我和《物理学报》
我和《物理学报》
简介：因为知道《物理学报》是中国物理家学会主办的、以发表原创性作品为主要宗旨的刊物，日我向该刊投去“廓清围绕狭义相对论的错误”。
3天后收到“退修函”，朋友们获悉向我祝贺；我却并不乐观，给他们回答是：终审的结果我并不看好；说不定审稿专家还会是“四位国内研究相对论的权威专家”中的某一位。
半月后，《物理学报》给笔者的“退稿函”中审稿专家的意见是：
“这里都是横向多普勒效应， 是观测者观测到的频率，不过(1)中的光源的频率 在(2)式用的是符号
”——这种说法不仅正是我在文章中用物理方程所证明“权威专家”的错误；更为严重的是，其中还在数学上犯了一个中学生都不该犯的非常低级的错误。
于是，我就接着向该刊物投去第二篇文章“狭义相对论效应的验证”，并且写了一封颇具调侃风味的信。
现在把“退修函”、“退稿函”和我第二次投稿时给编者的函，连同
“廓清围绕狭义相对论的错误”一并发表于此，以飨读者。
文章的核心内容就是，明确指出这3个错误就都是源自于将频率和周期混为一谈——
爱因斯坦的失误仅在于，不应该使用同一个符号，指代频率和周期这两个互为倒数的物理量。
尊敬的周吉善先生：您好！
&您的稿件编号为：,标题为：廓清围绕狭义相对论的错误一文请尽快修回，退修时间为，具体修改意见如下：
来稿已经专家审阅，请您根据审稿意见，逐条言简意明地写出修改说明或解释。以下内容请您逐条仔细检查修改后的论文。
1.是否仔细阅读http://wulixb.iphy.ac.cn或http://cpb.iphy.ac.cn
首页中“作者须知”的有关内容？
2.是否在修改的文章第一页写上了文章编号(右上角)?　联系人或永久联系人的电话(住宅和办公室)、手机、传真、E-mail是否标在脚注资助基金名称之下?
3.隔行编排，现不接收彩图稿，请将所有图形在软件中改成黑白线或不同符号表示，图片格式为EPS格式，精度为600线，图注或照片注是否按照要求排在文中相应处画出的方框图或文中正式图下面？图需一式两份，如文中已有正式图的则文后再附1份。
《物理学报》图稿中的英文单词译为中文，去掉英文图题。
4.中、英文题目，中、英文作者姓名，中、英文作者单位是否全称、标准?
5.列出中、英文关键词、PACC(Physics Abstracts，Classification
and Contents)专业代码各1－4个(其重要性顺列，用逗号隔开)
，中英文关键词应一致。PACC代码应先选择正确的学科类别，然后在大的学科类别下面再找出正确的PACC代码。
(PACC、各项基金名称、对图的要求及《投稿须知》等也可点击http://wulixb.iphy.ac.cn或http://cpb.iphy.ac.cn首页中的“作者须知”。）
6.中、英文标准基金全称及批准号（参考http://wulixb.iphy.ac.cn首页中的“作者须知”）一律以脚注注于首页和英文摘要页，并用＊号在题目末及脚注前标示。
7.单位、符号、缩略词是否规范、标准?论文题目、摘要和关键词中不用缩略词，摘要中不写第一人称，例“本文”等，全文隔行排。
8.参考文献是否按两刊规范编排？参考文献中应写上所有作者姓名，并一律姓在前，名缩写列后，不写缩写点，将参考文献的序号写在［　］中，《物理学报》的中文参考文献同时译为英文。注意参考文献与文中出处一一对应，期刊名应用标准缩写，不能任意简单写为词头单个字母缩写。(见近期《物理学报》和“Chinese
Physics B”)
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10.希望作者所在的研究组能订阅《物理学报》和“Chinese Physics
B”（订阅者当年可免费阅读网络版）。
&11.为提高两刊作者在国际物理学界的知名度，促进科技创新和学术交流，希望您在本文和其他刊物上发表论文时多参考国际著名期刊，“Chinese
Physics B”和《物理学报》上的同行论文（尤其是近几年的同行论文），以利于提高您的论文水平。
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物理学报编辑部
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专家审稿意见：
本文主要围绕(1)(2)式，也就是和之间的“矛盾”展开讨论的。这些公式在郭硕鸿的《电动力学》（第二版）264-265页上有讨论。这里都是横向多普勒效应，
是观测者观测到的频率，不过(1)中的光源的频率 在(2)式用的是符号 .
