很多同學學物理的時候，尤其怕“場”，總感覺這玩意“虛無縹緲”特別難。那“場”究竟是什么？我們所學的電場、磁場、引力場有何區(qū)別？場有質量嗎？

想要回答這些問題，其實只需要翻開大學物理，上面對于“場”有一個非常明確的定義：現(xiàn)代科學和實踐證明，場是物質存在的一種形式，它與實物一樣具有能量、質量和動量。

所以我們根據(jù)這個概念可以直接得到結論，“場”就是物質的一種，它具有質量。但這僅僅是概念，那科學家們是如何理解并且總結出這個概念的呢？

首先第一個問題，我們?yōu)槭裁磿J為“場”就是物質的一種展現(xiàn)形式呢？在我們學電場的第一課，首先出場的人物就是法拉第，他是第一個提出“場”這個概念的科學家。隨后電磁理論的王者麥克斯韋也沿用了這個概念。

當然，19世紀的“場”和現(xiàn)在的“場”有很大的區(qū)別，那時候的科學家并不認為“場”是物質存在的一種表現(xiàn)形式。那時候的“場”僅僅是為了方便計算研究而提出的一種虛擬概念，或者說就是一種方便人們理解電與磁的物理圖像，本質上就是一種物理工具。那為什么科學家們會喜歡引入工具呢？因為工具可以幫助我們更好地理解“客觀存在”。

其實從科學的發(fā)展我們就能發(fā)現(xiàn)端倪。從最早古希臘學者認為我們的世界是從原子構成開始，到如今科學家們研究量子力學和相對論相結合，科學家們都在尋找一個東西，它就是“客觀存在”。

其實我們對“客觀存在”這個詞并不陌生，物理學史上玻爾和愛因斯坦關于量子力學的世紀之爭，爭的就是這個“客觀存在”。那么“場”呢？其實它最初就是為了解釋電與磁的這兩種客觀存在。

其實關于“場”的研究，牛頓就曾為此感到困惑，作為萬有引力公式的提出者，第一個懷疑這個公式的就是牛頓本人，既然已經(jīng)在數(shù)學上證明了，為何還會懷疑呢？就是因為這個奇怪的“場”。牛頓當時給劍橋大學三一學院院長寫了一封信，信中他自己也無法理解這種鬼魅的“超距作用”。

牛頓的信件譯文

牛頓的疑問還沒解開，電磁力來了，而且也超距了。看看萬有引力公式和電磁力公式，我們絲毫不懷疑他們兩個是雙胞胎兄弟。

“場”的應運而生，就是科學家們想不清楚了，需要一個工具來描述這種“超距作用”。有了場，科學家們就能合理地解釋所有的問題，在數(shù)學上也能自洽，可謂皆大歡喜。可是問題是解決了，新的問題又誕生了，因為“超距作用”依舊存在。之前我們說過，“超距作用”是被四維時空給解決掉的?？梢哉f，“場”的誕生很單純，它就是兩個電荷或者兩個質量之間的溝通交流的工具。

隨著科學的進步，科學家們也不斷在更新“場”的物理定義。我們知道，現(xiàn)代物理學大廈的兩個擎天之柱是廣義相對論和量子力學，他們分別對宏觀和微觀世界進行了描述。

但是宏觀和微觀卻很容易出現(xiàn)不一致，舉個例子，對于“波”我們并不陌生，比如水波，聲波等，波可以傳遞能量這是顯而易見的，中學物理我們都學過，那波可以傳遞物質嗎，很明顯不可以。

但是當我們回到微觀角度去看到波傳遞能量這一客觀事實，就會發(fā)現(xiàn)不一樣的地方。根據(jù)愛因斯坦的質能公式E=mc^2，質量和能量本質上就是一回事啊，難道出現(xiàn)矛盾了嗎？

當然沒有矛盾，這時候波粒二象性就來了。當我們對電磁波進行分解，當分解到最小單位后，我們會發(fā)現(xiàn)所謂的電磁波就是一個個光量子，也就是光子，這時候波就不是一個擾動了，它成了基本粒子，是物質的一員。

所以，當我們用最前沿的科學理論去理解”場“的概念時，就會發(fā)現(xiàn)一些不一樣的地方。舉個例子，假如我們在電磁場或者引力場中發(fā)現(xiàn)了一個能量波動，這就意味著一個個基本粒子的出現(xiàn)和湮滅。這時候我們回到大學物理的定義，定義里的前提是“現(xiàn)代科學和實踐證明”。

延展開來，此刻屏幕前的你正在用手滑動手機屏幕，這是宏觀上的事實，但是從微觀上，組成你手指的原子并沒有接觸到組成手機的原子，你收感受到的“滑動”乃至一切，本質上都是來源于“場”。

所以我們是不是可以這么說：物質才是我們假想出來的東西，“場”才是形成我們真正認知的最直接原因！