場
“場は空間を占有し、エネルギーを含み、その存在は真の真空を排除する。真空は物質がない状態であるが、場は存在する。場は“空間内の状態"を生み出すことで、その中に粒子が置かれたときに、粒子は力を感じることができる。”
もし電荷が動かされた場合、他の電荷への影響は瞬時に現れる訳ではない。動かされた電荷は運動を与えたものからの反作用力によって運動量を得るが、別の電荷への影響は瞬時には伝わらない。動かされた電荷からの影響力は光速で運動して、他の電荷に到達してからその粒子へ運動量を与える。この電荷へ影響力が伝わるまでの間、伝えられるはずの運動量はどこにあるのか?運動量保存の法則が成立する限り、それはどこかになくてはならない。物理学者たちは、"力を解析するために非常に便利なもの"として場の中に運動量が存在すると考えることを発見した。
この有用な考え方により、物理学者たちは電磁場は実際に存在すると信じるようになり、現代物理学の全体系のパラダイムを支える場の概念を構築していった。ジョン・ホイーラーとリチャード・ファインマンは、場以前のニュートンの遠隔作用の概念を検討した(一般相対性理論と量子電磁力学の研究のために場の概念は当面有効なので、彼らはそれらの遠隔作用の検討は後回しにされた)。
"電磁場は運動量とエネルギーを持つことができるという事実は、場を非常に現実的なものにする。すなわち、粒子は場を作り、その場は他の粒子に作用する。そして、場は、ちょうど粒子が持つ性質と同じように、エネルギーや運動量というおなじみの性質を持つ"。
場と場の力学を記述する理論を場の理論と総称する。通常、これは場のラグランジアンまたはハミルトニアンを記述し、それを無限自由度の系の古典力学または量子力学として扱うことによってなされる。数学的な道具立てから、あるいは物理的な背景から、量子力学にもとづく場の理論を場の量子論と呼び、それ以外の古典力学にもとづく理論を場の古典論と区別することがある。
場の量子論は場の古典論を含む理論であるが、場の古典論は量子力学効果が現れない領域では依然として非常に有用であり、現在も研究が盛んな領域である。物質の弾性、流体力学およびマクスウェル方程式の領域がそうである。
物理学において、重力相互作用や電磁相互作用など、基本的な相互作用とされる相互作用がいくつか存在し、それらに対応する場の理論が研究されている。統一場理論は、重力を除く種々の場を統一的に説明する理論を指す。物理学の基礎研究における一つの目標は、そのような統一場理論を得ることである。