本文行文极不严肃。例如如下一段：“…`秒等于铯133原子基态的两个超级精细能级之间跃迁辐射周期倍的持续时间，称为原子秒’；但是，这里所谓的“秒”，究竟是指“秒长”还是“秒数”，直到今天即使是那些专业的物理学家们，恐怕在应用时也很少有人认真关注过这样的问题——围绕着这个问题的“以讹传讹”，自然也就成为了历史之必然。”科学界很明确，铯133原子基态的两个超级精细能级之间跃迁辐射周期倍的持续时间就是一秒。什么“秒长”还是“秒数”的问题完全是作者自己的疑问。再如“…导致A·爱因斯坦在迷茫中困惑、彷徨了四十余年。”完全是毫无根据的臆测。1905年以后，爱因斯坦对于狭义相对论从来就没有迷茫过。
其实本文不是严肃的研究论文，建议直接退稿。
投第二篇文章写给编辑的信——
尊敬的编辑：
对的退稿函给我带来莫大的欣慰和鼓舞，也指明了如何写“严肃的研究论文”的方向，为我进一步完善该论文给了很大帮助。
谢谢审稿专家，谢谢编辑部的老师们。
由于退稿的理由主要是“行文极不严肃”，我就将2.节“不严肃”的内容完全去掉，添加了“非常严肃”的“5.实验验证”。
使我感到特别欣慰的是：针对1.的三条“讨论”和两个推论，3.、4.两节的两组物理方程，5.中围绕三个公式的剖析，审稿专家未讲一句话，理所当然地就应该认为他已经默认了。
仅在开头说了两句不同意见：1.“这里都是横向多普勒效应， 是观测者观测到的频率，不过(1)中的光源的频率 在(2)式用的是符号
.”，其实正是文章4.节中用方程证明了的错误观点；2.借用别人书上的话而不敢写到纸上来，不难看出他的底气有些不足。
也正因为这里引用的一句话，提醒我把这篇文章的主要观点概括成了如下的两句话，加到了“结论”之中，使得文章的内核更加明朗和确切。
围绕狭义相对论的错误可以概括为两句话：
使用47年后出现的讨论“钟”的（2）式解释光频移，而隐含在47年前那个讨论“光”的普遍适用公式背后的（1）式却与之直接矛盾；依据惯性系坐标变换把两个式子说成“并不矛盾”，却忘记了（2）式讨论的是在转动圆盘上的钟，根本就不属于惯性系范畴。
现将修改后的文章再次投给贵刊。建议应该换个专家审稿，以期能让我受到更多的教益。
并请代我向原审稿专家致以诚挚的谢意，因为他教给我不少东西。
稿件编号：
廓清围绕狭义相对论的错误
河南省济源市文昌北路·碑子132号（454650）
摘要：A·爱因斯坦留下的 和
两个计算狭义相对论效应的公式相互矛盾；要想把二者统一起来，就只有将ν0理解为周期T。传统理论中将狭义相对论效应说成是“时间膨胀”的错误，就产生于对频率f、周期T和计量时间的秒数t三个概念之关系，缺乏深刻、透辟的理解。
关键词：时率ν0，频率ν，时间间隔（即周期）T，时间数值t
PACC:& 0330
因为在A·爱因斯坦原著中有些非常重要的概念缺乏清晰明确的定义，导致理论界对狭义相对论的诠释出现了严重的分歧。
本文即从廓清概念切入，来澄清围绕狭义相对论的三种错误观念。
1. 问题的由来
1905年，A·爱因斯坦在《论动体的电动力学》中写道：
1905年，A·爱因斯坦在《论动体的电动力学》中写道：
（1）、A·爱因斯坦用（1）式讨论的是“光”，ν当指频率而无疑；用（2）式讨论的是“钟”，还特意注明ν0为“时率”——仅此就足以能够说明在这两个式子中，ν和ν0所指代的并不是同一的物理量。
（2）、如果（1）式中的ν和（2）式中的ν0所指的物理量相同，可以肯定两个式子不会都是正确的！如果两个式子都正确，ν和ν0就应该是两个互为倒数的物理量。
（3）、依据A·爱因斯坦特意注明ν0为“时率”，并不难判定它不同于（1）式中的ν；而跟频率ν呈倒数关系的就只能是周期T。
推论一：（1）、（2）两式“并不矛盾”、真正可以被统一起来的条件是：
只能把ν0理解为周期T——频率f和周期T互为倒数，两个式子中的
项一个在分母上、一个在分子上，正好也就决定着（1）、（2）两式中的ν和ν0呈倒数关系。
推论二：依据（1）式，横向多普勒频移效应当是“光线向光谱的蓝端移动”，而不是传统所谓的“向红端移动”；依据（2）式，狭义相对论的时间效应是“时间收缩”，而不是“时间膨胀”。
