量子場(chǎng)是經(jīng)典場(chǎng)的理論概括。我們知道的有兩種典型的經(jīng)典場(chǎng)是麥克斯韋電磁場(chǎng)和愛因斯坦度量引力場(chǎng)。思考量子化過(guò)程的一種方法是我們首先在數(shù)學(xué)運(yùn)算符號(hào)代替了一些數(shù)值（這部分為純代數(shù)或微積分，新物理仍未引進(jìn)）的基礎(chǔ)上重新構(gòu)造（仍然是經(jīng)典的）場(chǎng)的方程；然后，我們“求解”得到的算子值方程，包括并未在經(jīng)典理論中出現(xiàn)的解，然后斷言（經(jīng)觀察驗(yàn)證）這些新的“無(wú)意義的”（憑直覺而不是數(shù)學(xué)意義）解精準(zhǔn)地描述了自然，包括觀察到的所有與經(jīng)典理論矛盾的量子行為。

使用量子場(chǎng)有幾種基本原理。第一，這是多種經(jīng)典場(chǎng)論的自然概括，它們是我們對(duì)自然研究出的最成功的（非量子）理論。第二，量子場(chǎng)論可以解釋并不存在于量子力學(xué)的粒子和過(guò)程的（經(jīng)過(guò)觀測(cè)和研究的）創(chuàng)造與毀滅。第三，量子場(chǎng)論本質(zhì)上是相對(duì)論性的，“神奇地”（不是真的，只是優(yōu)雅的數(shù)學(xué)）解決了因果關(guān)系的問(wèn)題，這些問(wèn)題甚至困擾著相對(duì)論性的量子粒子理論。

Lesson#1：場(chǎng)是最基礎(chǔ)的物質(zhì)。我們?cè)趯W(xué)校學(xué)了物質(zhì)的基本構(gòu)造塊是粒子。事實(shí)上，我們?cè)诖髮W(xué)也會(huì)繼續(xù)教授這個(gè)，我們會(huì)在大學(xué)里解釋夸克和電子組成了樂(lè)高積木，所有的物質(zhì)都從這樣的樂(lè)高積木中產(chǎn)生。

Lesson # 2:粒子由場(chǎng)產(chǎn)生。如果你在距離電磁波足夠近的地方觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)他們由中子組成。在我們將量子力學(xué)的作用包含在內(nèi)時(shí)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的波紋會(huì)變成粒子。

但是對(duì)于所有其他我們所知道的粒子，同樣的過(guò)程也在起作用。在宇宙中存在著一層薄薄的分布在整個(gè)宇宙中的東西，我們稱之為電場(chǎng)。電場(chǎng)的波紋被量子力學(xué)束縛成為一捆能量。這捆能量就是我們所說(shuō)的電子。同樣地，還有夸克場(chǎng)、膠子場(chǎng)以及希格斯玻色子場(chǎng)。在你身體中的每個(gè)粒子——事實(shí)上，是宇宙中的每個(gè)粒子——都是由量子力學(xué)機(jī)制塑造成粒子的基本場(chǎng)的微小波紋。

上述動(dòng)畫是計(jì)算機(jī)對(duì)真空的模擬。這是真空的樣子，是一片完全沒(méi)有粒子的區(qū)域。這看起來(lái)一點(diǎn)也不無(wú)聊。海森伯格不確定關(guān)系意味著量子場(chǎng)不能保持靜止。與靜止相反，它起泡、沸騰，就是一鍋不斷冒泡的粒子和反粒子湯，不斷地被創(chuàng)造和毀滅。正是這種復(fù)雜性造成了QFT巨大的難度。

在QFT中，甚至虛無(wú)也是非常難以理解的。當(dāng)你開始加入粒子，真空就會(huì)以有趣的方式扭曲。許多QFT的研究就是為了理解這種扭曲，理解它是怎么造成粒子之間不同的相互作用的，最終，理解它如何造就我們周圍大自然的各種各樣的美。這非常困難。在發(fā)現(xiàn)了QFT許多年后，我們距離理解它的精妙之處仍然很遠(yuǎn)。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. Viktor T. Toth-七里香