王忠林院士的“扩展麦克斯韦方程组”受到质疑。有什么问题？
最近，中国科学界的一个重大新闻是，著名纳米科学家、中国科学院外籍院士王中林扩展了麦克斯韦方程，并发表在材料学期刊《Materials Today》上。
2022年1月13日，王中林在曾任所长和首席科学家的中国科学院北京纳米能源系统研究所召开重大原创科学成果发布会，在包括CCTV、人民日报、中国日报、中国科学报等在内的多家媒体上发布了这一成果。
王中林院士
但是这件事在学术界的反响非常奇怪。
虽然几乎看不到赞同这一点的理论家，但有很多人表示怀疑。
1月17日，“知识分子”发表了几位学者对此的质疑，同时也发表了王中林的书面回复。
首先，我认为有无止境的学术争论是件好事。
然后，看了双方的论述，我也初步有了自己的判断。
摘录王中林的回答，专家表示怀疑。 运动介质的电动力学是爱因斯坦在117年前所要解决的问题，对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。
但这个问题已经被爱因斯坦彻底解决了，有关运动介质的电动力学也早就写进了教科书。
王中林回应：相对论是一个伟大的理论。
我们提出的展开式麦克斯韦方程与狭义相对论并不矛盾。
狭义相对论是描述a参照系中发生的电磁现象被a参照系和运动中的b参照系的两个不同的人同时观察所产生的不同的观察结果，即一个电磁现象的两个观察者。
在这种情况下，麦克斯韦方程在两个坐标系下的表示不变。
然而，扩展麦克斯韦方程描述了在a参照系和运动中的b参照系中发生的两个不同的、可能相关的电磁现象在a参照系中被同一个人观察到的结果，即两个相关电磁现象的一个观察者，假设介质运动的速度远远小于光速。
原文中的图7非常清楚地阐述了这一区别。
Landau和Lifshitz的书中讨论了狭义相对论下的情况，而我们讨论的是后者的情况。
在我们文章的第4页，公式( 14a )的前一段，明确了边界条件和假设。 对于远低于光速的运动物体，可以使用伽利略变换处理方程组。
此时，处理的方程式可能不具有协调性，但不影响我们想要研究的具体对象和在工程中的应用。 因为我们并没有严密地讨论场论理论。
我不是这个领域的专家，但对基本意思也有点了解。
麦克斯韦方程是电动力学的基本方程。 如果在电动力学中使用伽利略变换，结果必然是近似的。 因此，王中林的研究应该是在某种情况下近似麦克斯韦方程。
这样确实可能会得到更方便的应用形式，但这不应该叫做拓展，而应该叫做应用。
在普遍理解的用法中，拓展是指本来不能涵盖某个理论的情况，但现在你可以在这个理论上增加一些东西，使其涵盖。
麦克斯韦将传统电磁学统一到他的方程中就是这样展开的。
他提出了位移电流的概念，这本来没有，但在后来的实验中得到了证实。
这是革命性的突破。
王中林已经将普遍适用的方程应用于某些特殊情况，并做了近似的工作，这应该是正常的应用，这被称为扩展是相当大的误解。
这一切前提还是他的引导正确，其中如果再有错误，那就更无从谈起了。
对于学习了电动力学的人，上面的讨论应该已经足够清楚了。
对没有学过的人再解释一下。
伽利略变换是牛顿力学中的坐标变换。 也就是说，如果两个参照系之间的相对运动速度为u，则一个物体在参照系1中的速度v和参照系2中的速度v ‘之间的关系为v’=v u。
例如，假设一列火车相对于地面每小时行驶100公里。 假设你在列车上相对于列车以5公里每小时的速度前进，两个速度朝着同一个方向，那么你相对于地面的速度就是105公里每小时。
这听起来完全是常识吧？ 但是，真正的重点是这个常识是错误的！ 准确地说，这个常识只有在低速运动的情况下才近似成立，低速的意思是远远低于光速。
如果接近光速呢？ 那时伽利略变换会引起严重的错误，但正确的速度关系是洛伦兹变换。 v’=(vu )/)/(1 uv/c^2)其中c是光速。
可以看出，当u和v都远远小于c时，洛伦兹变换与伽利略变换几乎相等。
但是，当u或v接近c时，两者的差异会变大。
例如，如果取u和v的话也会变成c/2。 也就是说，a相对于b以一半的光速移动，b也相对于c以一半的光速移动。 那么，a相对于c的速度是多少？ 通过伽利略变换得到的是光速，而通过洛伦兹变换得到的是1/21/2(/1(1/2) ^2) c=1/)5/4) c=)4/5) c！ 经常被问到的是，如果两个人相向而行，每个人相对于地面的速度是c/2，那么他们之间的相对速度是C吗？ 明白了吧。 答案是(4/5) c。
另外，如果取v=c，则可知无论u是多少，v ‘都等于c。
由于分子为c u，分母为1 u/c，所以将它们相除总是得到C。
这表明光对任何参照系的速度都是c。
另外，可以看出无论u和v如何取值，v ‘都不会超过c。
例如，如果u=v=(2/3) c，则在伽利略变换中得到v )=)4/3) c，而在洛伦兹变换中得到v )=)2/32/3 )/1 )2) c=)4/3)/(13/9 )
经常有人以为，当两个人以(2/3) c的速度相向而行时，他们之间的相对速度会超过光速，现在你明白这是错误的吧？ 你可能会想，洛伦兹变换如此违背直觉，为什么要相信它？ 答案是得到了实验的支持。
实际上考虑了洛伦兹变换是因为麦克斯韦方程满足洛伦兹变换，而不满足伽利略变换。
也就是说，电动力学和牛顿力学之间出现了明显的矛盾。
我应该相信哪个？ 这只能依靠实验性的判决。
100多年来，无数实验证明，洛伦兹变换才是正确的。
其实，这就是狭义相对论的基本思想，物理定律应该在洛伦兹变换而不是伽利略变换中保持不变。
麦克斯韦方程自然满足相对论，而牛顿力学不满足相对论。
爱因斯坦所做的，是按照相对论的要求改造了力学。
现在大家都明白了吗？ 用麦克斯韦方程谈伽利略变换，因为天然的是近似的，所以这不适合称为展开。
最后，我引用香港科技大学物理系讲座教授戴希的评论。 科学之路艰难，人则神则犯错误。 这本来就不是什么。 真正令人揪心的，是巨大的中科院纳米能源所，为什么没人能注意他？ 在这样大摇大摆地推向公共媒体之前，科学院内部为什么不征求院内相关机构，比如理论物理研究所和物理研究所的专家们的意见呢？ 没有有效的纠错机制，如何保证国家每年大量投入的科研基金得到充分利用？ 这些问题值得科学院管理层深思。