电磁场理论是电工学科的理论基础。电工所每一研究室的学科方向莫不与电磁场有关；电工所每一位研究工作者在他的研究进程中莫不时时面对有关的电磁场问题；电工所的每一重大研究成果也都含有电磁场的影子！

电工学科的进步和发展除受电工新技术的出现的推动以外，电、磁新材料的出现也是电工学科前进的动力。上世纪80年代出现的钕铁硼永磁在电工学科的湖面上投下了一块石头，激起了一阵波澜！

我很幸运，受所里前辈的指导、呵护，也赶上了“四清”以后所里学术方向和课题调整的机缘，大体从上世纪70年代开始，就在上述两个学术方向上做工作，直到现在。

电磁场的学术内容是非常宽广的，我所学和用的只是其中的一角：电磁场数值计算及其应用。

一 次偶然的机会，我看到了一套“增量运动会议论文集”，里面有一篇文章谈的是电机电磁场的“有限元”计算，它叙述了如何在一种电机的设计阶段，就借助“有限 元”算出在既给条件（电机各部形状、尺寸、材料）下电机各个断面上的磁场分布！据此，电机的参数和性能就可以准确确定。倘若参数和性能未达设计要求，可以 非常便利地改动设计中的电机的各部形状、尺寸、材料反复重算，直到满意为止！我当时非常惊讶，我想，我们搞电机的，成天就是研究电机的定子磁场和转子磁场 之间的相互作用，如果任何一种电机在未做出之前，就能事先在电脑上完成仿真（那个年代电脑仿真一词还很少有人用到！）就可以避免很多的物理模型方面的工 作，研发电机便可以做到又快又好又省！这就是技术突破啊！

那 么，什么是有限元？前面我看到的那篇文章的评阅人是这样说的：“它好像一阵清风吹进了（应用数学）已长满了蛛网的房间。”的确，有限元是计算数学中的一朵 奇葩！它在国外，起源于航空、航天工程中处理力学问题的需要；在国内，它起源于水利工程中处理筑坝问题的需要。它以电脑为依托，用一种系统化的逻辑求出各 类偏微分方程定解问题的解。技术科学中的问题，必然性的，表达为微分方程定解问题；或然性的，表达为概率问题。有了“有限元”，必然性的问题就有了强有力 的解决手段了，所以，“有限元”一出现，很快就在广泛的科学和工程领域里应用开来。就在我刚接触它的时候（1970年稍后），有关它的国际会议就开过了一百多次，有关的论文已逾万篇（冯康先 生语）！电磁场的经典理论都由麦克斯韦方程组总结在案，那就是一套偏微分方程组。结合到电机的实际问题时，由于电机几何形状极为复杂，铁磁材料又严重地非 线性，所以麦克斯韦方程在电机中的应用往往只到写出定解问题为止，求解是办不到的；可对于“有限元”，这恰是发挥威风之所在，太适合不过了！这些背景激励 了我，从那时起，一直到我已然退休了九年的现在，一门心思学、用“有限元”，无怨无悔！

“有限元”最初是从力学问题的绗架分析发展起来的，是工程师们的事情，数学家后来才介入，才把它开拓为一套解决连续媒质中的数理问题的系统化方法，这才能用于麦克斯韦方程定解问题的求解。在1970年代，学习“有限元”能拿到手的首先是力学方面的文献，然后再看电磁方面的材料，数学方面的材料，难度很大。对于数学本来就不好的我，难度就更大。可是，我有一位很好的前辈周荣综先 生，当时我是他的部下，协助他搞永磁伺服电机。他为人宽厚，对于我在任务间隙研读与在研课题暂时无关的材料毫不阻拦，只要你钻研的是业务，就容许，就呵 护！！！在那个讲究“红、专”的年代，过多地沉迷于业务是不行的，他的呵护对我当然就很重要！就是在这个“安乐窝”里，我学实变函数、泛函分析、变分、计 算数学、编程、语言。。。。。。，打下了我搞有限元的基础。

