海归学者发起的公益学术平台
分享信息，整合资源
交流学术，偶尔风月

文章插图
无 题
日行一步当千里，
日撰一行作箴言 。
夜罔冰心勤画月，
夜藏拙笔苦为先 。
1.引子
宋代李之仪有诗云：“我住长江头，君住长江尾 。日日思君不见君，共饮长江水” 。将基础探索与技术应用喻为居于江头和江尾的学科，还算贴切，虽然一定有牵强附会之感 。长江源头不过几条冰冻小溪，自下一路万里 。这一过程不断有新的形态、组分、委婉弯曲、跌宕起伏，这些汇聚成流、合拢成河，到了下游即成涛涛大江 。江河虽浩瀚，只是我们能够从中取之来用的当是少数，绝大部分都浩浩荡荡注入大海，在那里荡涤与沉淀 。那些取之来用的也都经过层层加工净化、去粕取精，方成功用，以造福于我们 。
科学研究的成果绝大多数也如长江溪水，如发现、概念、预言与归纳总结，除了增长知识和理解外，大多并无真实用处 。很多见诸高端的发现与设想，经长时间尝试与反复，能不能付诸应用其实很难预料，或者说很容易预料却并无付诸应用的价值 。这是严苛的现实，任凭那些伟大学者们使尽浑身解数也还是趋之若无 。我们公号所宣扬的绝大部分成果虽也展示了应用前景，但多数很可能是昙花一现而已 。我们从来不在文章中声称某某成果具有伟大意义或应用前景光明 。诚然，这些成果，如果实事求是地展示其内涵与外延，当然有一些意义 。
本文展示一段长江源头小溪汇入下游江涛的故事 。故事的主角很希望能够灌溉大地、造福桑梓，但经过层层取舍，依然面临严峻挑战 。那种欲罢不能的感受其实有些令人伤感，虽然过程也有激动与涟漪 。这一技术途径能不能走向真正应用，其实还没有最终答案！
2.磁电耦合
电和磁是物理的核心主题之一 。数百年科学历程，使得电和磁各自有了自己的领地与归属 。大学电磁学中，电与磁相对独立、各自成篇 。直到电磁感应和电磁波章节到来，电与磁才彼此联系在一起 。在经典电磁学中，电磁感应与电磁波都是含时的动力学过程 。如果在空间上局限于介观和宏观尺度、时间上局限于(准)静态，磁电静态相互作用区域实际上是一块荒芜之地，经典物理学于其中并无任何可收获的耕种 。要说明这一点，最简单的表达是图1 所示的麦克斯韦方程组 。如果只考虑静态，电场E 和磁感强度B 无关，电位移D (极化P ) 与磁场H (磁矩M ) 也无关，电与磁唯一相关的是磁场H 需要静态电流j0 来激发 。



文章插图
图1. 真空中的麦克斯韦方程组积分、微分表述式 。方程组各符号的意义不言自明 。其中，右首是准静态条件下的方程组表达式，电磁物理量之间并无关联 。
我们都很清楚，当物理学科中两类物理并行不悖时，学科交叉作为一种失稳效应一定会波及左右，将它们耦合起来 。电磁波是展示这一耦合千年一遇的范例，它将电场与磁场有机联系，构成了今天花花世界的基石之一 。可以想象，在电磁学发展初期，那些伟人们一定反复尝试过静态条件下的磁电耦合，只不过于失败中淘汰、收敛与提炼，最终归于电磁感应这一动力学过程 。静态条件下的磁电耦合作为一个未决之问题，免不了还是要经常被物理人翻出来炒一炒、从不同角度和深度来说一说 。
鉴于磁电效应过于宽泛繁杂，为了描述问题简化方便，本文不失一般性，将要讨论的主题局限于：(1) 静态或准静态条件下；(2) 铁电极化 P 与自发磁矩 M 的耦合 。当然，与 P 和 M密切关联的物理量之间耦合也属于这一范畴 。我们将这些耦合统称之为磁电耦合 。
现在知道，朗道也许很尊敬麦克斯韦，但任何让朗道循规蹈矩的企图都是无用的 。尽管麦克斯韦谆谆教导，朗道和他的学生们还是另起炉灶，从对称性和唯象理论角度去猜测与理解磁电耦合问题 [可参见董帅等的文章：

• 男女有别是指什么有不同（男女有别16条）
• 症状|“胎毒”是什么？有必要去“胎毒”吗？
• 小米粥|进产房前最后一顿吃什么牢记“3吃3不吃”，避免产房内犯尴尬症
• 女性|“为生儿子打十几胎，终于儿女双全 ” 这些妈妈究竟中了什么毒？
• 标准|寒假给小吃货买什么？国内首个儿童零食标准，按这个来买就对了
• 恐婚的人是什么心理（不想结婚是什么心理）
• 养的膘（在家养膘什么意思）
• 姿势|新生儿睡觉时，为什么喜欢“双手举高高”宝妈看完就会恍然大悟
• 奇迹暖暖恋爱少女苏苏2（暖暖为什么姓苏_1）
• 郭美美微信（郭美美什么样）