物理學中的場到底是什麼?

時間 2021-05-11 17:27:57

1樓:日月麗天

物理學中的場沒有進行嚴格定義……場這個概念應該是法拉第在研究電磁感應時為了方便而提出來的,後人為了方便就沿用了場這個概念。但是,幾乎很少有人會講清楚場的本質與物理機制……

物理學中的場概念就好像易經中的陰陽、五行、八卦一樣,無處不在但卻又根本講不清楚,這就變成了玄學!!

2樓:鑫哥解密

起初,「場」的概念讓我們了解了,在乙個空間內的兩質量或兩電荷,他們之間是怎麼交流的。但是,隨著科學的進步,場的意義也在不斷的演變和更新。到了現在,目前科學界兩大擎天支柱,乙個是量子力學,乙個是廣義相對論。

從廣義相對論上看,場是能傳遞能量的,就像聲波的傳遞。然後我們再慢慢轉換視角到狹義相對論中,E等於mc的平方,說明既然能量傳遞了出去,代表著質量也被傳遞出去了。我們接著變換視角到量子力學,當我們把電磁波或者電磁場分解到無法再分解,最後我們得到的就是光量子。

那電磁場的本質就是光量子,是個基本粒子,是物質。當我們以目前最前沿的科學視角來看,當在乙個電磁場或者引力場中出現了乙個波動,這說明了乙個個基本粒子的出現和湮滅。這就是為什麼我們大學裡的教科書中會說:

「場」是物質存在的一種形式,他與實物一樣,具有能量,質量和動量。那鑫哥舉個栗子,當你拿著手機時,當你移動手機時,從微觀量子角度來看,你並沒有接觸到手機這個物質本身,我們感受到的所有一切都是源自於電磁場,還有場產生的電磁力。不理解這句話的可以看鑫哥之前解說的那期《你認知的世界其實是假的,並不是世界的本來樣子》。

那教科書中那句話的本質是什麼呢?

那就是:物質才是我們假想出來的東西,而場才是我們認知的本源。重要的事情說三遍:

物質才是我們假想出來的東西,而場才是我們認知的本源。物質才是我們假想出來的東西,而場才是我們認知的本源。

3樓:

你的確沒有辦法看到場,但是你可以感覺到場,跳起在空中時的下墜感,靜電吸引汗毛的感覺,你可以用這種方式感覺到場。

如果你覺得這個東西沒有什麼「實在感」,那麼我覺得大概可以模擬一下魔法世界中遍布空氣中的「魔力」……吧。

不過如果你還是要問,這個東西「到底」是什麼……

那麼你現在正握在手裡的手機「到底」是什麼呢?你眼中所看到的,到底是這個手機本身,還是僅僅是來自它的光?只是憑這些光,你又怎麼能真的確定你眼前的東西真正的存在形式呢?

所以說,再追問下去是沒有意義的。如果你覺得上文的那個模擬讓你更能接受場的存在,那就夠了。

4樓:黑祭司

場是分布在空間(抽象空間)中的一種函式,指定乙個座標可以得到場量,對函式進行求導(偏導)等操作,會得到新的場函式,但是場量不一定是乙個可觀測的物理量,可能我們要進行積分,求導等等操作,才會得到可觀測量,因此是一種描述物理量的數學方法。

當我們說場是真實存在的物質時,有兩層意思,一層是上面所說的,它必須經由某種操作之後對應可觀測物理量,另一層意思是,場能夠通過方程在原本並無關聯的兩種可觀測量之間架起橋梁(例如電荷和磁強度)這時候我們就說場擁有的性質是不能被簡單替代的,它是真實的。

物理走向場論,還有乙個重要的原因:場論能夠摒棄超距作用,使得物理量的變化是連續的。

注意,量子場中可觀測量並不一定是連續的。物理量包含可觀測量場量不可觀測量

5樓:xiezhijie

場的意思應該是某個物理量在空間上的表示,比如乙個石頭的密度,你可以總質量比總體積,但是不夠精確,你可以描述石頭任意乙個位置的密度。所以場就是物理量是空間位置的函式。在通俗就是場的對立面是集總。

6樓:Aeroergy

經典力學裡就是流形上的物理量分布

最初在連續介質力學裡為了避免拉格朗日力學計算量太大的問題。這樣就從以前的無窮個常微分方程變成了偏微分方程組。

電磁場和引力場就是為了解決超距作用。這個時候已經沒有力這個概念了。

量子場論不懂。

可以認為場就是流形加偏微分運算元。

7樓:陳雪明

《物質原理綱要》揭示,場是氣體的存在形式,根據氣體運動情況,場可劃分為流動場和靜止場,比如引力場是流動場,偶極磁場是靜止場。

8樓:Youngler

Field 場,是 Faraday 提出的概念。他認為,電荷和磁體通過物質分布產生力作用,效果上主要是指施力能力分布。後來,任何物理量隨空間的分布,都叫做 Field 場。

現在場的物質性總是被忽略,只強調受力效果,強調物質性時可以用 Ether 以太概念。其實,以太就是引力場,引力場就是以太,只不過這 2 個名詞各有側重

9樓:melonsyk

「場」這個概念本身完全是數學的,講得裝逼一點就是某種纖維叢的截面。所以物理上並不只有這種概念的一種用法,而是在很多不同的語境下都可以使用這個概念。就像「維數」這個概念,物理中也是廣泛使用的,並不是只有「三維空間」「四維時空」這種用法。

所以題主你得講清楚你問的到底是物理裡的什麼場。雖然一般情況預設是量子理論中描述物質的量子場,但也是有溫度場、速度場這種概念的,它們大概是不會被量子化的。如果你問的是量子場,那麼它是一種對量子全同粒子的整體性描述,即同一種粒子的乙個母體一樣的概念,所有這種粒子都是這個母體產生的激發,這在解釋了粒子全同性的同時,給出了描述所有物質(包括費公尺子和玻色子)的相互作用的乙個統一框架,那就是基於量子場變數的路徑積分。

我覺得某種程度上可以認為是一種數學技巧,尤其是對費公尺場而言,因為它不可能有任何非0的經典值。

10樓:Monsoon

簡單來說,你在以「粒子」或者說「質點」的觀點來看待運動這個事情的時候,你的研究物件就是那個「質點」,它在運動。在單個粒子的情況下,場論看起來只是一種數學變換,沒有什麼深刻含義。

而以這種觀點來描述多體系統(這裡有一大堆「質點」)運動的話,這根本就是不可能的事情。於是我們換種思路,我們研究物件不再是粒子本身了,我們可以認為粒子的運動不過是在反映「場」的運動。這時候粒子不粒子已經沒有那麼重要了,我們甚至可以描述以能量形式運動的場,比如電磁場,引力場。

在這種情況下,粒子的產生和湮滅也很自然了,因為它們都是場的運動造成的。場大概就是抽象出來的乙個研究物件,讓我們可以擺脫「質點系」這個物件的缺陷。

至於場的數學意義,你參考很多場論的書籍就可以見到。

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