也正是周先 生，他在韩朔副所长的支持下接到了研制我国首台永磁磁共振成象磁体的课题，那是一台气隙达半米的二极磁体，工作区域内场的空间不均匀度必须低于十万分之 一、二、三！此前的磁场问题，圈内都靠所谓磁路技术来解决磁计算问题，特别是学电机的人，磁计算中面对的气隙都只有零点几毫米，最多也超不过二十毫米，对于接下气隙达半米的任务，则非求解相应的麦克斯韦方程定解问题不可！于是，我搞的“有限元”第一次有了重要的用途。记得当时是周先生不断提出磁体构成方案，我则一一地用自编的“有限元”程序计算场分布。一天，得到了下面这张图，先生和我几呼同时兴奋地说：“这方案恐怕行！”

直到去年，永磁材料和应用的国际会议上仍将上述磁体构成方式作为经典方式之一印在文集中。这是周先生的成就和光荣，我的“有限元”学、用成绩也在实战中考了60分！

2004年，丁肇中先生要做AMS磁体，要我们提方案，我和杜玉梅副研究员准备了方案，其中，也用了我的“有限元”软件。

1970-1980年间，国内个人电脑还不多，性能也很差，多亏了华元涛研究员帮忙为我添置了TRS-80微机。那是一台八位机，无硬盘，只有64K个八位内存！要在这样的微机上做有限元计算是一种笑话。但是逼上梁山呀，我搞了一种改进的波前算法，居然可以算3000节点的题目！这情况受到了电机电磁场权威汤蕴璆教授的鼓励，叫我做国际电磁场计算会议中国联络办公室的副主任，协助他在北京举办了一次电磁场国际会议，这在中国是首次。我所的刘成相先生是会议秘书长，为会议成功举办立下了汗马功劳。

电 磁场技术在电工学科里的重要性是大家都知道的，因此，上述工作并不是我的个人兴趣和个人奋斗，所领导也很关注和支持。有一天，我正在一台绘图仪上输出我的 有限元计算结果，突然身后一个声音说道：“你就是要这么一套硬件就够你开展工作吗？”那是不知道何时站在我身后的已故老所长杨昌祺先生！结果，第二天副所长申世民先生就批钱帮我购置了那时候最好的个人电脑和平板式绘图仪！

又 是一次，韩朔副所长在路上碰见我，对我说：“小夏！我们电工所光招研究生，却没人到研究生院去开课，你去讲‘有限元’吧！”我真是受宠若惊！当时，全国恢 复成批招收研究生不久，我院首批到玉泉路研究生院去开课的人是严济慈、钱学森他们！我是何人，也敢在两、三年之后去步他们的后尘！？后来，我还是去了，勉 为其难，十分紧张而辛苦，但收获巨大！

 

前面说到的刘成相先生，他是所业务处长，他主动地把我的改进的波前法论文拿到清华请人评价，成就了我的一个理论成果，奖项只在所里有效，很低，但作为搞技术科学的我，能在基础科学的范围内得到一星鼓励，是很受鼓舞的。

我在电磁场方面的工作情况大体就是这样。当年，我不懂得怎样申请项目，资历也不够，但是，我得到所领导和老一辈科学家的鼓励、帮助和呵护，作成了一点事情，回想起来，感到温暖、幸福。“我是在电工所成长起来的！”对我而言，这不是一句空话和套话！

我国的稀土资源占世界六成，是稀土永磁钕铁硼的发明国之一，目前钕铁硼产量世界第一！如何用好我国的国宝资源？从国家战略发展和国家安全高度考虑，我们应该开展那些工作！什么是将钕铁硼从资源优势提升为经济优势的最好载体？

在 我研究生涯的后期，上面这几句话一直萦绕在我心头。首先，我注意到我国大学里没有永磁应用专业，搞永磁应用的都是从材料、机械、电机、测量等专业转过来 的，各自应用自己母体学科里的学术工具进行工作，水平良莠不齐。磁和电不同，不能绝缘，求解场分布是家常便饭。所以我认为搞好磁应用要推动学科建设，在大 学里开设相应的专业，从培养人才和提高学术水平入手。其次，我认为永磁磁共振成像系统是提升钕铁硼的资源优势至经济优势的最好载体之一。首先，永磁MRI 中国大量需要，又符合中国的国情；其次，每台磁体需磁材2-4吨，转化快；再就是MRI 是二十世纪基础科学、技术科学、工程科学完美结合的典范，集中了当前技术成就的前沿，学科和产业带动力强；还有就是社会效益好，保守地说，每年全世界有六千万以上病人接受它的服务；中国在这方面有基础。