理查．沃夫森

地球不見了，月亮會知道？
假定地球突然消失。那麼在四十萬公里之外的月球，會如何、何時「知道」應該放棄圓周軌道（這是地球重力所造成的），並開始以直線運動，也就是牛頓定律告訴我們，當月球不受外力影響之時所該採取的路徑。就牛頓的觀點，若真有其事，月球應該會立刻知道地球不見了，因為根據牛頓對重力的描述，地球重力會「向外伸出」並跨越沒有東西的太空，瞬間就「拉住」月球。一旦把地球挪走，那種拉力（重力）就會立刻消失。牛頓的這種觀點稱為超距作用（action at a distance），理由很明顯。

另外還有一種觀點來看地球和月球的互動，乍看之下，這種觀點或許是相當複雜抽象，實在沒有必要。不過，隨後當你逐步培養出光學知識，這在你的進步過程中就會極端重要，而且在討論相對論的來龍去脈之時，這也絕對不可或缺。就算在初步階段，或許你就會察覺，這項新觀點具有更完滿的哲理。

底下就是這項觀點：若把重力描述為一種超距作用，那麼月球必然是當下就能了解，遠方地球出現了什麼狀況。但是這怎麼辦得到呢？倘若月球只需要知道眼前鄰近地區的現象，並只對局域狀況作出反應，那就會可信得多。進入「場」的概念。我們想像地球會產生出一種作用，稱為重力場（gravitational field），並影響及於其周圍的所有空間。把某個物體擺在地球附近，就會在那個位置感受到地球重力場，而不是被什麼神祕的超距作用所拉扯。物體會感受到朝向地心的作用力，從而對那種場作出反應；該作用力的強度，就要看物體的質量和重力場的強度而定。既然距離地球愈遠，重力就會隨之遞減，重力場的強度也必然是如此。我們可以在場中選擇定點，並由此畫出箭頭來顯示其強度和方向，這樣就能描繪出重力場。

當我們介紹場的理念時，就是拋掉了簡潔卻含有晦澀哲理的超距重力概念。改用場的概念來說，作用力是在局域形成，產生自空間裡的任何一點的重力場。地球並不是直接施力，而是在附近產生一種重力場，物體則是對場作出反應。這種觀點很複雜，卻增加了一種嶄新的單純特性：這樣一來，物體就不必知道遠距某處的狀況，而只需要了解眼前附近所發生的事情。

當然了，最後的結果還是不變。月球、太空船，還有墜地的蘋果，舉止還是會一如牛頓的預測。只有我們對這種發生過程的敘述要改變，如今這類物體都是就所在位置，對地球的重力場做出反應，而不是對地球做反應。不過，到目前為止，超距作用和場的觀點所預測的物理結果還是完全一致。

讓我們回到那個問題：萬一地球突然之間消失了？目前我們還不能明確回答那個問題，不過，場的概念至少讓我們還有些轉圜的空間。在地球這個位置發生的事情，對月球並不重要，重點是這會決定月球運動的局域重力場。那麼，當地球消失之時，各地的重力場是否也會跟著消失？或者，那裡的場有某種獨立存在特性，於是要花一點時間，遠在月球位置的場才會得知地球已然滅亡？事實上，答案是後者，我們會在隨後各章探討這點。不過，就目前而言，只要說明場的概念，為我們帶來一種嶄新的重要物理實體—在此而言是重力場，並擁有（至少是暫時的）獨立存在的特性。

地球不見了，月亮會知道？ 假定地球突然消失。那麼在四十萬公里之外的月球，會如何、何時「知道」應該放棄圓周軌道（這是地球重力所造成的），並開始以直線運動，也就是牛頓定律告訴我們，當月球不受外力影響之時所該採取的路徑。就牛頓的觀點，若真有其事，月球應該會立刻知道地球不見了，因為根據牛頓對重力的描述，地球重力會「向外伸出」並跨越沒有東西的太空，瞬間就「拉住」月球。一旦把地球挪走，那種拉力（重力）就會立刻消失。牛頓的這種觀點稱為超距作用（action at a distance），理由很明顯。 另外還有一種觀點來看地球和月球...