进而还可以确认：（1）式只适用于“频移”效应，（2）式只适用于“时间”效应——A·爱因斯坦留下的两个表述狭义相对论效应的式子，分别适用于高速运动物体上的光辐射和时钟变化，绝不应该将二者混为一谈。
2. A·爱因斯坦的迷茫
学术界公认A·爱因斯坦与别人共同创立了狭义相对论，指的就是他在《论动体的电动力学》中得出的τ=t ，与先前洛仑兹推导出的经验公式t’=t 在形式上完全相同；实际上也就正因为这个式子，导致A·爱因斯坦在迷茫中困惑、彷徨了四十余年。
首先，在《论动体的电动力学》中同时出现（1）式和跟洛仑兹推导出的经验公式形式相同的式子，他肯定意识到了这两个式子之间一定存在着某种关系；但是因为当时的理论水平，却根本就无法在光的频率ν和时钟记录的秒数t之间，建立起相对应的逻辑关系。
其二、在相对论出现之前，人们依据洛仑兹变换已经提出了“尺变短、钟变慢”的说法，如果“尺变短、钟变慢”是真实的物理现象，建立狭义相对论所依据的光速不变原理就不能成立。因为物体以接近光的速度运动一定时间之后，用“变短”的尺去量度距离所得到的“数值”必然变大，而由之所携带的“变慢”的钟所记录的“数值”必然变小，其结果就必然是L/t﹥C！即这个结果将直接推翻狭义相对论所依据的光速不变原理。
其三、A·爱因斯坦对上述问题苦苦思索了四十年之后，大胆地提出“我们可以将发出光谱线的一个原子当作一个钟”(2)时，肯定已经意识到了（2）式中的ν0并不是频率ν，也不是时钟所记录的时间数值（即秒数）t，但是一时间却又无法确定到底应该如何称谓，于是就别出心裁地把它叫做“时率”。实际上当时他如果意识到，只要将ν0认定为表示时间间隔长度的周期T，就可以跟他那个有夹角的多普勒频移公式完全一致，而后围绕狭义相对论出现的诸多错误，恐怕早就能够得以幸免了。
然而，这个问题却不应该由A·爱因斯坦负责，而是历史使然的结果。
因为在作为计量时间间隔长度单位的秒长，跟周期T之间建立起确定的对应关系，是在A·爱因斯坦谢世12年后的1967年。这一年召开的第十三届国际计量大会批准：“秒等于铯133原子基态的两个超级精细能级之间跃迁辐射周期倍的持续时间，称为原子秒”；但是，这里所谓的“秒”，究竟是指“秒长”还是“秒数”，直到今天即使是那些专业的物理学家们，恐怕在应用时也很少有人认真关注过这样的问题——围绕着这个问题的“以讹传讹”，自然也就成为了历史之必然。
秒长T指真实的时间间隔的长度，是一种绝对的客观存在；秒数指时钟记录的数值t，是时钟被动地受到客观存在的作用记录下的结果。能够发挥物理作用的只能是表示时间间隔的物理量T，而时钟所记录的数值t却只有数学、而没有物理学意义。犹如在电学中真正发挥物理作用的只能是电流I，而绝对不会是安培计所记录的数值A；在热学中能够真正发挥物理作用的只能是辐射能ε，而绝对不会是温度计所记录的数值℃。
综上所述，出现这种观念混乱的直接原因，就来自于没有认真仔细地对频率f、周期（即秒长）T、时间数值（即秒数）t三者之间的关系进行深入的剖析与甄别，进而对之做出恰当而合理的逻辑定位。
3. 概念混乱导致的观念错误
由于A·爱因斯坦无可奈何的一时“疏忽”，导致出现了长达半个世纪对狭义相对论“频移”效应的错误诠释。比如：
“当θ=π/2=90°，即在光源运动速度的垂直方向去观察，便回到（3.29）式，这种红移纯粹是狭义相对论效应，是（V/C）2级的：
”(3)——很显然，在这里ν0是被当作ν看待的。
——物理学最根本的任务是寻找守恒量，描述守恒律。假定（1）式中的ν和（2）式中的ν0均指频率f而言，并不难依据能量守恒定律来判定到底哪一个式子是正确的。
由于讨论的主要是二次项，即观测方向和运动方向成90°时所呈现的多普勒效应，我们就可以对动量守恒方程不加考虑，仅从能量守恒的角度来推导就可以了。
（6）式表明，当原子以速度v在运动中幅射电磁波时，对静止坐标系来说，观测到的二次多普勒频移项前应该是“＋”号，而不是“－”号。
另外还有一个“难以成其为论据”的理由，最让笔者感到不可思议的是：在《论动体的电动力学》中讨论的光频移问题，为什么必须使用48年后才出现的另一个式子才可以解释？更何况该式跟《论动体的电动力学》中的式子却又直接矛盾。
