一项于2026年公布的NIST新实验，旨在精确测量万有引力常数 G，但其结果非但没能统一科学界长久以来的分歧，反而加深了这一物理学谜团。尽管实验采用了严谨的盲分析方法，并揭示了许多以往被忽视的系统性误差，但其测得的G值与其他高精度实验及国际推荐值均不吻合。这表明，尽管我们未能得到一个确切的答案，但科学的进步恰恰体现在对误差来源更诚实、更全面的识别与量化上，为未来的测量指明了方向。
引力的独特难题
宇宙中有四种已知的基本力：电磁力、引力、强核力和弱核力。其中，电磁力的强度我们已经测量得极其精确，而不确定性小于十亿分之一。但引力——第一个被发现的基本力——的测量却异常困难。
- 引力极其微弱：两个电子之间的引力，比它们之间的静电排斥力要小四十多个数量级。
- 测量结果难以统一：尽管科学家们使用了多种精密方法进行测量，但不同团队的结果始终无法达成一致。这导致万有引力常数 G 的值只精确到约千分之一，不确定性出现在第四位有效数字上。
G 的首次测量：从牛顿到卡文迪许
科学地理解宇宙，在很大程度上始于对引力的探索。艾萨克·牛顿 (Isaac Newton) 认识到，无论是天体运行还是地面上的物体下落，都源于同一个根本原因——引力。他提出了著名的万有引力定律。
然而，牛顿的理论有一个难题：在观测行星围绕太阳运动时，我们只能测量到引力常数（G）与太阳质量（M）的乘积（GM），而无法将 G 单独分离出来。
要想知道万有引力常数是多少，我们需要一种方法，将其从不确定的天体质量中解耦出来。
直到18世纪末，亨利·卡文迪许 (Henry Cavendish) 才利用其导师设计的 扭秤 (torsion balance) 实验，首次在实验室中独立测量了 G 值。
这个巧妙的装置通过测量实验室内两个大质量物体对两个小质量物体的微弱引力，导致悬挂细丝扭转的角度，从而计算出引力的大小。卡文迪许的测量结果换算成现代单位后，与当前公认值的差距仅为1%左右，这是一个了不起的成就。
越测越乱：现代测量的困境
自卡文迪许以来，G 的测量精度在不断提高。从19世纪到20世纪末，不确定性从0.2%一路降低到0.012%（八千分之一）。除了扭秤法，科学家还开发了其他方法，如摆式测量法和原子干涉法。
然而，一个严重的问题浮现出来：
- 不同团队，甚至使用相同方法的团队，得出的 G 值存在显著差异。
- 一些结果低至 6.671 × 10⁻¹¹，而另一些则高达 6.676 × 10⁻¹¹。
- 2018年，中国一个团队用两种方法测出了当时最精确的两个G值，但这两个值本身也存在五倍于其声称不确定度的差异。
这迫使科学界承认，许多实验可能低估了系统误差。我们对G值的确定性，实际上只能达到约0.05%（两千分之一）的水平。
2026年NIST实验：加深谜团
为了解决这一难题，美国国家标准与技术研究院（NIST）的科学家 Stephan Schlamminger 领导团队进行了长达十年的实验。为了避免预期结果带来的偏见，他们采用了一种 “盲分析” 方法：一位不参与实验的同事将实验中关键物体的真实质量信息加密封存，直到数据分析全部完成后才揭晓。
2026年4月，结果公布：
- G = 6.67387 × 10⁻¹¹
- 不确定度仅为 0.0057%
然而，这个高精度的结果非但没有解决争议，反而让情况变得更加复杂。它比其试图复现的早期法国实验结果低了0.025%，也比2018年中国的测量结果低约0.01%。
“失败”中的进步
尽管未能给出一个确定的答案，但NIST的这项实验仍然是突破性的，代表了科学的真正进展。
- 推广了盲分析方法：这种方法能有效防止“实验者偏见”，应成为未来所有类似研究的标准实践。
- 识别了被忽视的误差源：团队发现了一系列之前被低估的系统性效应，例如：
- 测试质量并非完美的球体。
- 气体压力在源质量运动时产生的扭矩。
- 仪器测量中的非线性效应。
- 单个测量数据集之间差异所暗示的“暗不确定性”。
正如研究人员在论文中所写：
“我们总不确定性的增加，并不反映测量性能的下降，而是对系统性极限更完整的描述。通过明确包含由我们各个数据集的分散性驱动的‘暗不确定性’，我们相信这个结果为该设备能达到的真实精度提供了一个更稳健的估计。”
科学的进步很少是一蹴而就的。这项工作恰恰展示了实验科学的核心精神：诚实地识别和量化误差，为后人铺平道路。每一次精确的测量，无论结果是否符合预期，都是我们逼近真实世界真相的重要一步。