場(chǎng)的概念，最早由拉法基提出，發(fā)揚(yáng)于麥克斯韋建立的經(jīng)典電磁場(chǎng)理論。20世紀(jì)，基于狹義相對(duì)論與量子力學(xué)，提出了量子場(chǎng)論。

量子場(chǎng)論統(tǒng)一了原有的粒子和場(chǎng)兩大概念。

量子場(chǎng)論認(rèn)為，場(chǎng)是比粒子更基本的物質(zhì)狀態(tài)。場(chǎng)具有基態(tài)和激發(fā)態(tài)，而粒子就是場(chǎng)的激發(fā)態(tài)。

就像平靜的水面，代表著一種場(chǎng)的基態(tài)，一旦受到外界其他能量的擾動(dòng)就會(huì)激發(fā)出水花、水珠，這些水花、水珠就相當(dāng)于是粒子。

隨著20世紀(jì)物理學(xué)界的兩次革命，相對(duì)論與量子力學(xué)成為了整個(gè)物理學(xué)世界的兩大基石。相對(duì)論顛覆了舊有的絕對(duì)時(shí)空觀，統(tǒng)治了宏觀世界；量子力學(xué)顛覆了舊有的決定論，以概率論描述了微觀世界。

隨后在觀測(cè)微粒子的運(yùn)行時(shí)，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)粒子們似乎一直處于一種高速的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。于是，將描述高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的狹義相對(duì)論與量子力學(xué)進(jìn)行了統(tǒng)一，這就是量子場(chǎng)論。

在量子場(chǎng)論的思想下，世界萬物皆源于場(chǎng)，整個(gè)世界就是由不同的場(chǎng)疊加形成的。這其中有三大基本場(chǎng)。一是實(shí)物粒子場(chǎng)，也叫費(fèi)米子場(chǎng)；二是媒介子場(chǎng)，也叫規(guī)范場(chǎng)；三是希格斯粒子場(chǎng)。

實(shí)物粒子場(chǎng)是描述構(gòu)成這個(gè)世界所有摸得著看得見的實(shí)物粒子，包括山川、湖海、大地皆源于這些粒子。

媒介子場(chǎng)是描述這個(gè)世界的四大基礎(chǔ)力是如何產(chǎn)生及作用的。這個(gè)場(chǎng)中的粒子包括：光子、膠子、W粒子、Z粒子以及還沒有發(fā)現(xiàn)的引力子，它們都叫規(guī)范粒子。

希格斯粒子場(chǎng)，它主要是解決一些原本沒有質(zhì)量的粒子，如何生成質(zhì)量的問題。簡(jiǎn)單來說，這個(gè)場(chǎng)就好像一個(gè)泥潭。與它發(fā)生相互作用的粒子進(jìn)去之后，再出來就裹了一身泥，有了額外的質(zhì)量。

以貝塔衰變?yōu)槔瑘?chǎng)與粒子的相互轉(zhuǎn)變

上圖是量子場(chǎng)論的，中子發(fā)生貝塔衰變的示意圖。一條直線對(duì)應(yīng)一種基本粒子場(chǎng)的基態(tài)，而當(dāng)直線變得隆起，表明這個(gè)場(chǎng)受到了激發(fā)，生成了我們熟悉的粒子。

上圖就是，中子場(chǎng)由激發(fā)態(tài)退激變成基態(tài)，釋放的能量引起了質(zhì)子場(chǎng)、電子場(chǎng)和中微子場(chǎng)的激發(fā)，所以生成了一個(gè)質(zhì)子，一個(gè)電子和一個(gè)反中微子。

這就是量子場(chǎng)論描述的，基本粒子與場(chǎng)之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系。

根據(jù)量子場(chǎng)論，還能解釋正反粒子如何湮滅，然后生成一個(gè)能量光子。而且如果我們把時(shí)間退回到宇宙大爆炸發(fā)生時(shí)不久，在溫度大于10的15次方開爾文的時(shí)候，光子可以轉(zhuǎn)換為質(zhì)子和中子，以及各種粒子。

這就是宇宙之初，能量向物質(zhì)的轉(zhuǎn)換。

量子場(chǎng)論揭示的真空秘密。

真空，一般被描述成為沒有任何實(shí)物粒子的理想空間，是一種純凈的空間狀態(tài)。

所以說，在人們傳統(tǒng)的認(rèn)知中，真空代表著一無所有。但隨著大量的理論以及實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)，越來越多的科學(xué)家逐漸意識(shí)到真空也有一定的物理結(jié)構(gòu)，是一種物理實(shí)在。

這其中最出名的就是“狄拉克之海”。狄拉克認(rèn)為真空是由負(fù)能量的電子，均勻地堆積出來的一個(gè)空間。而現(xiàn)在量子場(chǎng)論在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了更深一步的延展，認(rèn)為真空就是各種場(chǎng)處于基態(tài)的一種狀態(tài)。

這意味著什么？基態(tài)，代表的是一種能量的最低狀態(tài)。能量的最低狀態(tài)，并不意味著沒有能量。所以說，廣袤的真空海，里面蘊(yùn)藏著大量的能量，只是這種能量我們?nèi)祟悷o法運(yùn)用而已。如果把這種能量與熵的概念結(jié)合起來，可以理解為，真空里堆積著大量高熵能量。

而且這種能量已經(jīng)被驗(yàn)證“卡西米爾力”的實(shí)驗(yàn)所證明。

在真空中，如果兩個(gè)金屬板的面積為1cm^2、相距為1μm，那么它們之間相互吸引的卡西米爾力約為10^?7N。

但理論與現(xiàn)實(shí)還是有不可逾越的差距。因?yàn)榘戳孔訄?chǎng)論估算，真空能量密度竟高達(dá)2×10103J/cm^3，而目前天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的真空能量密度僅為2×10?17J /cm^3，這差了120個(gè)數(shù)量級(jí)，即10的120次方。

這個(gè)巨大的誤差，在物理學(xué)界目前沒有一個(gè)被公認(rèn)的回答。但真空具有能量，已經(jīng)得到了公認(rèn)，而宇宙中的所有粒子都在不停地與真空進(jìn)行著能量交換。

總結(jié)

場(chǎng)就像是大海，孕育著無數(shù)的“粒子水珠”，這些水珠在大海面上不停地生成又不停地溟滅。只有當(dāng)這些生成出來的粒子，由于其他原因，相互結(jié)合在一起，才能形成我們現(xiàn)在可以看到的，宏觀世界里的實(shí)在物質(zhì)。

這就是量子場(chǎng)論，給出的場(chǎng)與粒子之間關(guān)系的解釋。