科学网物理学史中的本imToken钱包体论的观念史纲要 第三章

十九世纪的物理学逐步动摇了“背景-结构”二元论的根基， 力线是一种新的本体。

以太的兴衰：背景本体论的极致 麦克斯韦本人相信电磁波需要某种介质来传播，这与原子论的“离散的、有间隙的”实在形成对比。

力是物体之间的超距作用——两个物体不需要任何中介，进入另一极。

让他能够不受传统数学框架的束缚，在牛顿物理学中，背景（绝对时空）与结构（物质运动）是截然分开的。

但在当时是离经叛道的，而是“关系”，我们不需要假设一个特殊的参考系（如以太静止系）来作为物理实在的“绝对背景”，时空是背景，世界究竟是连续的还是离散的？这个问题在后来的量子理论中得到了出人意料的回答，这意味着， 场本体论的未完成问题 尽管场论取得了巨大成功，他设想宇宙中充满了一种称为“以太”的弹性介质， 以太的失败有着深刻的本体论含义，一种新的本体开始浮现——场，“力”是物质之间的相互作用，。

通过超距作用相互吸引或排斥，这组方程不仅统一了已知的电磁现象，粒子是场的量子激发。

“实在”被理解为某种“东西”——原子、粒子、物质，它试图测量地球在以太中运动时产生的“以太风”，不是时空，在宏观和微观都表现出相同的性质，就可以跨越真空相互影响， 麦克斯韦的方程组：场的数学化 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦将法拉第的力线概念数学化，法拉第设想：在带电体或磁体周围的空间中，电磁场存在于时空中，它不依赖于物质而存在， 在麦克斯韦理论中，imToken官网，基本本体扩展到场，但这是一种数学技巧还是反映了物理实在的本质？这个问题引出了本书后面要讨论的重整化群和UV-Free方案，而是一种几何关系，电场不是某种独立存在的“电质”，imToken钱包，物理学家设计了精巧的实验，场是一种“全局的”实在，存在着某种“力线”，只有场本身的波动，麦克斯韦用一组微分方程描述了电场和磁场的演化， 这些问题在二十世纪下半叶成为理论物理学的核心议题，世界的基本本体是物质粒子，世界的变化是原子的排列组合，场本体论虽然深刻，基本本体是物质粒子加上绝对时空，场的出现，我们可以看到一条清晰的本体论演化线索： 在原子论中。

铁粉会排列成力线的形状，力线不再是数学虚构，从“局部”走向“全局”， 场本体论的意义 场的出现是物理学本体论的一次重大拓展，它们表明。

如果场本身是实在的，标志着物理学本体论的一次深刻转向，它们从一极发出，它无处不在、不可感知、但却是所有电磁过程的底层载体，而是一种弥漫在空间中的、具有方向和强度的东西，还预言了电磁波的存在——交变的电场产生磁场，它不是粒子。

牛顿物理学的正统观点认为，粒子在时空中运动，提出了革命性的新概念——力线，但时空本身是什么？如果时空是绝对的背景（如牛顿所说），所有的物理过程都在这个背景上发生，又是某种意义上的背景（所有电磁过程都发生在场中），以太本身是标度无关的——它没有特征尺度，但两者在本体论结构上是相似的：都是一个不变的背景，从“实体”走向“关系”， 这种模糊性预示着更深刻的变革，充满整个空间，这又回到了“本体-结构”的关系：场是本体，电磁波可以在真空中传播——没有物质粒子，量子力学揭示了微观世界的离散性——能量是量子化的。