小结：上述将ν0视为频率f所做的诠释肯定是错的！
因为这种诠释不遵从能量守恒定律——在通常的教课书和理论著作中，使用（2）式做出的那种解释，是围绕狭义相对论的一个严重错误！
4. 不应该如此进行参考系变换
针对（1）、（2）两式的直接矛盾，“国内研究相对论的权威专家”说：
“（1）式适用于观测者运动、发光体静止，（2）式适用于观测者静止、发光体运动”；两个式子“均是正确的，其公式的物理实质均源于相对论中的运动时钟变慢效应”(4)。
但是，我们用下述一组方程推证的结果，却是当“观测者静止”时也只能得到（1）式，而根本就得不到（2）式。
关于“观测者静止”时使用（2）式的说法很显然是错的！
实际情况则是，无论“观测者静止”或“观测者运动”，横向多普勒效应都是“蓝移”而不是“光谱线的红向移动”。
那么，传统理论中那种解释的错误究竟是怎样产生的呢？
（1）、狭义相对论效应的必要条件是观测方向跟运动速度方向相垂直，所谓“观测者静止”或“观测者运动”的假定，根本就都不能成立！
（2）、满足上述“假定”的惯性系运动只有一种形式，即发光体和观测者永远在做等速同向的平行运动，跟上述两种“假定”均不吻合；如果假定“观测者静止”，发光体就只能做非惯性系的圆周运动——狭义相对论是描述非惯性系运动的理论，百余年来人们都总是依据惯性原理对之提出这样、那样的质疑和责难，是没有物理学依据的。
（3）、（2）式讨论的是放在转动圆盘上的“钟”，不属于惯性系范畴已经非常明确，“权威专家”怎么能对这个条件视而不见呢？
狭义相对论效应揭示的是非惯性系运动的规律，无论是所谓的“观测者静止”还是“观测者运动”，都只能得到“向蓝端移动”的唯一结论。
传统的物理学理论中将狭义相对论放到惯性系框架中，用参考系变换去解释，得出（1）、（2）两式“均是正确的”结论，又是一个错误。
5. 对“早已得到证实”的剖析
“国内研究相对论的权威专家”还说：“运动时钟变慢效应，这在实验上早已得到证实”(4)。实际情况究竟如何呢？
围绕“洛仑兹收缩”，A·爱因斯坦本人就留下三个公式：
&&&&&&&&&&&&&&
因为（1）式是笔者依据《论动体的电动力学》中的式子推导出的结果，在原著中并没有这个式子；（3）式跟洛仑兹推导出的经验公式在形式上完全一致，通常都认为该式并不具有物理学意义；传统理论中通用的就都是（2）式，而（2）式中的ν0却是一把双刃剑：
对于同一个实验结果，如果将它理解成（1）式中的ν，就必然会得出“时间膨胀”的结论；如果将它理解成（3）式中的τ（实际上应该是指代秒长的T而不是秒数t），就必然会得出“时间收缩”的结论。
虽说A·爱因斯坦在文章中特意注明ν0为“时率”，而在传统理论中却一直将它看作频率ν去解释实验结果，从而导致得出了“运动时钟变慢效应，这在实验上早已得到证实”的错误结论。
用同一个符号表示不同的物理量，物理学理论中不但允许，而且多得不胜枚举；而A·爱因斯坦就因为“疏忽”了绝对不允许使用同一个符号表示互为倒数的两个物理量，最终导致后人一直将“时间收缩”错误地当成是“时间膨胀”；在“附录”中出现（2）式的那个段落，被A·爱因斯坦添加了“（8）光谱线的红向移动”的小标题，也不能说不是一个“失误”——恐怕是A·爱因斯坦本人，当时也并没有真正弄清楚被自己称为“时率”的ν0，究竟应该是表示时间间隔长度的周期T，抑或是表示时间数值的秒数t。
当我们认真地对（1）、（2）两式推敲之后，确认（2）式中的ν0实际上指的是周期T；要想让A·爱因斯坦的（1）、（2）两式“并不矛盾”，也只有如此才能够成立——频率f和周期T互为倒数，（1）、（2）两式中的ν和ν0正好也就呈倒数关系。
传统认为（1）、（2）两式“并不矛盾”的说法并没有实质性错误；前提条件是ν和ν0分别指代频率f和周期T，适用范围是（1）式适用于光“频移”现象，（2）式适用于狭义相对论的“时间”效应。
传统理论中的错误，就因为是无端地将二者混为一谈带来的结果。
