引力场 重力场 电场 电磁场
场指物体在空间中的分布情况.场是用空间位置函数来表征的.在物理学中,经常要研究某种物理量在空间的分布和变化规律.如果物理量是标量,那么空间每一点都对应着该物理的一个确定数值,则称此空间为标量场.如电势场、温度场等.如果物理量是矢量,那么空间每一点都存在着它的大小和方向,则称此空间为矢量场.如电场、速度场等.
铁屑指示出的u型磁铁磁感线分布
场是一种特殊物质,看不见摸不着,但它确实存在.比如引力场、磁场等等.爱因斯坦在狭义相对论中否定以太的存在,但广义相对论的建立体现了爱因斯坦思想的明显改变.他指出:广义相对论“是一种场论”,“如果用常数代替那些描述广义相对论以太的函数,同时不考虑任何决定以太的原因,那么广义相对论以太就可以在想象中变为洛仑兹以太.”爱因斯坦甚至试图把各种场统一起来,形成一种完美无瑕的理论.场是物质存在的一种基本形式.这种形式的主要特征在于场是弥散于全空间的.
在物理里,场是一个以时空为变量的物理量.场可以分为标量场、矢量场和张量场三种,依据场在时空中每一点的值是标量、矢量还是张量而定.例如,经典重力场是一个矢量场:标示重力场在时空中每一个的值需要三个量,此即为重力场在每一点的重力场矢量分量.更进一步地,在每一范畴(标量、矢量、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.
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,因此地球的重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.“场占有空间.场含有能量.场的存在排除了真正的真空.”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”
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.那在第二个电荷移动前,动量在哪里呢?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.