《物理学中场的概念是什么》

　　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学的范式。下面是小编给大家整理的物理学中场的概念简介，希望能帮到大家!

　　物理学中场的概念

　　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量的一个确定数值，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。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。

　　场的物理性质

　　场的物理性质可以用一些定义在全空间的量描述〔例如电磁场的性质可以用电场强度和磁场强度或用一个三维矢量势A(X,t)和一个标量势(X,t)描述〕。这些场量是空间坐标和时间的函数,它们随时间的变化描述场的运动。空间不同点的场量可以看作是互相独立的动力学变量，因此场是具有连续无穷维自由度的系统。场论是关于场的性质、相互作用和运动规律的理论。量子场论则是在量子物理学基础上建立和发展的场论，即把量子力学原理应用于场，把场看作无穷维自由度的力学系统实现其量子化而建立的理论。量子场论是粒子物理学的基础理论并被广泛地应用于统计物理、核理论和凝聚态理论等近代物理学的许多分支。

　　场是物质存在的空间。表现为物质时空环境中各种因素的相互作用。由爱因斯坦首先提出。实物和场是物质的两种基本形态，这个观点是由苏联学者提出来的，是对爱因斯坦的论断加以改造的结果。空间之所以并非虚空，是由于有场存在。场不同于物质，但也是一种实在。爱因斯坦的论断在表述上与马克思主义哲学不相容，由于物质有实物和场两种基本形态，出现了“场是物质的一种基本形态”的说法。但场不是物质，场是物质发生作用的范围。在日常语言中“场”原是指场所、活动地、区域，这是一个空间用词。“场”论所追求的是四种力(引力、电磁力、弱力、强力)或四种相互作用(引力作用、电磁作用、弱相互作用、强相互作用)的统一，“场”的实际内容是一定范围内的物理作用。实物和场是不可分割地相互联系而存在的。在当代社会科学中，大量引用”场”论的观点探索事物与环境的关系，出现了“心理场”、“审美场”、“舆论场”等社会科学观点。

　　场的属性

　　场的一个重要属性是它占有一个空间，它把物理状态作为空间和时间的函数来描述。而且，在此空间区域中，除了有限个点或某些表面外，场函数是处处连续的。若物理状态与时间无关，则为静态场，反之，则为动态场或时变场。

　　物质存在的基本形态之一。例如，天地之间的相互吸引是借助于物质之间的引力场，光线和无线电的传播要借助于电磁场。场存在于相互作用的物质之间的空间。对场的认识和场概念的确立，反映了人类对物质世界认识和利用能力的提高，是对物质观的丰富和更新。比如对带电体之间相互作用的认识，长期以来一直认为是一种超距作用，即一个带电体对另一个带电体的作用是直接给予的，不需要中间物质传递，也不需要时间。到19世纪初，科学家发现了带电体周围的空间具有特殊性，形成了电场概念，明确了一个带电体对另一个带电体的作用是通过电场进行的。以后的进一步研究，发现电场也是有能量、动量、质量和速度的，并逐步形成了电磁场理论。电磁场的研究和电磁波的利用把人类带进了信息时代，而对引力场的研究则为人类遨游太空提供了理论基础。