场 (物理)
以时空为变数的物理量 / 维基百科,自由的 encyclopedia
在物理里,场(英语:Field)是一个以时空为变数的物理量。空间中弥漫着的基本相互作用被命名为“场”。[1]场可以分为标量场、向量场和张量场等,依据场在时空中每一点的值是标量、向量还是张量而定。例如,经典重力场是一个向量场:标示引力场在时空中每一个的值需要三个量,此即为引力场在每一点的引力场向量分量。更进一步地,在每一范畴(标量、向量、张量)之中,场还可以分为“经典场”和“量子场”两种,依据场的值是数字或量子算符而定。
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场被认为是延伸至整个空间的,但实际上,每一个已知的场在够远的距离下,都会缩减至无法量测的程度。例如,在牛顿万有引力定律里,重力场的强度是和距离平方成反比的,因此地球的引力场会随着距离很快地变得不可测得(在宇宙的尺度之下)。
定义场是一个“空间里的数”,这不应该减损场在物理上所有的真实性(如定义“质量”为秤上的数字)。“场占有空间。场含有能量、动量。场的存在排除了真正的真空。”[2]真空中没有物质,但并不是没有场的。场形成了一个“空间的状态”[3]
当一个电荷移动时,另一个电荷并不会立刻感应到。第一个电荷会感应到一个反作用力,并获得动量,但第二个电荷则没有感应,直到第一个电荷移动的影响以光速传递到第二个电荷那里,并给予其动量之后。场的存在解决了关于第二个电荷移动前,动量存在在哪里的问题。因为依据动量守恒定律,动量必存在于某处。物理学家认为动量应该存在于场之中。如此的认定让物理学家们相信电磁场是真实的存在,使得场的概念成为整个现代物理的范式。