中科院院士「修正」了麥克斯韋方程？研究發材料期刊，兩度熱搜，兩極評價

曉查 2022-01-18 15:03:02 來源：量子位

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已提出150余年的麥克斯韋方程組被“顛覆”了？

這個物理學理論話題，最近成功出圈。

事情是這樣的：

近日，中國科學院北京納米能源與系統研究所召開新聞發布會。會上外籍院士王中林表示，他經過數年研究和實驗驗證，對麥克斯韋方程組進行了成功拓展。

新聞稿將這項成果，稱作是“中國科研機構對經典物理學基礎理論創新作出的一次重要貢獻”。

論文成果還發表在國際學術期刊Materials Today上。

一些網友看到后，紛紛表示“不明覺厲”。

然而隨著事件不斷發展，這一消息逐漸被各大高校學術群所知，風評開始發生了變化。

物理學界陸續對這項研究提出了諸多質疑，甚至連物理系學生也在知乎上指出其錯誤。更有甚者直指這項研究為“民科”。

王中林院士也成了熱門人物。從發布會結束到回應質疑，話題兩度登上知乎熱搜榜。

這位外籍院士到底何許人也？

從西電到佐治亞理工

1961年王中林生于陜西省蒲城縣高陽鎮，1978年考取西北電訊工程學院（即西安電子科技大學前身）學習物理。

大學畢業后，王中林1982年通過CUSPEA通道赴美留學。

CUSPEA是由著名物理學家李政道主導的中美聯合培養物理類研究生計劃，可以說CUSPEA選拔的基本都是當時國內的頂尖物理人才。

CUSPEA從1979年開始到1989年結束，11年間僅錄取了915名學生，培養了大量物理學人才，例如MIT物理學家文小剛就是通過該方式進入普林斯頓大學學習。

王中林赴美后的留學生涯也可謂相當順利：

• 1987年7月獲得亞利桑那州立大學物理學博士學位；

• 畢業后，先后在紐約州立大學石溪分校、英國劍橋大學卡文迪許實驗室、美國橡樹嶺國家實驗室和美國國家標準和技術定量局從事研究工作；

• 1995年，應聘到佐治亞理工學院當副教授。

在佐治亞理工，王中林轉到了納米材料的研究方向，主要研究納米發電機。

2009年，王中林當選中國科學院外籍院士，成為當時最年輕的入選者。2010年起，他參與組建中國科學院北京納米能源與系統研究所。

至今，王中林總引用數量超過31萬，H指數270，發表論文2000余篇。

根據中科院官網介紹，目前王中林在全球材料科學總引用數和h指數排名世界第一，世界橫跨所有領域前10萬科學家終身科學影響力排第5名，2019年年度科學影響力排第1名。

另外，王中林還是納米能源學術刊物Nano Energy（影響因子17）的創刊主編和現任主編。

在納米科學領域，他被稱作“納米發電機之父”。

這些年，王中林獲得過不少國際大獎，如愛因斯坦世界科學獎和埃尼獎。

不過，從愛因斯坦世界科學獎的官網來看，該獎項和愛因斯坦及其母校ETH都沒有任何關系。

它是一個由世界文化理事會頒發的獎項，其總部設在墨西哥城。

埃尼獎是意大利石油和天然氣公司Eni頒發的獎項，號稱能源領域的諾貝爾獎。現在網上還有王中林獲獎的介紹視頻。

幾年前就開始修正麥氏方程

轉向納米發電機研究后，王中林也開始了自己“修正”麥克斯韋方程的道路，最初動機就是以此來研究發展納米發電機的理論構架。

雖然最近才在網上火熱，但從王中林的演講報告和論文來看，他修正麥氏方程的由來已久。

早在2017年，王中林就開始向Materials Today投稿，試圖對麥克斯韋方程組“動刀”。

不過當時這篇論文僅僅是調整電介質內極化矢量和電流的關系，并未直接修改麥克斯韋方程組。

到了2019年，王中林在某高校的演講PPT中，演講海報中將自己與法拉第、麥克斯韋并列。

△?圖片來自知乎

最新論文的那張樹形圖，之前在篇論文和演講中都用過。

2021年最新論文里的圖是這樣的：

2020年王中林在自己任主編的Nano Energy期刊發表的論文，圖片是這樣的：

雖然這里王中林還沒直接修改麥克斯韋方程組，但是從這里我們看到了他后來在方程里加入的P_S一項。

而經過上周的發布會后，王中林多年來的研究成果終于被各大媒體報道。

△?圖片來自中科院北京納米能源所

成果被質疑

然而，沒想到這一被稱之為“重大原創成果”的擴展麥氏方程，很快就招來了學術界的一致質疑。

在高校物理學者質疑之前，知乎上不少物理系學生紛紛提出了自己的看法。

他們主要質疑的點在于：

1、在方程中多加的項是有必要的嗎？

2、添加新的項以后方程還正確嗎？

從麥氏方程的第一個方程來看，不少物理系朋友指出，右邊的P_S一項實際可以算在D里，這樣方程的形式就和原來方程沒區別了。

如果我們把右邊的P_S一項移到左邊，把括號里的看做一項即可。

實際上，P_S是極化電荷，本來在麥克斯韋理論中就要考慮在D之內，沒必要單獨列一項。

為何要單獨列出這一項，王中林回應《知識分子》時說主要是和其研究方向有關：

我們當初的想法式通過位移電流的研究來建立定量計算TENG（摩擦納米發電機）的輸出功率。

至于方程3，王中林在論文中明確指出只考慮低速情況，沒有使用相對論，使用了經典力學的伽利略變換。

而麥克斯韋方程本身是符合相對論的。

經過王中林這么一改，方程既不符合伽利略變換，也不符合相對論的洛倫茲變換，變得不倫不類。

面對這些質疑，王中林在回應《知識分子》時表示：

可能處理后的方程組不具有協變性，但不影響我們所要研究的具體對象和在工程中的應用，因為我們不是嚴格討論場論理論的。

至于更詳細的理論，一位普林斯頓大學的博士給出了自己的回答。他的回答還得到了香港科技大學物理系教授戴希的認同。

而王院士此項成果發表所在的期刊Materials Today，其實是一個材料期刊。

主編為樓俊，現為美國萊斯大學材料科學與納米工程系副主席。分別在清華大學和美國俄亥俄州立大學獲得學士和碩士學位，在普林斯頓大學機械與航空航天工程系和普林斯頓材料研究院獲得博士學位。

值得注意的是，Materials Today 2021年的影響因子，已經高達31.041。

但是，一項物理學基礎問題的研究，不去物理期刊、不經過物理學界嚴格的同行評議再發表，而是直接選擇了材料期刊并通過媒體宣傳，依然讓大家感到不解。

雖然物理類頂刊《物理評論快報》（PRL）2021年才只有9.161，但是跨學科的影響因子比較通常被認為沒有意義。

另外，過去10年諾貝爾物理學獎的成果，均刊登在PRL上。

于是在王中林院士發表論文后，也有不少學者提出，在學科高度分化的今天，專業的事應該交給專業的人，重大學科突破應該交給相關領域的學術期刊。

你認為呢？

參考鏈接：
[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S136970212100359X
[2]http://www.binn.cas.cn/xwzx/ttxw/202201/t20220114_6343183.html
[3]https://www.zhihu.com/question/512031340