「場」は存在しているのでしょうか

質問

大学１回生のものです。

電場などの「場」は存在しているものなのでしょうか。
それとも物理現象を説明するために、人間が勝手に頭の中で考えているだけのものなのでしょうか？

教えていただけたら幸いです。
愚問でしたら申し訳ないです。

回答No.1

keydaimon · ベストアンサー

科学とは、人間が実験データなどで反論できない状態であれば成功だと考えています。

よって科学の深い領域に行くにつれて、「解釈」という「哲学」がでてきます。顕著なのが「量子力学」です。解釈によって、こう考えることができる、というものになります。

つまり、場の考え方も人間の解釈です。例えば電荷が他の電荷に及ぼす影響についても「近接作用」と「遠隔作用」の考え方があります。

前者は、例えば+の電荷が近くの「場」を伝わっていった結果-の粒子に作用する、と考えます。後者は+の電荷がいきなり-の電荷までワープして力を及ぼす、と考えます。どちらにしても結論は同じです。

そのあたりは、「これこれ＝これだ」という考え方では通用しないというのが、答えです。近くに議論できる友達（普通に考えるとあまりいないですが）か先生を捕まえていろいろ話すといいと思います(^^)b

特に先生には質問攻めで、攻め倒しちゃいましょうｗ

お礼

解釈の問題ということですね。
先生にも聞いてみようと思います。

ありがとうございました。

回答No.6

DIGAMMA

こんにちは、

　確かに、「場が存在する」と仮定して、更にそれに当てはまる数式も完成しているならば、「場が存在する」とした方が、何かと便利かと思います。

　しかし、一方では、例えば「電場」のように、ある時空間上の閉領域に対し、それが存在する場合としない場合に「その領域の何が異なるのか」という設問に対して、何も答えはないのも事実です。

　大昔の人が「何故、太陽は輝くのか」という質問に答えられなかったのと同様に、「真実はもう少し未来にならないと分からないのでは？」という気がします。

　P.S. 人間が「考える」という行為の真相はもっと不可思議ですよね。

お礼

「場」がある空間と、「場」がない空間の違いは未だわからずということですね。

「考える」ということは確かにもっと不可思議ですね。そもそも考えとは何だという気になります。
哲学的ですね。

ありがとうございます。

回答No.5

string

電磁気学が形成されるにあたって、ウェーバーらを中心とする遠隔作用論と、ファラデー、トムソン、マックスウェルによる近接作用論とがありました。
結局、近接作用論の方が電磁気現象を記述するのに便利であることがわかりました。場の概念は便利なだけなのか不可欠なのかが問題です。変移電流の発見と、電磁波現象の発見は近接作用論でなければ発見できなかったでしょうし、遠隔作用論では解釈できないので、場は不可欠なものという認識に到りました。電磁波の伝達に時間がかかることは実験的に検証されています、これを遠隔作用論で解釈しようとするのは無理があります。
さらに、1950年代にラムシフトという現象を理論的に説明することに朝永らがくりこみ理論を使って成功しました。くりこみ理論は、電子がまわりに電場をつくり、さらにその電場から電子が反作用を受けるという考えに基づいています。遠隔作用論の立場ではこのようなことは起こらないので、場の実在性を示すものと言えましょう。
以上の意味で、「場は存在している」と現代の物理学者は考えています。

お礼

電子が作り出した「場」から、その電子が力を受けるんですか？すごい…驚きました。
それならば「場」は実在しているみたいですね。
かなり興味がわきました。

ありがとうございます。

回答No.4

apple-man

「場」は物理量を定義したり、測定したり
することのできる空間のことで、
電場は測定できるので存在して
います。

　ベクトルポテンシャルという場は、
かつては計算上の都合から
仮定されたものだと思われていた
わけですが、電子線のずれで
測定されました。

お礼

定義からすると「場」は「空間」の一種(？)なんですね。
とすれば、やはり「空間」の考え方が重要な気がしてきました。

ありがとうございます。

回答No.3

torahuzuku

今晩は。
空間に電場Eがある時、その空間には1/2*εE^2の静電エネルギーがあります。このように空間の状態が電場Eと誘電率εで表されるのであれば、その電場が何によって作られたかは無関係に上式は一般的に成立する関係式であり、このことは電場がそれを作る電荷と無関係に一つの物理的実在であると言えるのではないでしょうか。

電磁場のエネルギー密度をuとおくと、
u=εοE^2 と表され、電磁波の速さはcなので、運動量の大きさを、
P=mc と書けばmは電磁波の慣性質量密度と考えることが出来ます。
このように電磁場がエネルギーだけでなく、運動量も
持っていることは、電磁場が物理的実在であることを
示していると言えるのではないでしょうか。

お礼

電磁気学はまだほとんど勉強していないのですが、
電磁場自体にエネルギーや運動量があるのですか。
知りませんでした。驚きです。
それならば物理的実在なのかもしれないですね。

ありがとうございます。

回答No.2

hanako171

量子力学はわかりませんが、電磁場、重力場については、
それぞれ、磁力の作用する「空間範囲」、「空間上」の
電位の変化率、重力の作用する「空間＝時空」と考える
なら、「場」≒「空間」となりますので、そういう意味
の「場」は存在します。

と思います。

お礼

なるほど電位の変化率というものは確かに存在しているような気がします。
でも「率」と言うぐらいなので、物質のようにそこに何かがあるというわけではなく、概念的に存在しているのかなと思いました。
重力場については全然勉強していないのですが、では空間とはなんだろうかと思いました。
勉強します。

ありがとうございます。