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中科院王院士发论文推翻麦克斯韦方程,为何引起物理界不满?

作者:科学书屋
中科院王院士发论文推翻麦克斯韦方程,为何引起物理界不满?

关注科学的朋友可能注意到,杨振宁教授在他的报告中反复提及麦克斯韦方程组,可见这个方程组在物理学中的广泛影响力。

就像牛顿三大定律之于经典力学的重要程度一样,麦克斯韦方程组处于经典力学的核心地位,它利用四个方程完整描述了经典电磁相互作用的规律,可以说,麦克斯韦方程组点燃了人类电力革命与信息革命,渗透到人类生活中的方方面面。

中科院王院士发论文推翻麦克斯韦方程,为何引起物理界不满?

近日,中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长与首席科学家、中科院外籍院士王中林声称,他对麦克斯韦方程组进行了成功拓展。对于这个成果,央视新闻也进行了报道。

据说,拓展型麦克斯韦方程组将麦克斯韦方程组基于静态电磁场理论推广到运动介质的情形,成功拓展了麦克斯韦方程组的运用范围,奠定了运动介质电动力学的理论基础。相关成果发表在近期的国际学术期刊《 Materials Today》。

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拓展后的新型麦克斯韦方程组

事情是这样的,真空中的麦克斯韦方程组没有任何瑕疵,关键是引入介质当中的时候。介质中的麦克斯韦方程组又细分为两种情况:静止介质和运动介质。对于静止介质的情况,引入电位移矢量D,也能很好描述。但当介质处于运动状态,运用该方程的计算结果就会出现瑕疵。

王院士表示,当把经典的麦克斯韦方程组应用到高速运动物体上的时候(例如高铁、飞机和卫星)就会出现问题。

2017年,王中林院士就拓展了位移电流的表达式,在电位移矢量D中加入Ps相,用于推导纳米发电机的输出功率。其中,Ps是由机械触发产生的表面静电荷引起的极化密度,不同于电场引起的介质极化P。无论是否有外加电场,这种表面静电荷均能在压电极化和摩擦起电中产生。

中科院王院士发论文推翻麦克斯韦方程,为何引起物理界不满?

2019年王中林解析推导出了纳米发电机的输运方程,Ps项的解析表达式,负载下的输出功率和空间电磁场分布及其辐射的通式,并把摩擦纳米发电机的四种模式给出了解析解,奠定了纳米发电机的整体理论构架,形成了本学科发展的理论基础。

王院士表示,拓展后的方程组不但包括了最常见的多普勒效应,同时也包括带动运动物体对于电磁波振幅和相位的修正,期待在未来的通讯方面有所应用。

然而。。。这个消息出来后,引起了物理学界的巨大震动。物理学界也纷纷出来指出王院士的错误。

一、其中知乎上有这样一个回答:指出论文的结果本身就是错误的。

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二、还有网友指出,王院士处理的这个问题,其实早在几十年前著名苏联物理学家朗道的教科书《连续介质电动力学》中就有提到了,根本不是新发现。

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中科院王院士发论文推翻麦克斯韦方程,为何引起物理界不满?

三、中国科学院数理学部院士、理论物理学家孙昌璞点评到:

这一次中科院某研究所关于“中国科学家成功拓展麦克斯韦方程”的媒体发布就很不专业。我看了相关的文章, 觉得这只是关于介质中麦克斯韦方程方程的讨论,关于运动介质中E和D, B和H的关系。50年代,大陆著名物理学家黄昆先生就从微观地角度研究过介质中麦克斯韦方程方程的修正。70年代M.Lax 更有详细系统的分析。然而发布“拓展”和“突破”,并没有引用这些著名的工作, 似乎他们并不知道这些。重大突破不能建立在 “无知” 的基础上。

对于这个事情,你怎么看?欢迎在评论区和大家互动。

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