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{{Distinguish|場論}}
{{NoteTA|G1=Physics}}
{{expert|subject=物理}}
{{Expand English}}
[[File:Field-illustrations-add-magnitude.png|thumb|兩個有相同電量的粒子所形成的電場強度，越亮的區域表示強度越強。]]
[[File:Field-illustrations-sub-magnitude.png|thumb|相反電性的兩個粒子]]
在[[物理]]裡，'''場'''（{{lang-en|Field}}）是一個以[[時空]]為變數的[[物理量]]。[[空间]]中弥漫着的[[基本相互作用]]被[[命名]]为“场”。<ref name=Gribbin>
{{cite book |author=John Gribbin|title=Q is for Quantum: Particle Physics from A to Z|publisher=Weidenfeld & Nicolson|location=London|year=1998|isbn=0297817523|page=138}}</ref>場可以分為[[純量場]]、[[向量場]]和[[張量場]]等，依據場在時空中每一點的值是[[标量 (物理学)|純量]]、[[向量]]還是[[張量]]而定。例如，[[牛頓萬有引力定律|古典]][[重力場]]是一個向量場：標示[[引力場]]在時空中每一個的值需要三個量，此即為[[引力場]]在每一點的引力場[[向量]]分量。更進一步地，在每一[[範疇]]（[[标量 (物理学)|純量]]、[[向量]]、[[張量]]）之中，場還可以分為「[[古典場]]」和「[[量子場]]」兩種，依據場的值是[[數字]]或[[算符 (物理學)|量子算符]]而定。

場被認為是延伸至整個[[空間]]的，但實際上，每一個已知的場在夠遠的距離下，都會縮減至無法量測的程度。例如，在[[牛頓萬有引力定律]]裡，重力場的強度是和距離平方成反比的，因此[[地球]]的[[引力]]場會隨著距離很快地變得不可測得（在宇宙的尺度之下）。

定義場是一個「空間裡的[[數]]」，這不應該減損場在物理上所有的真實性（如[[定义]]“[[质量]]”为[[秤]]上的[[数字]]）。「場佔有[[空間]]。場含有[[能量]]、[[动量]]。場的[[存在]]排除了真正的[[真空]]。」<ref name=Wheeler>
{{cite book |author=John Archibald Wheeler|title=Geons, Black Holes, and Quantum Foam: A Life in Physics.|url=https://archive.org/details/geonsblackholesq00whee|publisher=Norton|location=London|year=1998|page=[https://archive.org/details/geonsblackholesq00whee/page/163 163]}}
</ref>[[真空]]中沒有[[物質]]，但並不是沒有場的。場形成了一個「[[空間]]的[[物理系统|狀態]]」<ref name=Feynman>{{cite book |author=Richard P. Feynman|title=Feynman's Lectures on Physics, Volume 1.|publisher=Caltech| year=1963 |page=2-4}}，因此當我們在場內放入一個粒子，這個粒子會感覺到力。</ref>

當一個[[電荷]]移動時，另一個電荷並不會立刻感應到。第一個電荷會感應到一個[[反作用力]]，並獲得[[動量]]，但第二個電荷則沒有感應，直到第一個電荷移動的影響以[[光速]]傳遞到第二個電荷那裡，並給予其動量之後。場的存在解決了關於第二個電荷移動前，動量存在在哪裡的問題。因為依據[[動量守恆定律]]，動量必存在於某處。[[物理]]學家認為[[動量]]應該[[存在]]於場之中。如此的認定讓物理學家們相信[[電磁場]]是真實的存在，使得場的[[概念]]成為整個現代物理的[[範式]]。

== 歷史 ==
[[艾薩克·牛頓]]在他的[[萬有引力定律]]簡單地把引力定義為由於[[質量]]引起的，施加于一對物體的力。當涉及到多個物體互相影響的系統，比如[[太陽系]]，原先的[[定義]]就不方便並且有侷限性了。在18世紀，一個新的概念提出來用來簡化這些一對對的[[引力]]。這就是[[引力场]]，在這個場的空間上的任何一單位質量都會受到那個點所有的[[引力]]。這個理論並不是對物理[[規律]]的顛覆，而是簡化了運算。當計算一個點上的總重力時，不管是考慮一對對重力，并把它們加起來；或是先把整個引力場計算出來，再算出哪一點上受到的力，兩者是等價的。

== 經典場 ==
{{Main|經典場論}}
經典場論仍然適用于非量子尺度的空間，依舊在科學研究中處於主流。材料的[[彈性 (物理學)|彈性]]、[[流體力學]]以及[[麥克斯韋方程]]都是與此理論相關的例子。最簡單的場是[[力場]]。歷史上，場之一概念第一次被認可是[[法拉第]]用[[力線]]描述[[電場]]。隨後重力場的概念也用相似的方式提出。

=== 牛頓重力場 ===
[[File:Newtonian gravity field (physics).svg|thumb|upright|在牛頓體系中，質量是重力場的起源]]
用來描述兩個有質量的物體的吸引力的經典場論源于牛頓万有引力定律。

=== 電磁場 ===
{{Main|电磁学}}
[[迈克尔·法拉第]]在他研究磁学时最先意识到场作为一个物理量的重要性。他发现[[电场]]和[[磁场]]并非唯一能支配粒子运动的力场，但它们也具有独立的物理实在性，因为它们可以携带[[能量]]。

这些想法最终使[[詹姆斯·克拉克·麦克斯韦]]通过[[电磁场]]的方程组建立了[[物理学]]中第一个统一的[[场论]]。这一方程组的现代形式被称为[[麦克斯韦方程组]]。
==== 静电场 ====
{{Main|静电学}}
一个带电荷q的检验粒子在静电场中会受到一个大小-{只}-与q有关的力F的作用。我们可以这样描述电场E：F=qE。通过这一关系和库仑定律，我们可以得到，点电荷周围的电场为：
:<math>\mathbf{E} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}\frac{q}{r^2}\hat{\mathbf{r}}.</math>
静电场是[[保守向量场|保守场]]，因此可以用一个[[标量势]]函数V('''r''')来描述：
:<math> \mathbf{E}(\mathbf{r}) = -\nabla V(\mathbf{r}).</math>

==== 静磁场 ====
{{Main|静磁学}}

==== 电动力学 ====
{{Main|电动力学}}

=== 广义相对论所描述的引力场 ===
{{Main|广义相对论}}

== 量子場 ==
{{Main|量子场论}}
== 場論 ==
=== 對稱性 ===
{{Main|对称性 (物理学)}}
====時空對稱 ====
{{Main|对称性 (物理学)}}

== 相关领域 ==
* [[古典場論]]
* [[强场物理]]
* [[量子场论|场论]]（[[量子力学]]）
** [[量子场论]]
** [[统一场论]]（[[阿尔伯特·爱因斯坦|爱因斯坦]]）
* [[电磁场]]
** [[电场]]
** [[磁场]]
* [[能量场]]
* [[引力场]]

== 参见 ==
* [[心理场论]]
* [[统计场论]]

== 参考文献 ==
{{Reflist|30em}}

{{-}}
{{自然的组成}}
{{量子场论}}
{{Authority control}}

[[Category:数学物理|C]]
[[Category:場論| ]]