من المفاهيم الهامة في الفيزياء اليوم مفهوم المجال. ولكن للأسف فان مفهوم المجال ليس مستساغا لدى بعض الدارسين فدعونا نتعرف على مفهوم المجال وما هي قصة المجالان الكهربائي و المغناطيسي بصفة خاصة.

في الرياضيات مفهوم المجال يعني دالة تعتمد قيمتها على المكان. اضرب مثالا: لو تخيلنا فضاءا ما ثنائي الابعاد. طول و عرض اما الارتفاع فهو غير مهم. فلو تخيلنا ان لدينا قطعة ارض موجودة في هذا الفضاء وقسمنا هذه الأرض الي قطع ارض اصغر. ونحن نريد الان ان نبيع قطع الارض الصغيرة فنلاحظ ان لكل قطعة ارض ثمن يختلف عن باقي القطع الاخرى. فهذه قطعة ارض مثلا تقع على شارع فلها سعر اما قطعة ارض اخرى فتقع على شارعين فلها سعر اعلى. وقطعة ارض قد تكون اكثر خصوبة فلها سعر مختلف. وهكذا فان توزيع السعر على المكان هو المجال.

مثال اخر اذا تصورنا فضاء ثلاثي الابعاد كغرفة مثلا وقسنا درجة الحرارة في هذه الغرفة فاننا نجد ان درجات الحرارة ليست واحدة عند كل نقاط الغرفة. قد تكون درجات الحرارة متقاربة ولكنها ليست واحدة. فربما تكون النقاط الاقرب للأرض اقل حرارة منها للتي هي اقرب للسقف.

اذن فالمجال هو دالة ما بدلالة س و ص و ع اللتي هي محاور المكان المختلفة. اما قيم هذه الدالة فقد تكون سعر او حرارة او قوة تؤثر عند النقاط او  اي شئ اخر.

اول من ادخل مفهوم  المجال هو العالم الانجليزي مايكل فاراداي اللذي نظر للظواهر المغناطيسية والكهربائية بشكل مختلف. حيث كان العلماء في هذا الوقت اذا نظروا الى الظاهرة المغناطيسية مثلا فانهم اول ما يهتمون به هو المغناطيس نفسه. لكن فاراداي نظر للأمر بشكل مختلف. فاذا وضعنا قطعة مغناطيس في نقطة ما في المكان فانها تؤثر في المكان كله بغض النظر عن وجود جسم مجذوب ام لا. فالمكان ليس خاويا. فعند كل نقطة في المكان هناك قيمة تعبر عن قوة تأثير المغناطيس على قطعة حديد افتراضية موجودة عند هذه النقطة.

السهم عند كل نقطة يوضح اتجاه الحركة

هنا وضع فاراداي عند كل نقطة في المكان سهم صغير يوضح اتجاه حركة قطعة الحديد عند هذه النقطة. ثم قام فاراداي بتعديل فكرته والتوصيل بين هذه النقاط فحصل على خطوط المجال اللتي بعض صفاتها الاتي:

1 المماس للخط عند نقطة ما يعبر عن اتجاه الحركة عند هذه النقطة.

2 كثافة وتركيزخطوط المجال عند منطقة معينة تعبر عن شدة المجال في هذه المنطقة

3 هذه الخطوط لا تتقاطع لانه اذا تقاطع خطان لانتفت صفة الدالة. لانه اصبح لدينا مماسان عند نقطة واحدة واصبح هناك اتجاهان للحركة وليس اتجاه واحد

4 خطوط المجال تخرج دائما من القطب الشمالي للمغناطيس باتجاه القطب الجنوبي  او من الشحنة الكهربائية الموجبة الى الشحنة الكهربائية السالبة في حالة الكهرباء

اتجاه المماس يوضح اتجاه الحركة

وكان تفكير فاراداي ثوريا. فهو قد عكس السؤال وفعل كما فعل جاليليو من قبل حيث كان السابقون لجاليليو يتسألون عن سبب حركة جسم ما وكأن السكون هو الشئ الطبيعي والحركة هي الشئ الغير طبيعي وكانوا يتسألون لماذا لا يتوقف جسم متحرك؟ ولكن جاليليو عكس السؤال وقال لماذا يتوقف جسم متحرك؟  ان الحركة شئ طبيعي كما السكون تماما. والطبيعي الا يغير جسم حالته. فاذا توقف جسم متحرك عن الحركة فهنا فقط يجب السؤال عن السبب وعن اي قوة اثرت على الجسم المتحرك فغيرت حالته. وما هو سبب التوقف. هكذا كان الحال مع فاراداي فقد كان العلماء قبله يعنون بدراسة المغناطيس او الشحنات الكهربائية نفسها ولكن فاراداي قال ان الاهم هو المجال اما سبب هذا المجال فهو غير مهم. فالعبرة بوجود هذا المجال وشكله لانه هو صاحب التأثير النهائي على الموجودات في المكان.

وبدا الامر في البداية ان تصور المجال تصور ساذج وانه ليس اكثر من مجرد وسيلة مساعدة وليس حقيقة قائمة في حد ذاتها. حتى اتي العالم الاسكتلندي ماكسويل اللذي ترجم هذه الصور المتخيلة من فاراداي الى معادلات رياضية دقيقة. وهذه المعادلات هي اللتي تستخدم حتى اليوم. وبناء على تصور المجال نشأت نظريات علمية كبرى كالنظرية النسبية العامة ونظرية الكم واصبح مفهوم المجال من المفاهيم الاساسية اللتي لا غني عنها.