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266 世 界学 Shi Jie Xue

物质和能量其实是同一个事物的两个方面，也就是说质量和能量其实就是一回
事，就好像一个硬币的正面和反面。这只说明物质和能量说的是一件事的两种形态，

本书为了表达物质和能量的共同本质，建议把“物质和能量”干脆就写成“物质能量”。

四、物质和场

（一）场的概念

场（field）是物理学术语，指某种空间区域，其中具有一定性质的物体能对与
之不相接触的类似物体施加一种力。例如，一个有质量的物体由于引力场的作用能

对所有其他有质量的物体产生引力。同样，一个带电物体对其他带电物体施加一种
力（吸引力或排斥力，取决于电性）。磁体周围有磁场。场通常用力线来表示，说

明力作用于某一点的方向。力线密集的程度代表力的强度，从而表示该区域场的
大小。

场指物体在空间中的特别的分布情况。场是用空间位置函数来表征的。在物理
学中，经常要研究某种物理量在空间的分布和变化规律。如果物理量是标量，那么

空间每一点都对应着该物理量的一个确定数值，则称此空间为标量场，如电势场、
温度场等。如果物理量是矢量，那么空间每一点都存在着它的大小和方向，则称此
空间为矢量场，如电场、速度场等。

物理学家认为场是一种特殊物质，看不见、摸不着，但它确实存在，如引力场、
磁场等。爱因斯坦在狭义相对论中否定以太的存在，但广义相对论的建立体现了爱

因斯坦思想的明显改变。他指出：广义相对论“是一种场论”，“如果用常数代替
那些描述广义相对论以太的函数，同时不考虑任何决定以太的原因，那么广义相对
论以太就可以在想象中变为洛仑兹以太。”爱因斯坦甚至试图把各种场统一起来，

形成一种完美无瑕的理论。场是物质存在的基本形式的一种。这种形式的主要特征
在于场是弥散于与物体相关的空间的。

在物理学中，场是一个以时空为变量的物理量。场可以分为标量场、矢量场和
张量场三种，依据场在时空中每一点的值是标量、矢量还是张量而定。例如，经典

重力场是一个矢量场：标示重力场在时空中每一个的值需要三个量，此即为重力场
在每一点的重力场矢量分量。更进一步地，在每一范畴（标量、矢量、张量）之中，