引力无处不在。正是这种力量将地球固定在其围绕太阳的轨道上，阻止树木永远向上生长，并让我们的早餐麦片留在碗里。它也是我们理解宇宙的重要组成部分。
但这种力量到底有多强？我们知道，无论物体是像羽毛一样轻还是像石头一样重，引力都起着相同的 [作用]，但除此之外，科学家们在研究了几个世纪的宇宙引力之后，并没有对这个问题给出精确的答案。
根据艾萨克·牛顿的万有引力定律，将两个物体（或粒子）拉在一起的引力随着这些物体的质量越大、距离越近而越强。例如，两根相距五英寸的羽毛之间的引力比两根相距相同距离的苹果之间的引力要弱。然而，引力的精确计算依赖于一个称为引力常数的通用变量，在方程中用“G”表示。
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物理学家不确定“G”的确切值。但来自瑞士的一种新方法可能会为我们如何更好地检验引力提供新的见解。
“这些基本常数，它们基本上已经融入了宇宙的结构，”国家标准与技术研究院物理测量实验室的物理学家Stephan Schlamminger说。“人类可以通过实验来找出它们的值，但我们永远无法知道真实的值。我们可以越来越接近真相，实验可以越来越好，我们最终会逼近真实的值。”
为什么“G”如此难以测量？
Schlamminger 说，与计数不同，测量本身就存在不精确性。他目前是国际理论与应用物理联合会牛顿引力常数工作组的主席。
“如果你拿一把卷尺测量一张桌子的长度，假设它落在两个刻度之间。现在你必须用你的眼睛去判断 [数字] 在哪里，”他说。“也许你可以用显微镜之类的东西，测量技术越先进，你的不确定性就会变得越小。但总会有不确定性。”
Schlamminger 说，引力常数也面临同样的挑战，因为研究人员总是会以某种增量形式测量两个物体之间的力，这要求他们在结果中包含一些不确定性。
此外，实验室中物体之间可以测试的引力总是受到设施规模的限制。因此，用复杂的工具来测量各种质量就变得更加棘手。
最后，测量结果中总会出现干扰，苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）力学和实验动力学教授Jürg Dual说。他进行了一项新实验来重新确定引力常数。这是因为任何有质量的物体都会对附近所有有质量的物体产生引力作用，所以实验者需要能够从测试结果中排除地球引力、自身引力以及所有其他有重量的物体的影响。
物理学家们尝试过哪些实验？
1798 年，亨利·卡文迪什使用一种称为扭秤的技术，为测量引力常数的实验室实验树立了标准。
该技术依赖于一种改良的摆。一根两端带有测试质量的杆子从中点悬挂在一根细线上。由于该杆子与地球的引力场是水平的，卡文迪什能够从测量中消除大部分行星引力。
卡文迪什使用两个直径为两英寸的小铅球作为他的测试质量。然后，他增加了另一组质量，即直径为 12 英寸的较大铅球，这些铅球单独悬挂在测试质量的旁边，但彼此靠近。这些被称为“源”质量。这些较大铅球的拉力导致导线扭曲。从扭曲的角度，卡文迪什和他的后继者能够计算测试质量和源质量之间作用的引力。由于他们知道每个物体的质量，他们就能计算出“G”。
Schlamminger 说，卡文迪什之后的几百年里，实验者们也使用了类似的方法，但他们找到的“G”值或不确定性范围并不总是相同的。而且，计算不确定性上的差异是一个“巨大的谜团”。
因此，物理学家们继续设计新的“G”测量方法，希望能有一天能得到更精确的结果。
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就在本月，由 Dual 领导的一个瑞士团队在《自然物理学》杂志上发表了一种新技术，该技术可能会消除周围环境的噪音，并产生更准确的结果。
实验装置包括悬挂在真空室中的两根一米长的梁。研究人员使一根梁以特定频率振动；由于两根梁之间的引力，另一根梁也开始运动。研究小组使用激光传感器测量了两根梁的运动，然后根据一根梁对另一根梁的影响计算了引力常数。
他们的初步结果得出的“G”值比数据科学技术委员会（CODATA）推荐的官方值（6.67430×10−11 m3⋅kg−1s−2）高出约 2.2%，并且具有相对较大的不确定性范围。
“我们的结果或多或少与先前的实验确定‘G’的结果一致。这意味着牛顿定律也适用于我们的情况，尽管牛顿从未考虑过我们所呈现的情况，”Dual 说。“未来，我们将更加精确。但就目前而言，这只是一个新测量。”
Schlamminger（他没有参与这项新研究）说，这是一项进展缓慢但全球协作的努力。“一篇关于大“G”的论文非常罕见”，所以尽管他们的结果可能不是引力常数最精确的测量值，“拥有一种新方法和另一项测量值添加到宇宙中最重要（也最沉重）的数学常数之一中，这令人兴奋。”