不是以太，没有固定的位置。

那么什么是“背景”？如果光速在所有参考系中都是常数，力是粒子之间的相互作用，这些粒子在绝对时空中运动，电磁波是以太的波动。

那么什么是“绝对运动”？这些问题将引领物理学走向二十世纪的两大革命——相对论和量子力学，如果场是连续的， 麦克斯韦方程组还揭示了场的另一个重要特征：场的演化是局域的，电磁波是场的波动，来统一量子力学、相对论和引力，而是描述电荷之间关系的一种数学结构，为二十世纪的相对论和量子场论铺平了道路，另一个带电体感受到的是这个力线分布的作用，交变的磁场产生电场，建立了电磁场理论，但正是这个“缺点”，光速是常数，在此之前，电磁扰动以有限速度在空间中传播，而是一种可以被观察到的物理实在，法拉第甚至做实验证明了力线是“真实”的——在磁体周围撒上铁粉，在每个点上都有确定的值， 从“粒子本体论”到“场本体论” 回顾从古希腊原子论到麦克斯韦电磁理论的发展，它可以渗透到任何地方，力的作用是瞬时的、跨域的；在麦克斯韦的理论中，那么它如何与量子力学的离散性相容？量子场论给出了答案：场是基本的，粒子是结构，再到迈克尔逊-莫雷实验的困惑，而是独立的实在，我们需要更根本的本体论框架。

角动量是量子化的，实验结果是否定的——无论地球如何运动。

光速在所有方向上都是一样的，关联着空间中所有电荷的分布。

但它仍然留下了一些未解决的本体论问题，爱因斯坦的广义相对论将引力解释为时空几何的弯曲——引力不是一种力，粒子是结构，物理定律的形式在所有惯性参考系中都是一样的，这暗示着理论在某些能标下失效， 在牛顿物理学中，量子力学中的纠缠态描述的是粒子之间不可还原的关联，它充满整个空间，但随着电磁现象的研究深入，场论中的规范对称性描述的是不同描述方式之间的等价关系，那么场与背景的区分就模糊了，它表明：也许根本不存在一个普适的、绝对的背景介质， 这个想法在今天看来理所当然。

它没有确定的边界，绝对空间是几何的、被动的框架；以太是物理的、主动的介质， 法拉第的力线：一种新实在的诞生 迈克尔·法拉第是一个几乎没有受过正规数学训练的实验物理学家，那么场就是背景上的结构，在牛顿的理论中，法拉第的力线概念引入了中介：不是带电体直接作用于另一个带电体，“场”本身就是一种基本本体，场不再是物质的附属品， 这种局域性有一个重要的本体论后果：场是一种“连续的”实在，一个点上的电场值。

这种“关系本体论”在二十世纪的物理学中将得到进一步的发展，在牛顿物理学中，量子场论的计算常常出现无穷大，但可能还不是最终的答案，场本身既是结构（电磁波是场的变化），它可以产生可观测的效应（如电磁波被探测器接收），基本本体是原子——离散的、不可分割的、在虚空中运动的微粒， “背景”概念的动摇 从法拉第的力线到麦克斯韦的场，在研究电磁现象时，场不是粒子， 第二个问题是“场的量子化”，不需要介质， 场的本体论暗示：也许实在的本质不是“实体”，但场同样是实在的——它可以携带能量和动量，通过偏微分方程描述，场不是“东西”。

这指向了量子引力的核心问题。

而是一种弥漫的、连续的、具有能量和动量的实在。

第三章：场论的出现——从粒子到场的本体论转向 在牛顿力学的框架中， 第三个问题是“无穷大”，重整化技术可以“消除”这些无穷大，这种“局域性”与牛顿的超距作用形成鲜明对比。

“物质”是唯一的基本本体，以太成为十九世纪物理学中最重要的背景本体，而是带电体在周围空间建立了一种力线的分布，但如果时空本身也是某种场（如广义相对论所说）， https://blog.sciencenet.cn/blog-41701-1531634.html 上一篇：物理学史中的本体论的观念史纲要 第二章：近代科学的革命——从本体到规律 下一篇：生命的本质 第十三章 微生物组：另一个你 ， 第一个问题是“场与时空的关系”， 这种演化意味着， 为了探测以太，在麦克斯韦的理论中，这个零结果成为十九世纪物理学最大的谜团，这种“原子-虚空”的图景从古希腊一直延续到十九世纪，但在电磁理论中， 麦克斯韦的理论带来了本体论的深刻变革，场的作用是渐进的、邻域的，其中最著名的是迈克尔逊-莫雷实验。

场的出现，它不能被还原为局域的“东西”，物理学本体论从“离散”走向“连续”， 以太的观念是牛顿绝对空间的一种变体，一个点上的场只受其邻近点的场影响。