关心一则学术界的瓜，从2022年1月14日至今吵了10天了。学术界的瓜虽然吃起来就比较累，但是消化完了还有知识的增进。

中科院纳米能源与系统研究所在1月13日举办重磅成果发布会，王中林院士跨界对100多年来的“麦克斯韦方程组“进行成功拓展，还发了PR稿。中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家王中林：我用手机做道具，手机收信号，手机塔的信号过来我收到了，我听到信号了。假如我的手机在动，收到的信号有时就不是太好，有部分原因是因为我在动，动会影响电磁波的相位，电磁波的影响使得我们运动的物体交流信号不好。我这个方程组就是想能不能在这种运动的物质里边，把这个信号准确计算出来。
我国科学家建立拓展型麦克斯韦方程组 可应用于雷达、航空、航天等领域_新闻频道_央视网(cctv.com)

众多理论物理学教授一看，这不是研究生水平的内容嘛，且不说方程式的拓展方向是学界在100年前早已被研究过的事情，还拓展错了……

包括中科院院士理论物理学家孙昌璞、中科院理论物理研究所前副所长虞越等大神都对此提出批评，可以说完全是神仙打架了。

（一）

今天我们顺便来科普下现代物理史，从麦克斯韦方程到狭义相对论。

麦克斯韦方程大概是1860几年产生的，距今160多年了。没错，那时候英国在卖鸦片，咸丰帝在纠结究竟要不要仰仗曾国藩剿灭太平天国。这个著名的方程组的微分形式是这样的：

麦克斯韦方程量化地描述了电磁感应现象。高中的时候学过的“右手定则”，电子直线通过导线，周围会形成一圈磁场。磁场方向、磁力多强，麦克斯韦方程组可以精确算出。

但是，有人仔细研究了下，发现一个非常不寻常的事情，麦克斯韦方程组经不起“伽利略变换”。

在经典牛顿力学中，时间和空间是绝对的，运动也是绝对的，取决于参照系。用不同的参照系，观察到物体的运动状态是不同的。

一只悬停在速度v向东行驶的火车车厢里的苍蝇，相对于火车车厢是静止的，速度为0。但我们把参考系变换成地面，请问苍蝇换算成相对地面的运动速度是多少？我们通过直觉知道，物体速度是可以加减的，苍蝇相对地面的速度就是（0+v）。这种可以直接加减参考系变换过程就叫做伽利略变换。

所有正确的物理定律，应当在不同参考系下都成立。牛顿经典力学因此可以下结论：一个物理定律的公式，如果经过伽利略变换之后就不成立了，那显然只能是错的了。

麦克斯韦方程组做了一次伽利略变换之后，就不再成立了。磁场是由电场产生的，电场强度在不同参照系下都是一样的，但是磁场是有矢量的，在不同参照系下是不同的。这意味着，这个方程组只能描述静止的电磁场。如果这个电场有相对速度，那么麦克斯韦方程组竟然就不成立了。

其次，麦克斯韦方程组经过变换推导，竟然可以得到电磁波的速度（光速） v = 2.9979*10^8 m/s，是一个恒定值，和参照系无关。这意味着，在地面的静止位置射出一束电磁波，跟在全速行驶的火车上射出的电磁波，速度竟然是一样的，不是 c+v 吗？

“光速不变”这么扯淡，很容易证伪啊，做个实验验证光速可以变成 c+v 就好了。但是因为光速太快了，任何火车的速度和光速比起来都微不足道，难以精确测量。1887年，有两个科学家突发奇想：地球绕着太阳公转，速度是30公里/秒，是光速的万分之一，地球就是一个天然的高速实验室啊！所以，迎着地球公转的方向射出去的光速，应当比垂直地面的光速快万分之一吧，这个精度仪器已经足以识别了。

