一篇文章带你弄清高中物理最抽象的物质——“场”

在中学学习过程中，我们知道重力的存在。它使得抛出的物体能落回地面；使得人能安然地生活在地球上，本人不至于漂浮到外太空。

万有引力的存在使得天体之间互相吸引。月球之所以绕地球运动，地球等行星之所以绕太阳运动，都是因为天体之间存在着万有引力。

电荷之间相互吸引或者排斥，是因为有电场力的存在。磁体之间相互吸引和排斥，是因为有磁场力的存在。

电磁力，引力这些场力的存在非常让人疑惑。原因在于，力是物体之间的相互作用。像弹力，摩擦力，这些里的产生是物体之间确实相互接触。就像你要移动桌子上的水杯，一定要和它接触，如果没有任何接触怎么会产生里呢？那么像电荷之间，磁体之间，天体之间两个物体并没有相互接触，怎么会有力的产生？

高中物理解释说，他们通过一种特殊的物质接触，这种物质称为场。场存在的唯一作用就是提供力，各种场力。我们在研究场时，用辅助线去描述各种场（电场线，磁场线）；甚至可以结合物体的受力，来定量的比较场的大小。

但是场到底是一种什么物质？高中物理只是抱着一种工具主义者的态度，只要求知道物体的受力，场在空间中某点分布的强弱大小，就可以了。而并没有进一步的细讲。

那么电磁场，重力场，引力场，“场”到底是什么？

引力场到底是什么？

实际上根据爱因斯坦的相对论，大质量的物体会使空间扭曲。就像你在绵软的大海绵上放置一个铅球一样。引力场是物质在空间中产生的空间弯曲效应。具体来讲，物体在真空中将做匀速直线运动，但是空间扭曲，物体在该弯曲空间内就做圆周运动。这就是引力场的真相。

电场和磁场是什么？

在高中学习，我们知道静止的电荷周围存在静电场；静止的磁体周围存在磁场。而且随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场总是以光 速向四周传播，形成电磁波。光就是一种电磁波。那么电磁场或者说光，到底是什么呢？

实际上在高中学习过程中，我们主要体现了电磁场的波动性，也就是说你可以把电磁场看成一种波，它可以给电荷或磁体传递力和能量。唯一和机械波的不同处是，它不需要介质就可以传播。随着量子力学的诞生和发展，人们发现能量是不连续的，电磁波也有动量，光也有动量。也就是说电磁场既有波动性又有粒子性，所以电磁场即是波又是粒子。后来人们进一步研究，通过实验发现实际上实物粒子也有波动性。那么波动性和粒子性，实际上就是事物的一体两面。

虽然我们现在对于电磁波的利用非常广泛和成熟，包括无线电通信，红外线加热，紫外线杀菌，医学上利用射线做手术等等，但是电磁波到底该和日常生活中的事物来类比或者比喻呢？好像没有一个合适的。因此课本上也只能无奈地说：电磁场是物质存在的一种特殊形式。