场

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[外文]：field

物质存在的一种基本形态。如电磁场、引力场和各种基本粒子场。

物理学中关于场的概念源于对物理量在空间上的连续分布的描述。在牛顿力学(见I.牛顿)发展过程中，作为计算力的方法而引入的势的概念就蕴含有场的思想。物理场的概念是在电磁场理论和引力场理论中确立起来的，用以表示与分立的物质粒子对立的、连续分布的物质。量子场论建立之后，无论是物质粒子还是物质场，都由场方程描述，场的概念得到了深化。

19世纪30年代，M.法拉第用电磁“力线”的术语模糊地表达了电磁场的概念。在J.C.麦克斯韦的电磁场理论中，电磁场还不是作为独立的物理实在，而只是作为电磁现象载体的机械以太的物理状态用数学描述的。测量地球相对于以太运动的种种实验的失败，使以太的存在受到怀疑。1905年，A.爱因斯坦提出狭义相对论，从理论上否弃了以太存在的必要性，电磁场才代替以太取得了作为独立的物理实在的地位。1915年，爱因斯坦完成了相对论的引力理论──广义相对论，在这个理论中引力场是作为物理实在被描述的。其后，爱因斯坦曾致力于建立统一的物理场理论，一方面试图把引力和电磁力在逻辑上统一起来，另一方面试图把物质粒子归结为场的奇点，从而实现物质粒子和场的统一描述。然而，这两方面的艰苦努力一直未取得预期的结果。

在量子场论中，各种物质粒子和场都是由量子场描述的，基本粒子间的相互作用是相应的场的耦合，场的激发则呈现粒子特征。这样，量子场论就在物质粒子和物质场之间建立了逻辑关系。量子场论导致寻求基本相互作用的统一，也就是寻求统一的场。这种努力已经在弱相互作用和电磁相互作用的统一上获得成功，但进一步的统一尚面临着巨大的实验上和理论上的困难。

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