“场”这一概念,最初由拉法基所提出,而后在麦克斯韦构建的经典电磁场理论中得到了发扬。进入20世纪,基于爱因斯坦的狭义相对论和量子力学的基本理念,科学家们进一步提出了量子场论。
量子场论将原本相对独立的“粒子”和“场”的概念巧妙地融为一体。
在这一理论框架中,场被视为比粒子更为根本的物质形态。场能够处于基态,也就是稳定状态,也能因受到激发而进入激发态,而激发态的场就表现为我们所称的“粒子”。
想象一片宁静的水面,它代表了场的基态。当有外力作用于水面,如一颗石子投入其中,水面便会激起水花、水珠,这些水的波动便可类比为粒子。
随着物理学领域经历了两次划时代的变革,相对论与量子力学共同奠定了物理学的两大基石。相对论打破了以往对于绝对时空的认知,统治着宏观世界;量子力学则推翻了决定论,用概率的语言描述了微观世界。
随着科学家们开始观察微小粒子的运动,他们发现粒子们好似始终处于不断变换的动态中。于是,为了将描述这种高速运动现象的狭义相对论与量子力学结合起来,诞生了量子场论。
在量子场论的视角下,世上万物均源自于场,整个世界可以看作是不同场相互叠加的产物。在这个构架中,存在着三大基本场。首先是构成我们身边一切实体的实物粒子场,也叫做费米子场;其次是负责传递力的媒介子场,也称规范场;最后是希格斯粒子场。
实物粒子场描绘了我们这个世界中所有看得见摸得着的实体,诸如山脉、湖泊、大地等,皆由这些场中的粒子构成。
媒介子场则涉及我们这个世界中的四大基本力如何产生并发挥作用的问题。在这个场中,我们有光子、胶子、W粒子、Z粒子以及尚未发现的引力子,它们都被称为规范粒子。
而希格斯粒子场,它主要解决了一个关键问题:那些原本无质量的粒子是如何获得质量的。简而言之,这个场就像一个泥塘,任何与其相互作用的粒子一旦经过,就如同裹上了泥巴,获得了额外的质量。
以贝塔衰变为例,我们可以看到场与粒子之间的转化过程。
上图展现了量子场论中,中子发生贝塔衰变的情形。图中的直线代表着某一基本粒子场的基态,当直线出现隆起时,意味着这个场受到了激发,形成了我们所熟知的粒子。
图中所示,中子场由激发态返回基态时释放的能量,激发了质子场、电子场和中微子场,进而产生了一个质子、一个电子和一个反中微子。
正反粒子如何湮灭并转化为能量光子的问题,量子场论也能给出解释。并且,如果我们回溯至宇宙大爆炸发生不久之后,在极高的温度下,光子可以转变为质子、中子以及其他各种粒子。
这便是宇宙初生之时,能量向物质转化的奇妙景象。
量子场论还揭示了真空的奥秘。
在传统观念中,真空代表着空无一物的理想空间,是一种纯净的态。然而,随着理论和实验的积累,科学家们逐渐认识到,真空并非虚无,而是具有其自身的物理结构。
例如,“狄拉克之海”理论就认为,真空是由负能量的电子均匀填充而成的空间。量子场论在此基础上更进一步,认为真空即所有场处于基态的状态。
这意味着,尽管基态代表着能量的最低水平,但这并不代表没有能量。因此,广阔无垠的真空之中,蕴含着巨量的能量,只是这些能量我们尚无法利用。如将此与熵的概念相结合,可以认为真空中充斥着高熵的能量。
这种能量的存在已经得到了“卡西米尔力”实验的证实。在真空中,两块金属板若面积为1cm^2、相距1μm,它们之间的吸引力大约为10的负7次方牛。
然而,理论预测与实际观测之间仍存在巨大的鸿沟。根据量子场论的估算,真空的能量密度高达2×10的103次方J/cm^3,而实际观测到的真空能量密度仅为2×10的负17次方J/cm^3,二者相差120个数量级,也即10的120次方。
这一巨大的差异在物理学界尚未有公认的解答。但真空具有能量这一点已得到广泛认同,且宇宙中的所有粒子无不在与真空进行着能量交换。
综述
场犹如一片浩渺的海洋,孕育着无穷无尽的“粒子水珠”,这些水珠在海面上不断生成又不断湮灭。只有当这些生成的粒子由于某些原因相互结合,才能形成我们所能观察到的、宏观世界中的实体物质。
量子场论所呈现的,就是这样一幅场与粒子相互交织的壮阔画卷。
❌质能方程是一个鬼把戏!!!———能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象,没必要搞虚幻,搞虚幻是祸害。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖&蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???狗屎核弹方程是如何应用的???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???
❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏::水波/声波/沙丘波,都是物质/粒子相对运动的宏观时空分布。🍎波粒二象性?以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,当然是骗术笑话。更荒唐在于二象性祸害了认知自然的核心根基/同与不同的确定性。 🍎场是数学虚幻,只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?地球场给你引力,你给地球场引力?也是笑话!!场速是光速,地球速度显然不同,地球场跑了吗?~~~场与波都是捕风捉影的把戏,祸害深远。………赫兹电磁波实验,激励源是电火花,感应接收也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应(发现晚于赫兹实验),用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的数学方法,牛顿的物质相互作用相对运动才是一切宏观微观现象的唯一根本!!带电是物质本质属性,不需要也不可能由变化磁场产生,磁力对电磁粒子做功影响了正负电荷分布而已。❌水波声波永远不可能象光子一样真空直线传播。两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系,何其疯狂??
大胆假设,细心求证,都是骗术,悖论斯坦发家的“两头骗”,❌用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年的鬼故事(假说)也真不了!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,象自然的复杂现象一样,真理不变现象无穷。苏格拉底说,万变中寻求不变的真理。