十年实验误差0.0235%，引力常数G之谜未解

一个信封，一个隐藏的数字，十年的等待。

2024年7月11日，美国国家标准与技术研究院（NIST）物理学家斯蒂芬·施拉明格站在科罗拉多州一场精密测量学术会议的讲台上，颤抖地打开了那个信封。里面藏着一个秘密数字，是他请同事单独保管的，目的只有一个：不让自己在实验还没结束时就知道结果，从而避免无意识地把数据往期望值上引导。

这是科学史上少见的自我屏蔽实验设计，背后是一个困扰物理学界超过225年的老问题，万有引力常数G，也就是物理学家口中的"大G"，到底精确等于多少？

这项耗时十年、2026年4月正式发表于《计量学》期刊的研究，给出了一个新的测量值。但它带来的，不是答案，而是更深的困惑。

大G是牛顿万有引力定律的核心参数，它决定了宇宙中任意两个有质量的物体之间引力的强度。无论是地球拉住月球，还是星系间的引力拉扯，都由这个常数参与计算。理论上，它是宇宙中处处相同的普适常数，比光速、普朗克常数等基本物理常数毫不逊色。

但在测量精度上，大G是所有基本物理常数里最拿不准的那一个。

原因在于引力太弱了。一块指甲盖大小的磁铁吸起一枚回形针，产生的电磁力已经超过了地球对这枚回形针的全部引力。在实验室里，研究者必须测量几十千克重的金属块之间那极其微弱的引力拉扯，这种力量小到令人绝望。

更麻烦的是，各个顶尖实验室独立测出的大G值，彼此之间并不完全一致。不同测量结果之间的偏差大约在万分之一量级，乍看微不足道，但在精密物理学里，这个差距远超正常实验误差的范围，无法用仪器抖动或环境扰动来解释。

这个差异的来源至今不明。有人怀疑是各实验室存在尚未发现的系统性误差，也有人提出了更大胆的猜测：也许引力的理论框架本身，还有什么我们没有理解透的东西。

施拉明格团队此次实验的思路是复刻：选取2007年法国国际度量衡局（BIPM）在塞夫尔完成的一项高精度大G测量实验，原样搬到马里兰州的NIST实验室里重新做一遍。

逻辑很清晰：如果两个独立的实验室用同一套仪器设计得出相同的结果，就能对那个结果的可靠性建立更强的信心，进而帮助收窄不同测量值之间的差距。

当外层质量块的引力牵动内层质量块，细丝开始扭转，研究者通过测量扭转角度计算出引力大小，进而推算出大G的数值。团队还引入了第二种独立方法：对内层质量块施加电压，产生可以精确测量的静电力来抵消引力，从电平衡点反推G值。两种方法互相印证。

此外，团队还额外用铜和蓝宝石这两种成分完全不同的材料重复了实验，以排除材料本身对结果的影响。测量结果几乎完全一致，材料因素被排除。

打开信封的那一刻，施拉明格的轻松随即变成新的忧虑。

NIST的最终测量值为6.67387×10⁻¹¹ 立方米每千克平方秒，比2007年BIPM的测量结果低了0.0235%。

两个精心设计、互相验证的高精度实验，用的是同一套仪器原型，在不同大陆上独立完成，结果还是对不上。差距很小，但清晰存在，无法被误差吸收。

"每一个测量值都很重要，因为真相很重要，"他说。"对我来说，准确测量是一种给宇宙带来秩序的方式，无论数字是否与期望值一致。"

完成这项研究后，施拉明格宣布将这道难题留给下一代物理学家。

那个信封里的数字，最终没有带来终点，而是打开了一扇新的门，门后的问题还在等待回答。