1. “动钟变慢”的说法是依据洛仑兹的经验公式t’=t&得出的推论；《论动体的电动力学》中出现的（3）式与之存在本质差异。其中的τ指时间间隔T，而不是洛仑兹那个式子中的时间数值t；该式的物理内涵是“动钟变快”，或曰“时间收缩”。
（1）式的物理内涵是“运动物体发出的光线向光谱的蓝端移动”；传统理论中依据48年后出现的（2）式把“蓝移”说成“红移”，是一种“南辕北辙”式的错误。
传统理论中依据惯性系坐标变换得出（1）、（2）两式“并不矛盾”，是一个非常严重的错误结论；因为（2）式讨论的是在“转动圆盘”上的钟，根本就不属于惯性运动的范畴。
传统所谓的“运动时钟变慢效应，这在实验上早已得到证实”，是将A·爱因斯坦谓之“时率”的ν0，当做频率ν而得出的错误结论。
5.（1）式和（2）式分别揭示出了运动物体上发出的光线频移或是时钟变化的规律，绝不应该将二者混为一谈。
参 考 书 目
（1）何祚庥等主编& 1997&
影响世界的著名文献（自然科学卷）（北京：新华出版社）P718
&(1) He ZX 1997, Famous
literatures of impacting on the world (natural science volume)
p718, Beijing: Xinhua book concern
（2）A·爱因斯坦著& 杨润殷译
1964& 狭义与广义相对论浅说 （上海：上海科术出版社）P106
&(2) A translation of Einstein’s
book by Yang RY 1964, The elementory introduction on special theory
of relativity and general relativity (Shanghai: The book concern of
science and technology) p106
（3）倪光炯 李洪芳著&
1979& 近代物理& （上海：上海科术出版社） P89
&(3) Ni GJ &Li HF
1979, Modern Physicsi (Shanghai: The book concern of science and
technology) p89 and p83
（4）国防科学技术工业委员会&&
委办函〔（号〕 “附件”
&(4) National Defense Industry
Committee of Science and Technology, (the Attachment in the Formal
File: No.188/2006), 2006& &
The expurgation for some mistakes
of special theory of relativity
132·Beizi·Beihai Jiyuan City Henan Province（Zip
Code:454650）
Abstract: There are two formulas &and
&from the famous physical scientist Einstein but
they are antinomy in the calculation of effect of special theory of
relativity. If the two formulas can be unified we have to think
theν0 as period T. In the traditional theory the mistake “the
expansion of time” in special theory of relativity is due to the
lack of profound and penetrating understanding to the relations of
three concepts- the frequency f, the period T and the number of
seconds t in measurement of time.
