迦納歷史
[拼音]:chang
[英文]:field
物質存在的一種基本形態。如電磁場、引力場和各種基本粒子場。
物理學中關於場的概念源於對物理量在空間上的連續分佈的描述。在牛頓力學(見I.牛頓)發展過程中,作為計算力的方法而引入的勢的概念就蘊含有場的思想。物理場的概念是在電磁場理論和引力場理論中確立起來的,用以表示與分立的物質粒子對立的、連續分佈的物質。量子場論建立之後,無論是物質粒子還是物質場,都由場方程描述,場的概念得到了深化。
19世紀30年代,M.法拉第用電磁“力線”的術語模糊地表達了電磁場的概念。在J.C.麥克斯韋的電磁場理論中,電磁場還不是作為獨立的物理實在,而只是作為電磁現象載體的機械以太的物理狀態用數學描述的。測量地球相對於以太運動的種種實驗的失敗,使以太的存在受到懷疑。1905年,A.愛因斯坦提出狹義相對論,從理論上否棄了以太存在的必要性,電磁場才代替以太取得了作為獨立的物理實在的地位。1915年,愛因斯坦完成了相對論的引力理論──廣義相對論,在這個理論中引力場是作為物理實在被描述的。其後,愛因斯坦曾致力於建立統一的物理場理論,一方面試圖把引力和電磁力在邏輯上統一起來,另一方面試圖把物質粒子歸結為場的奇點,從而實現物質粒子和場的統一描述。然而,這兩方面的艱苦努力一直未取得預期的結果。
在量子場論中,各種物質粒子和場都是由量子場描述的,基本粒子間的相互作用是相應的場的耦合,場的激發則呈現粒子特徵。這樣,量子場論就在物質粒子和物質場之間建立了邏輯關係。量子場論導致尋求基本相互作用的統一,也就是尋求統一的場。這種努力已經在弱相互作用和電磁相互作用的統一上獲得成功,但進一步的統一尚面臨著巨大的實驗上和理論上的困難。