宇宙中的第五种力 迄今为止，多数科学家认为，在 宇宙中存在着四种力：第一种是引 力，它是一个物体或粒子对于另一 个物体或粒子的吸引力，是四种力 中最弱的一种。第二种叫做电磁力， 由于它的作用，形成了不同的原子 结构和光的传播。第三种是强相互 作用力，它把原子核内部各个粒子 紧紧地吸引在一起。第四种是弱相 互作用力，它使物体产生某种輻射。 那么是否还有第五力呢？颠扑不破的真理 早在17世纪，伟大的意大利物 理学家伽利略，曾以一次具有深远 意义的实验，挑战亚里士多德的经 典信条。他在高高的比萨斜塔上, ▲意大利物理学家伽利略??? 将2个质量不等的铁球同时投下，结果2个铁球同时着地。他得出结论 说，任何物体，不管是一个铁球还是一根羽毛，如果在真空中自由下落，其加速度必然 是一样的，因而必定同时落地。他的这一观点，直接推动牛顿总结力学三大定律，而爱 因斯坦的相对论也是在这一基础上提出来的。 1992年，匈牙利的劳伦特?冯?富佛斯等在一次实验中发现：不同重量物体的下落 时间略有不同。可当时这一发现却未引起人们的重视。近20余年来，美国的朗格等对富佛斯的实验重新进行分析，他们发现：真空情况下， 鸡毛和铁块的下落速度确实不同，而且鸡毛的下落速度要略大于铁块。请注意，现在是轻 物要比重物下落得快，这又是什么原因呢？ 朗格根据自己的实验及1891年以来有相当可靠程度的7组实验结果认为，在实验室 尺度上，牛顿的引力平方反比定律和实验相比有一系统的偏差，这个偏差，可以表示为引 力常数随距离的变化。此后，对大量地球物理实验结果的分析证实了它的存在，并把它归结为存在一种不 同于牛顿引力的新力，称之为第五种力。正是由于这种新力的暗中作梗，才使得在朗格的实验中鸡毛先着地。 一个以美国物理学家费希巴赫为首的科研小组，通过实验，同样发现不同质量的物 体，在真空中实际上并不具有相同的重力加速度。费希巴赫推测，其原因可能是在物体下 落时除了受到引力的作用以外，还受到一种尚不为人知的力的作用。按照费希巴赫的看法，现在新发现的这种力，应该是宇宙中的“第五种力”，它是一 种排斥力，只能在几英尺到几千英尺的有限距离内对物体起作用。这可能是以一种“超电 荷”形式出现的。从实验中可以推断出，“超电荷”抵消了一部分引力的作用，从而减缓 了下落物体的加速度。减速的值取决于质子和中子的比，而且和原子的总质量，即质子、 中子总质量加上结合能值成反比。由于结合能的大小随原子而异，它所产生的这第五种力 也就能随结合能大小而异。由此得出的结论是两个体积不同的物体，如一个体积较小的铁 块和一个体积较大的木块，即使它们的重量完全一样，也将因为它们结合能的不同而以稍 稍不同的速度下落。铁原子的结合能要比木块结合能大,所以铁块的下落速度要比木块的 稍慢。费希巴赫小组的新发现，在科学界引起极大的兴趣。同时，围绕是否存在第五种 力，也展开了激烈的争论。 许多科学家在进行各种有关引力的实验时，也同样遇到了无法单纯以引力解释的现 象。因此，一些科学家提出了一些支持费希巴赫的证据。但是，也有为数不少的科学家坚 持声称，他们自己的实验表明，目前还找不到存在第五种力的证据。美国科罗拉多州的实验物理联合研究所计划重做伽利略的落体实验，并采用激光来检“超负载力”不能归于四类中的任何一类，只能独立成为“第五种力”。 也有不同的声音认为，引发鸡毛和铁球惯性差异的原因是由于相互作用，其带来的加 速度变化是由于一部分作用发生在系统内部,对外作用减少而引起的，这种变化是质量内 部机制变化，不是斥力所致，这种机制为质量屏蔽提供途径，但其力的本质仍是万有引 力。第五种力应是由质能转化产生的引力波，性质与万有引力相同，来源不同，万有引力 是质量引起的静态引力，第五种力是由质能转化引起的，是动态引力。宇宙中的引力场应 是两者共同组成，由于性质相同，不易区分。第五种力是可控制力，为人类控制物质提 供途径。试验证明 然而，第五种力是否真正存在，首先是一个实验问题。所以近20余年来，人们在实 验室里、矿井中、电视塔上、悬崖旁、海底下做了大量实验，设计了许多精密仪器，以便 证实或否定它的存在。探测第五种力的实验大致可以分成下列三类。第一类实验是把地球作为引力源，测量离地心不同距离处重力加速度的变化，以此 和按牛顿引力平方反比定律算得的理论值相比较。例如，墨西哥湾1 100平方千米范围 内海底海面的703个重力数据；澳大利亚西北昆士兰14 000个钻孔提供的地层及重力数 据等。 第二类实验是测量同一引力源（如大崖岩石）对质量相同而成分不同的物体的引力作用差别。 例如美国布鲁海文国家实验室的新型加速度仪，实验中浸在水中的悬浮铜球壳（内充满水），在高 出哈得孙河161米的崖壁的作用下，测其加速度，分 析铜与水所受到的作用力大小。第三类实验测量反物质——目前用的是反质子和正 电子——在地球弓I力作用下的加速度，如果存在与重子数 和轻子数相关的第五种力，则其加速度将和质子、电子 不同。实验计划巳获得批准，但还未取得结果。 显然，理论认识是否正确，最后要经过实验 的检验。尽管目前第五种力的存在的探 索实验多种多样，但要真正证实第 五种力的存在，尚需做更 多、更精密的实验才能做 出最终结论。