Key words: Time rate ν0
，Frequency ν，Period T，Time number t
pacc：0330
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&&&&&&&&正文
薛郁，男，福建福州人，广西大学二级教授，硕士研究生导师，广西新世纪“十百千人才工程”第二层次人选，上海大学兼职博士研究生导师。2002年上海大学、上海市应用数学与力学研究所毕业，获流体力学专业博士学位；年北京师范大学物理系物理学博士后。2007、2008年在香港城市大学房屋建筑与土木工程学系作Research Fellow；年期间赴香港城市大学建筑学与土木工程学系作Research Fellow。先后到法国、德国等国参与国际学术会议，并作学术报告。从教至今主持完成国家自然科学基金项目5项和广西自然科学基金项目2项及广西“十百千人”专项基金1项,参与1项国家重点基础研究发展计划资助项目（973项目）和1项国家自然科学基金交通流重点项目“城市交通流研究”以及1项香港城市大学科技发展策略项目。在《Phy Rev E》，《Communication in Nonlinear Science andNumerical Simulations》,《Nonlinear Dynamics》，《Atmospheric Environment》，《Scienceof Total Environment》，《Building and Environment》，《PhysicaA》，《Chinese Physics B》，《Chinese Physics Letter》和《物理学报》等中外著名学术刊物上发表科研论文100多篇。其中被SCI收录近62篇，被EI收录18篇，ISTP收录9篇，被SCI引用1000多次，出版专著2本。 &
通讯地址：广西南宁市大学东路号广西大学物理科学与工程技术学院
获奖及荣誉
1)2006年广西“新世纪十百千人才”第二层次人选
2)《水动力学研究与进展》编委
3)《广西大学学报（自然科学版）》编委
本科生：热力学与统计物理、非线性物理与复杂性、热学、大学物理。
研究生：高等统计物理、物理流体力学、计算物理、非线性动力学
）、交通流理论、人群疏散动力学研究
2）大气微/纳米颗粒物的统计与动力学特性研究
3）长程相互作用系统的统计与动力学特性研究以及复杂网络结构与动力学研究
研究生培养
培养了二十多位博士和硕士研究生，其中有5名研究生获得广西研究生创新项目，1人获得广西大学优秀硕士论文奖和3人获得广西大学优秀研究生，2人获得国家奖学金，1人获得广西大学校长奖学金。
主持科研项目
（1）车辆和行人交通的动理学建模、数值模拟及其相关问题的研究(国家自然科学基金，批准号：)（2）行人交通流的非线性特性的微观和宏观模式研究(国家自然科学基金，批准号：)（3）混合交通流的动力学建模和复杂特性研究(国家自然科学基金，批准号：)（4）交通运输系统的交通相变和波动模式(国家自然科学基金，批准号：)（5）非线性系统的混沌控制与同步(国家自然科学基金理论物理专项，批准号：)（6）城市交通瓶颈临界相变的研究(广西自然科学基金)
（7）交通系统的非线性动力学特性研究(广西自然科学基金)（8）广西“新世纪十百千人才工程”人选第二批专项课题参与的主要科研项目：（1）国家重点基础研究发展计划资助“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”（973项目）（2）国家自然科学基金重点项目“城市交通流研究”（3）香港城市大学发展战略项目—A Fundamental Study of Urban Particulate Matter Using DetrendedFluctuation Analysis（4）&天体物理&特色实验室建设（5）基于团簇方法的癌症基因序列进化分析(广西自然科学基金)
代表性的论文、专著及专利 &
GuoYan; Shi Y;,Feedbackcontrol for the lattice hydrodynamics model with drivers' reaction time,NonlinearDynamics, 2017, 88(1):145-156
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薛郁、孔令江、陈光旨，单一多体不可逆聚集方程的解，物理学报，
专著：戴世强、薛郁，交通流建模和仿真，《交通流与颗粒流》，（唐孝威、张训生、陆坤权主编），年，浙江大学出版社孔令江、陈光旨、薛郁，联合聚集过程的集团尺寸分布《非平衡统计物理研究进展》（）四川大学出版社，年月
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