力場

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力場是中國科技名詞。

世界上所有的國家中，只有我們中國的文化是始終沒有間斷過的傳承下來，也只有 「漢字」是世界上唯一的古代一直演變過來沒有間斷過的文字形式。

目錄

名詞解釋

力場是一種矢量場，其中與每一點相關的矢量均可用一個力來度量。力場看不見，摸不着，但它是物理學中一個很重要的基本觀念，常見的力場有引力場、磁力場（簡稱磁場）、電力場（簡稱電場）等。其中磁場、電場和引力場被稱為「物理中的三大場」。

根源

物理中有一個很重要的基本觀念：宇宙間有某種對稱性是某些現象所具有的，因此產生現象的各種力場，也就必須負起維持對稱性之責。我們先看一些例子。在量子場論里我們用「電子場」描述自由電子，把這個場（場固然是算符，但同時也是時空的函數。）乘上一個「純相」的因數（也就是絕對值為1的複數，例如(1+i)/ √ 2 ，這時，我們說：「我們對電子場做了一個全局性的相轉換。」所謂全局性，是指電子場在每一個時空的點上都乘上了同一個因數，各點的遭遇是一律平等的。所謂相轉換，是指某個複數量的相被改變了。物理學家相信：描述自由電子的正確理論，在此轉換之下應該是不變的，也就是說，它具有全局性的相對稱。更進一步，假定我們對電子場做一個「逐點性」的相轉換，也就是把電子場乘上一個exp〔if（x ,y,z,t）〕的因數，此處的f(x,y,z,t)為某實函數。因為每一點上所乘的因數值各不相同，故稱為逐點性。原來描述自由電子的理論，在這個新的轉換之下再也不能保持原形了，也就是失去了對稱性。然而這時如把理論修改擴張，引入了電磁場，則有辦法得到一個新理論使他又恢復具有對稱性。事實上，這個新理論便是前述的量子電動力學，它正好描述電子的電磁交互作用。由此物理學家得到一個觀念，即力場的出現是由某種逐點性對稱的要求所產生的。當我們要求電子場的理論具有逐點性的相對稱時，便出現了電磁場。 　讓我們再看看核力。核子物理把質子與中子視為同一粒子（叫做核成子）的兩個狀態，可以說核成子帶有箭頭（叫做同位旋），當箭頭指上時核成子以質子的狀態出現，當箭頭指下時則以中子的狀態出現。 實驗顯示核力的本質與同位旋箭頭的方向完全無關。實驗顯示核力的本質與同位旋箭頭的方向完全無關。 今考慮對「核成子場」做一個逐點性的同位旋轉換，亦即在每一個時空的點上分別把核成子的同位旋箭頭轉到不同的方向。如果我們要求描述核成子的理論在此種逐點性轉換之下保持不變，則自然而然地會在理論中出現「核力場」，例如派介子場等等。