实验结果出乎当时人的意料，竟然这两个方向观察到的光速没有任何差别。麦克斯韦方程竟然又被证实了，而经典力学伽利略变换竟然被证伪了！电磁波不满足经典力学，不具备伽利略不变性！自此物理学的大厦开始笼罩在力学和电磁学矛盾的乌云下。

之后的故事，有质疑实验设计和结果的，有提出“以太”的……最终的高峰就是爱因斯坦1905年提出了狭义相对论，弥合了这一个危及物理学根基的问题。狭义相对论否定了绝对时间，不同速度地方的时间是不一样的，时间会因相对速度而改变，越接近光速时间膨胀效应越明显。这就意味着电磁波等高速运动物体里的定律确实不满足伽利略变换，而应满足洛伦兹变换（增加了一个v2/c2的参数，这个参数在低速情况下几乎等于0，也就等于伽利略变换）。

以上花了这么长的篇幅做了麦克斯韦方程到狭义相对论的科普，想要普及一个科学史常识：麦克斯韦方程组不能按照经典运动学来做变换；麦克斯韦和经典运动力学的矛盾，激励了爱因斯坦发现了狭义相对论。

（二）

回到王院长的“重磅成果”，PR稿是这么说的。

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经过数年研究和实验验证，对麦克斯韦方程组进行了成功拓展。像任何其它的偏微分方程一样，麦克斯韦方程组的成立是有条件的，即麦克斯韦方程组对动态介质描述的缺失。王中林意识到，如果介质是运动的，它的分布随时间变化而变化，例如高速运动的飞机，运行的火车等，此时方程不能严格成立。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。

中科院理论物理研究所前副所长、复旦大学教授虞跃第一眼就看出拓展方程的第三条不对。方程二和三是拓扑约束方程，是恒等式不会发生改变。而拓展方程三出现了速度变量。虞教授说，他知道王院士错了。

“运动介质的电动力学，就是爱因斯坦117年前想要解决的问题，关于这个问题的思考和研究导致了物理学史上最伟大的发现之一，狭义相对论的诞生，” 香港科技大学物理学系讲座教授戴希说，“但这个问题已经被爱因斯坦彻底解决了，关于运动介质的电动力学也早就写入了教科书。”

顺带说一句，王院士在2019年还荣获了爱因斯坦世界科学奖。

其实，“一个优秀的大学生或研究生，只要读过朗道的《连续介质电动力学》教科书，就不会把这个东西当成一个伟大的贡献，只是对爱因斯坦的 ‘动体的电动力学’ 介质中的推广做了一些近似而已。” 中国科学院数理学部院士、理论物理学家孙昌璞说。

详见《争鸣 | 王中林院士 “拓展麦克斯韦方程组”，学界怎么看？》，总结得非常清晰。

（三）

随后一则微信群聊截图泄漏，再次把王中林院士推上风口浪尖。在疑似王院士的学生群中，王院士圈定质疑者为“四大恶人”，群里其他人纷纷表示“坚决支持王老师”。

“四大恶人”之首戴教授也发长文回应——“可惜的是王所长身边缺乏能跟他讨论这类科学问题的有趣灵魂”，“理性讨论、控制情绪、损坏公物、照价赔偿”。知识分子内涵起来也是杀伤力很强的，笑死。

（四）

对前人智慧要谦卑。拉格朗日曾经独立发现了两函数乘积的高阶微商，把论文寄给欧拉，欧拉只回了一句：“莱布尼兹在半个世纪前已经发现了。”拉格朗日只能收起沮丧，继续攀登高峰。

不仅仅是科研，只要是创作、创新的事业，就像登山，好不容易登顶，以为发现了人迹罕至之地，结果发现前人早就在山顶上搭好房子了。当然会有沮丧，但最好谦虚接受它。

弱小和无知不是生存的障碍，傲慢才是。

和傲慢一样不可取的是把学术争论变成人与人的攻讦。万幸的是，还是有众多科研人员、学生、教授不畏权威，学术独立，思想自由，政罗教网无羁绊，前程还是可期的。