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场到底是什么??

02月18日 编辑 39baobao.com

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自然科学已经十分明确地揭示,同一物质表现为两种最基本的现象形态,一种是实物、粒子形态;一种是场、波的形态。人们首先发现光的波粒二象性,继而又提出 物质波的思想,认为一切物质粒子,如电子、质子、中子等都有实物和波两种现象形态。在量子场论看来,场是一种基本的、普遍的物质,是相应的时空连续体,粒 子只不过是场的局部凝聚。

物质此起彼伏、时散时聚,散之伏之表现为场,聚之起之表现为粒子。场是波,粒子则是可以叫作“波包”的东西。波与“波包”显然是 对立的统一,波随时随处形成“波包”,“波包”随时随处汇入波。有的科学家说,物质粒子的存在只不过是场的完美状态在那个位置的扰动,几乎可以说仅仅是一 点“瑕疵”。这个比喻颇有道理、而且是形象生动的。

仿此,我们也可以把波比喻为广阔的沙漠,而物体、粒子就象沙漠里的大大小小的沙丘,沙漠随时 随地形成沙丘,而沙丘随时随地汇入沙漠。还可以把场比喻为海洋,物体、粒子就象海洋中大大小小的浪花。海洋随时随处产生浪花,浪花随时随处汇入海洋。在矛 盾运动观看来,这就表明场与实物总是处于矛盾运动中。 为了领会场与实物的关系,我们不妨再次涉及人类对物质的认识历史。

虽然在漫长的岁月里人类认识 的物质基本指实物物质,只是从法拉弟开始才逐渐形成“场”的概念、开始认识场物质;但是在很久远以前有的古代先哲也开始朦胧地意识到,在实物物质之外也还 存在着与一切空间普遍同在的东西。中国古代哲学中的“炁”(气)就是指的这种东西。“气”的概念可能来自对空气的抽象和引伸,而却用来表示宇宙最普遍的物 质,并不仅仅表示空气之意。

多用于道教的气的异体字“炁”下边四点是“火”的意思,火是古代对能的表达,这就说明在中国古代哲学看来“炁”(气)是包含能 量的普遍物质。古希腊哲学中也有“气”形成万物说;也有万物是活生生的“火”之说;更有的用“以太”表示最普遍的物质形态。我国古代和古希腊哲学中的 “炁”、“气”、“火”、“以太”与近、现代“场”的概念在某种意义上是接近的。

单就弥漫于地球表面的空气而言,相对于可见物体也未尝不可以称为一种场、“气场”。“气场”中 可以形成机械波,相似于电磁场中形成电磁波;“气场”中有气体分子之粒子,相似于电磁场中有光子;“气场”中有涡旋气流,则相似于电磁场中有涡旋电磁场。当 然,连电磁场与引力场都有着质的区别,如果把空气也称为“气场”的话,它与现代概念中的“场”无疑更有着质的区别。

与把空气称为一种“场”相反,从某种意 义也可以说,现代意义上的场就是物质深层次上的“气”。电磁场可以称为“电磁气”或“光子气”;强力场可以称作“强力气”或“介子气”等等。只是不要用空 气的机械性观念来看待那些所谓深物质层次的“气”而已。如此,我们不难看出,“场”与实物粒子的对立统一。空气、“空气场”中的气体分子,电磁场、“电磁 气”中的光子,强力场、“强力气”中的介子以及引力子,w玻色子,z玻色子,在局部和相对分离、相对静止地看来就是粒子,而就全局系统和相互作用、运动不 止的状态看来就是“场”、就是“气”。

在此,我们也要再次涉及一下“宇宙子理论”。按照这种理论,所谓场就是物质的弥漫状态,某一级 宇宙子的弥漫状态在比它高二级的宇宙中考察表现为统计规律和波动规律,这就是场;而在同一级宇宙上进行考察,物质就表现为粒子态。譬如,在恒星级宇宙上考 察光子宇宙子的弥漫态所认识的就是电磁场的规律;而在恒星级宇宙上考察宏观物体所认识的规律就是实物物体运动的规律,在光子宇宙上考察光子或光子宇宙里的 物质也可以看到其中物质粒子的运动规律。

同理,假如在恒星上二级宇宙上考察恒星宇宙子的弥漫结构,所认识的也是一种场的运动规律。这样看来,场与实物的区 别就是宇宙子的弥漫状态与个别宇宙子之间的区别;也是某一级宇宙子系统与比它低两级的宇宙子系统相互作用所表现的规律、还是同级宇宙子系统的物质相互作用 所表现规律的区别。这里自然也要防止作机械论的理解。

不能把各级宇宙子与其有关的场只理解为量的差别,而更重要的是质的差别。个别宇宙子之间的运动规律是 割断了广泛的、普遍的矛盾运动网络而只反映局部物质系统相互作用的情况;而弥漫结构的规律恰恰是忽略局部而反映全局性物质运动的情况。自然,不同宇宙级别 的个体系统与个体系统之间、场与场之间也是不同质的。如光子宇宙子与恒星宇宙子,电磁场、即光子场与“恒星场”都是不同质的。

但是,一切区别都是相对的, 它们之间都没有严格的界限而是对立统一、相互作用、相互转化的。个体与系统之间、实物物质与其弥漫状态之间;不同宇宙级别上的宇宙子之间、场与场之间;这 一级宇宙子系统与那一级的场之间都处在交织的矛盾运动中。 现代科学认为,场就是能量的海洋。因而场与实物的矛盾运动,也就是能量与质量之间的矛盾运动。

能量和质量不过是物质运动的不同表现形式而已。现代科学又认为,场就是时空几何。这样,时空、场、能量、质量都处在统一而又...

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