普勒频移公式适用于背向运动。

　　经典弹性波多普勒频移理论、电磁波多普勒频移理论，以及崔蕴华提出的多普勒频移结论，在一阶精度上相同，在二阶及以上的精度有区别。崔蕴华提出，为了对这几种结论进行定量比较，既需要波速可比的直线运动，也需要二阶精度的速度与频率测试，需要比较精细、复杂的实验条件。建议多方合作，开展这方面的实验工作。

　　上世纪90年代初，崔蕴华就开始从事通信工程的多普勒频移校正技术研究工作。“多普勒频移的双重等效只是从多普勒频移校正技术研究中产生的一些理论思考。理论形成过程中，既继承了前人的研究成果，也对一些数学分析方法、公式表达和相关理论进行了移植和整合，带有很大的探索性，完全有可能出现局部甚至立论错误。”崔蕴华表示，“科学工作者的追求无非是弄清物理世界的本来面目，希望能够通过学术讨论、学术争鸣逐步接近物理真实。”