本系列文章預(yù)計會有30個章節(jié),，這套文獻將系統(tǒng)的講述物理學本身,，今天是第三季第17篇

本周將會結(jié)束第三季對物理學部分的文章，本周的大主題是——宇宙的琴弦,，即弦論。今天我們先談?wù)劇皥觥薄?br>

愛因斯坦的偉大在于兩次改變了人類的時空觀,。

在愛因斯坦手里,，爭論了三百多年的光的粒子性和波動性統(tǒng)一于光的波粒二象性中，狹義相對論使時間和空間統(tǒng)一在一個四維框架中,，而廣義相對論則把引力和狹義相對論統(tǒng)一在一個彎曲時空中,。

愛因斯坦后半生致力于把廣義相對論和電磁理論統(tǒng)一起來的宏偉目標。

在量子力學發(fā)現(xiàn)之后,，愛因斯坦相信,，統(tǒng)一場論會產(chǎn)生量子力學這個副產(chǎn)品，但他沒有成功,，因為他的統(tǒng)一嘗試只包含了宇宙中四種相互作用力中的兩種,，而沒有考慮弱作用力和強作用力，因為那時還沒有明確這四種作用力的存在,。愛因斯坦留下的是一個巨大而孤寂的背影,。

什么是場？

在談這個場論之前,，我們先談?wù)劇皥觥钡挠蓙怼?/p>

場的概念是在19世紀出現(xiàn)的,。

1799年，意大利物理學家伏特發(fā)明了電池,，這讓物理學家有史以來第一次有可能使用穩(wěn)定電流進行實驗,。

1820年，丹麥物理學家奧斯特在一次講課時注意到,，當他讓電流通過電線時,，附近的一根指南針偏轉(zhuǎn)了,。這是電與磁之間感應(yīng)現(xiàn)象的第一次明證。

1831年,，英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,，在做了廣泛的電性和磁性實驗之后，特別強調(diào)指出了電場和磁場的物理性質(zhì),。他把帶電粒子看作無限大的場中的點,。

他認為，不是粒子,，場才是最基本的物理對象,。場的概念，簡單地講,，就是空間會因為某些源（source）的存在而出現(xiàn)擾動,，場是無色、無味,、無重量的客觀存在,。

一個最常見的例子是一塊伸向鐵釘?shù)拇朋w。法拉第對此的描述是,，磁體或者線圈周圍的空間由于源的存在發(fā)生了“扭曲”,。

在磁鐵周圍的空間中充斥著“磁力線”，磁力線現(xiàn)象就是場存在的證明,。法拉第關(guān)于場的物理性質(zhì)的直觀設(shè)想,，終于在麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論中實現(xiàn)了。麥克斯韋給這種看不見的曲線起了一個名字：磁場,！

麥克斯韋用“場”的概念解釋了電和磁在不接觸的情況下進行傳遞的機制,。麥克斯韋用數(shù)學方式表達了法拉第關(guān)于電和磁的思想。麥克斯韋發(fā)表于1865年的論文中,，總結(jié)歸納了著名的麥克斯韋方程,。在麥克斯韋理論中，電場和磁場不是數(shù)學虛構(gòu),，它們能攜帶電量和動量,。

場是一個物理實體。實體是一系列場,，微觀世界以及整個世界都可看作相互作用的場,。在19世紀50年代，“場”這樣的想法對人們的思想觀念具有根本性的沖擊,。

當時人們根深蒂固的思想是,，在牛頓的世界中，空曠的空間內(nèi)一無所有,。但在麥克斯韋的世界中,，空曠的空間中到處都是電勢和磁勢,。電磁理論認為，從宇宙誕生之時到現(xiàn)在,，世界的各個角落都存在電磁場,。

對于現(xiàn)代物理學而言，場的思維范式發(fā)揮了核心作用,。在基本粒子的標準模型中,，不僅是電磁力的背后存在電磁場，夸克和電子等粒子也具有各自的“夸克場”和“電子場”,。

在解釋“上帝粒子”希格斯玻色子時,，就是“希格斯場”的存在，導致希格斯玻色子的產(chǎn)生,。

愛因斯坦認為：“經(jīng)典的場概念是對科學精神的最大貢獻,。”

1931年,，他在評論現(xiàn)代科學的構(gòu)造性時說：“根據(jù)牛頓體系,，物理實在的特征可以用空間、時間,、質(zhì)點和力（質(zhì)點之間的相互作用）諸概念來表述……麥克斯韋之后,，人們將物理實在構(gòu)想為連續(xù)的場，可以用偏微分方程來表示,，但不能從力學上來解釋。對于物理學來說,，這種現(xiàn)實觀的改變是自牛頓以來最深刻,、最有成效的?！?/p>

總結(jié)：

愛因斯坦曾一生都致力于找到宇宙中的萬物理論,，所以場的行為，愛因斯坦晚年特別想找到統(tǒng)一宇宙的理論,，可惜,，宇宙的終極理論究竟是什么，到現(xiàn)在人們都不清楚,。