導讀：本章摘自獨立學者靈遁者量子力學科普書籍《見微知著》。此文旨在幫助大家認識我們身處的世界。世界是确定的，但世界的确定性不是我們能把我的。

借着回答網友的提問，為大家科普一下場的概念，場的作用，場的形式。

場的定義是這樣的：在物理裡，場（英語：Field）是一個以時空為變數的物理量。場可以分為标量場、矢量場和張量場等，依據場在時空中每一點的值是标量、矢量還是張量而定。

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例如，經典重力場是一個矢量場：标示重力場在時空中每一個的值需要三個量，此即為重力場在每一點的重力場矢量分量。更進一步地，在每一範疇（标量、矢量、張量）之中，場還可以分為“經典場”和“量子場”兩種，依據場的值是數字或量子算符而定。但兩者之間，其實沒有明确的界限。這一點在本書中多次有提及。

以引力場為例，地球上的每個點都受到引力的作用，方向指向地心，它們既有大小又有方向。張量場的例子包括連續介質力學中的應力場和形變場，或者廣義相對論中的應力能張量場。

在粒子物理學中，自旋為s的粒子由2s維旋量場描述，其中s是一個整數或半整數。例如，費米子是由旋量場描述。

場被認為是延伸至整個空間的，具有廣域性。但實際上，每一個已知的場在夠遠的距離下，都會縮減至無法量測的程度。上面引力場就是案例，漸進自由也是。

定義場是一個“空間裡的數”，這不應該減損場在物理上所有的真實性。“場占有空間。場含有能量、動量。場的存在排除了真正的真空。”

真空中沒有物質，但并不是沒有場的。場形成了一個“空間的狀态”

各位這一點非常非常重要。宇宙中充實着各種場，就證明了真空不空。當然真空不空的證明，還有很多，前面的章節也有詳解，在此不再重複。

以電磁學為例來講：當一個電荷移動時，另一個電荷并不會立刻感應到。第一個電荷會感應到一個反作用力，并獲得動量，但第二個電荷則沒有感應，直到第一個電荷移動的影響以光速傳遞到第二個電荷那裡，并給予其動量之後才移動。所以場的存在解決了關于第二個電荷移動前，動量存在在哪裡的問題。

因為依據動量守恒定律，動量必存在于某處。物理學家認為動量應該存在于場之中。如此的認定讓物理學家們相信電磁場是真實的存在，使得場的概念成為整個現代物理的範式。

在物理學中，場是指每個點都受到力的作用的一種空間區域。現代物理學中場的概念最早由法拉第提出的，愛因斯坦對此大加贊賞。

在地球周圍的引力場中，物體會受到引力的作用而落到地上。在帶電體周圍的電場中，帶電粒子會受到庫侖力的作用而被吸引或排斥。在磁鐵周圍的磁場中，回形針，鐵屑會受到磁力而被拽向磁鐵。

場的強度，或者說某一特定區域的力的大小，可以用場線來表示。場線越靠近，在這一區域的作用力就越強。但場線是我們為了形象好理解而用的工具。

場指物體在空間中的分布情況。場是用空間位置函數來表征的。在物理學中，經常要研究某種物理量在空間的分布和變化規律。如果物理量是标量，那麼空間每一點都對應着該物理量的一個确定數值，則稱此空間為标量場。如電勢場、溫度場等。

如果物理量是矢量，那麼空間每一點都存在着它的大小和方向，則稱此空間為矢量場。如電場、速度場等。

場是一種特殊物質，看不見摸不着，但它确實存在。比如引力場、磁場等等。愛因斯坦在狹義相對論中否定以太的存在，但廣義相對論的建立體現了愛因斯坦思想的明顯改變。他指出：廣義相對論“是一種場論”，“如果用常數代替那些描述廣義相對論以太的函數，同時不考慮任何決定以太的原因，那麼廣義相對論以太就可以在想象中變為洛侖茲以太。”愛因斯坦甚至試圖把各種場統一起來，形成一種完美無瑕的理論。場是物質存在的一種基本形式。這種形式的主要特征在于場是彌散于全空間的。

場的一個重要屬性是它占有空間，是物質存在的表現形式，它把物理狀态作為空間和時間的函數來描述。而且，在此空間區域中，除了有限個點或某些表面外，場函數是處處連續的。若物理狀态與時間無關，則為靜态場，反之，則為動态場或時變場。

物質存在的基本形态之一。例如，天地之間的相互吸引是借助于物質之間的引力場，光線和無線電的傳播要借助于電磁場。場存在于相互作用的物質之間的空間。

對場的認識和場概念的确立，反映了人類對物質世界認識和利用能力的提高，是對物質觀的豐富和更新。比如對帶電體之間相互作用的認識，長期以來一直認為是一種超距作用，即一個帶電體對另一個帶電體的作用是直接給予的，不需要中間物質傳遞，也不需要時間。

到19世紀初，科學家發現了帶電體周圍的空間具有特殊性，形成了電場概念，明确了一個帶電體對另一個帶電體的作用是通過電場進行的。以後的進一步研究，發現電場也是有能量、動量、質量和速度的，并逐步形成了電磁場理論。電磁場的研究和電磁波的利用把人類帶進了信息時代，而對引力場的研究則為人類遨遊太空提供了理論基礎。

現在物理是經典物理，還是量子物理，有很多場論理論。給大家說幾個。電磁場，靜電場，靜磁場，引力場，楊——米爾斯場，希格斯場等等。

其中我在《變化》讨論過引力與電磁場的關系，上一章還讨論了引力場和希格斯場之間的關系，感興趣的可以去看一下。

摘自獨立學者靈遁者量子力學書籍《見微知著》

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