法拉第力線01 場還可以分為「經典場」和「量子場」兩種，依據場的值是數字或量子算符而定;場是由力線所組成的，許多力線組成一力管，

力線（Field line）與場（Field）
國立彰化高級中學物理科劉翠鵑老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

磁石吸鐵及琥珀摩擦生電等現象早在古希臘時代就開始被研究，但要一直到18世紀，富蘭克林、庫倫、安培等人，研究靜電之間電作用與靜磁之間磁作用，才是電磁學發展的開始。當時，一位想像力豐富的實驗天才，法拉第（Michael Faraday）做了一個簡單的實驗，在白卡紙上灑上鐵粉，並在紙下放一磁極，輕敲卡紙後，鐵屑在磁鐵周圍連成規則曲線，這樣圖線吸引著他，心想著”空間中真的如牛頓所說的，除產生超距力的粒子以外一無所有嗎？” 

1820年，電學發展史上不平常的一年，奧斯特（Hans Orsted）發現了電流磁效應，電與磁兩種現象相關性的研究，從此揭開了序幕。電能產生磁，那磁能否產生電呢？當時許多人投入對這個問題的探索，法拉第也不例外。1826年，法拉第把一小磁針放在導線周圍進行試驗，發現小磁針有環繞導線運動的傾向。1831年，他又設計一實驗，如圖所示，當通過水銀槽接通電流後，左側磁棒的上端會繞導線下端旋轉，右側導線下端會繞磁棒上端旋轉。這個電磁轉動實驗與奧斯特的磁針偏轉實驗一樣，都是代表磁力有轉動傾向，也讓法拉第直覺地意識到環繞載流導線周圍存在一種圓形的作用「線」，就像鐵屑在磁棒周圍所呈現的曲線。他心想，這種「線」使由於電流通過導線時，在導線周圍的介質所引起的「張力」狀態造成的，而磁棒也會引發這種狀態，這種狀態會從張力的源頭（載流導線或磁棒）傳播出去，法拉第把這些線稱為「力線」。

嚴格來說，法拉第並不是第一個提出「力線」觀念的人。在更早之前，英國人吉伯特(William Gilbert)寫了第一本有系統地研究電磁現象的書「論磁」，在此書中就已經提出了「力線」之觀念，說明磁性物質發出一種「力線」，其他磁性物質遇到了這「力線」便受到力之作用。

1837年，法拉第在研究介質對電力的影響時發現，用一絕緣材料（電介質）隔開的兩導體板，比被真空或空氣隔開的導體板，可以容納更多的電荷，而且導體板間插入的絕緣材料不同，容納的電荷量也不同。1845年，法拉第又有了新的發現，他將各種物質做成條狀懸吊於兩磁極之間，發現有些物質長條兩端會指向磁鐵的南北極，且有向著磁力強移動的趨勢，他把這些物質稱為「順磁性體paramagnetic」；發現玻璃、銅、鉍等物質，會轉向與磁力線垂直的方向，且有向著磁力弱移動的趨勢，稱為「反磁性體diamagnetic」。他拿了手邊許多東西試驗後，發現只有少數物質具有順磁性，多數物質都具有反磁性。

1851年，法拉第發表了「論磁力線」一文，他將電場磁場比擬成流體場，用力線的圖像對場作了直觀的描述。他說，場是由力線所組成的，許多力線組成一力管，將電性相反的電荷與極性相反的磁極連結起來，力線上任一點的切線方向即該點場的方向，力線愈密則場的強度就愈強，反之亦然。
古典力學中也有場的概念，但古典力學中的力線相對於場源是固定在場源上的，像是車子輪子上的輪輻故釘在鋼圈上，輪子轉動或移動時輪輻會跟著運動一樣，而力線也會跟著場源運動，說明超距力（當時只有引力）的傳遞是不需時間的。然而，法拉第的場，卻是表明力線相對於場源（即電荷或磁極）是可以運動的，其實場的傳遞如同水波、聲波的傳遞一樣，傳遞具有一定速度，故電荷或磁體之間的作用都是需要時間的，而非古典所說的瞬間發生。

法拉第用力線描述場的方法以及關於力線的特徵一直被沿用至今。
現在，物理上對「場」有更廣的定義。場是一個以時空為變數的物理量，分為純量場、向量場和張量場三種，依據場在時空中每一點的值是純量、向量還是張量而定。例如，古典重力場是一個向量場：標示重力場在時空中每一個的值需要三個量，此即為重力場在每一點的重力場向量分量。更進一步地，在每一範疇（純量、向量、張量）之中，場還可以分為「經典場」和「量子場」兩種，依據場的值是數字或量子算符而定。
場被認為是延伸至整個空間的，但實際上，每一個已知的場在夠遠的距離下，都會縮減至無法量測的程度。例如，在牛頓萬有引力定律裡，重力場的強度是和距離平方成反比的，因此地球的重力場會隨著距離很快地變得不可測得（在宇宙的尺度之下）。