场

1：场论：物理学中把某个物理量在空间的一个区域内的分布称为场，如温度场、密度场、引力场、电场、磁场等。如果形成场的物理量只随空间位置变化，不随时间变化，这样的场称为定常场;如果不仅随空间位置变化，而且还随时间变化，这样的场称为不定常场。在实际中，一般的场都是不定常的场，但为了研究方便，可以把在一段时间内物理量变化很小的场近似地看作定常场。从各种场的取值性质来看可以分成两大类，一类是每个点对应一个数量，这种场统称为数量场，如温度场、密度场。另一类是第一个点对应着一个向量，这种场称为向量场，如引力场、梯度场、电场、磁场。场本身的性质与坐标选择无关，对各种场的分析和计算应该选择适当的坐标系，以便简化分析和计算。

2：统一场论:：是从相互作用是由场(或场的量子)来传递的观念出发，统一地描述和揭示基本相互作用的共同本质和内在联系的物理理论。迄今人类所知的各种物理现象所表现的相互作用，都可归结为4种基本相互作用，即强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。

  1：引力相互作用，所有具有质量的物体之间的相互作用，表现为吸引力，是一种长程力，力程为无穷大（力场作用的有效范围称为"力程"。）引力相互作用：规律是万有引力定律。在4种基本相互作用中最弱，远小于强相互作用、 电磁相互作用和弱相互作用，因为它可以轻易被克服。在微观现象的研究中通常可不予考虑，然而在天体物理研究中起决定性作用。按照近代物理的观点，引力作用是通过场(质点造成的时空弯曲)或通过交换场的量子实现的，引力场的量子称为引力子。但是同时又是作用范围最大的(不会如电磁力一般相互抵销)。但当距离增大，重力相互作用的影响力就会递减。不像其他的相互作用，重力可以广泛地作用于所有的物质。由于其广泛的作用范围，当物质质量为极大，物质有关的属性以及与物质的带电量有时可以相对地忽略。

2：电磁相互作用.即是带电粒子与电磁场的相互作用以及带电粒子之间通过电磁场传递的相互作用。电磁力遵循库仑定律）电磁力随距离减小的规律与万有引力相似:当距离增大到原来的2倍时，它们减小到原来的1/4。电磁相互作用在强度上它次于强相互作用而居于四种相互作用的第二位。在四种相互作用中，人们对电磁相互作用的基本规律最为了解。电磁相互作用和引力相互作用是长程力，它们可以在宏观尺度的距离中起作用而表现为宏观现象。。微观的电磁作用理论是量子电动力学，它是麦克斯韦理论与量子力学原理的结合。宏观物体之间电磁力几乎抵消殆尽。电磁力遵循库仑定律。（在量子电动力学中电磁场是量子化的光子场。光子的质量为零，自旋为1，能量为hv,v是频率。带电粒子可以发射和吸收光子，光子然后分裂成正负电子，它们之间的电磁作用通过光子场传递。正反带电粒子对可以湮没而转化为光子，它们也可以在电磁场中产生。量子电动力学是经受了实验考验的成熟的理论。在这个理论中出现一个可以代表电磁相互作用强度的无量纲的量，这里e是电子电荷，с是光速。α称为精细结构常数，它的值约为0.007297352533，是一个很小的量。在量子电动力学中各种物理量可以按α的幂次作微扰论展开,因此可以作精确的计算。量子电动力学的计算结果与一些高度精确的低能实验(见兰姆移位、 μ子和电子回磁比)有惊人的符合，它也与电子、正电子碰撞等高能量的实验符合。这些结果证明量子电动力学的理论至少在距离大于10cm处是正确的。)

3:强相互作用是自然界四种基本相互作用中最强的一种。最早研究的强相互作用是核子(质子或中子)之间的核力，它是使核子结合成原子核的相互作用.强相互作用与其他相互作用相比有如下一些特点:①强度大。电磁相互作用的强度可用一个称为精细结构常数的量 e/4πћc≈1/137 来表示，这里e是电子的电荷，2πћ=h是普朗克常数，c是光速。如果强相互作用力强相互作用也用一个与电荷e对应的量g来描述，则g/(4πћс) 约为1-10。强相互作用比电磁相互作用强10-10倍。②强相互作用不像引力和电磁作用那样是长程力而是短程力。但力程比弱相互作用的力程长，约为10^-11米(即0.1纳米)，约等于原子核中核子间的距离。③比其他三种基本作用有更大的对称性。即在强相互作用中有更多的守恒定律(见对称性和守恒律)。除实验中还没有发现破坏的能动量、角动量、电荷、重子数和轻子数守恒外，强作用还有在弱作用或电磁作用中被破坏的宇称、C宇称、同位旋、奇异数守恒及粲数和底数守恒。此外，强作用还有一些近似的对称性，如SU(3)味对称和手征对称性。④20世纪70年代以来，在深度非弹性散射等一系列高能量实验中发现一些新现象，借助于理论分析，可解释为强作用在短距离(小于10厘米)处随距离减小而变弱

4：弱相互作用.次原子粒子的放射性衰变就是由它引起的，恒星中一种叫氢聚变的过程也是由它启动的。弱相互作用会影响所有费米子，即所有自旋为半奇数的粒子，还有希格斯玻色子。在粒子物理学的标准模型中，弱相互作用的理论指出，它是由W及Z玻色子的交换(即发射及吸收)所引起的，由于弱力是由玻色子的发射(或吸收)所造成的，所以它是一种非接触力。这种发射中最有名的是β衰变，它是放射性的一种表现。重的粒子性质不稳定，由于Z及W玻色子比质子或中子重得多，所以弱相互作用的作用距离非常短。这种相互作用叫做"弱"，是因为它的一般强度，比电磁及强核力弱好几个数量级。大部份粒子在一段时间后，都会通过弱相互作用衰变。弱相互作用有一种独一无二的特性--那就是夸克味变--其他相互作用做不到这一点。另外，它还会破坏宇称对称及CP对称。夸克的味变使得夸克能够在六种"味"之间互换。弱力最早的描述是在1930年代，是四费米子接触相互作用的费米理论:接触指的是没有作用距离(即完全靠物理接触)。但是现在最好是用有作用距离的场来描述它，尽管那个距离很短。