宇宙中的第五種力 迄今為止，多數(shù)科學(xué)家認為，在 宇宙中存在著四種力：第一種是引 力，它是一個物體或粒子對于另一 個物體或粒子的吸引力，是四種力 中最弱的一種。第二種叫做電磁力， 由于它的作用，形成了不同的原子 結(jié)構(gòu)和光的傳播。第三種是強相互 作用力，它把原子核內(nèi)部各個粒子 緊緊地吸引在一起。第四種是弱相 互作用力，它使物體產(chǎn)生某種輻射。 那么是否還有第五力呢？

顛撲不破的真理 早在17世紀(jì)，偉大的意大利物 理學(xué)家伽利略，曾以一次具有深遠 意義的實驗，挑戰(zhàn)亞里士多德的經(jīng) 典信條。他在高高的比薩斜塔上, ▲意大利物理學(xué)家伽利略將2個質(zhì)量不等的鐵球同時投下， 結(jié)果2個鐵球同時著地。他得出結(jié)論 說，任何物體，不管是一個鐵球還是一根羽毛，如果在真空中自由下落，其加速度必然 是一樣的，因而必定同時落地。他的這一觀點，直接推動牛頓總結(jié)力學(xué)三大定律，而愛 因斯坦的相對論也是在這一基礎(chǔ)上提出來的。

1992年，匈牙利的勞倫特•馮•富佛斯等在一次實驗中發(fā)現(xiàn)：不同重量物體的下落 時間略有不同?？僧?dāng)時這一發(fā)現(xiàn)卻未引起人們的重視。 近20余年來，美國的朗格等對富佛斯的實驗重新進行分析，他們發(fā)現(xiàn)：真空情況下， 雞毛和鐵塊的下落速度確實不同，而且雞毛的下落速度要略大于鐵塊。請注意，現(xiàn)在是輕 物要比重物下落得快，這又是什么原因呢？ 朗格根據(jù)自己的實驗及1891年以來有相當(dāng)可靠程度的7組實驗結(jié)果認為，在實驗室 尺度上，牛頓的引力平方反比定律和實驗相比有一系統(tǒng)的偏差，這個偏差，可以表示為引 力常數(shù)隨距離的變化。

此后，對大量地球物理實驗結(jié)果的分析證實了它的存在，并把它歸結(jié)為存在一種不 同于牛頓引力的新力，稱之為第五種力。正是由于這種新力的暗中作梗，才使得在朗格的實驗中雞毛先著地。 一個以美國物理學(xué)家費希巴赫為首的科研小組，通過實驗，同樣發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)量的物 體，在真空中實際上并不具有相同的重力加速度。費希巴赫推測，其原因可能是在物體下 落時除了受到引力的作用以外，還受到一種尚不為人知的力的作用。 按照費希巴赫的看法，現(xiàn)在新發(fā)現(xiàn)的這種力，應(yīng)該是宇宙中的“第五種力”，它是一 種排斥力，只能在幾英尺到幾千英尺的有限距離內(nèi)對物體起作用。這可能是以一種“超電 荷”形式出現(xiàn)的。從實驗中可以推斷出，“超電荷”抵消了一部分引力的作用，從而減緩了下落物體的加速度。減速的值取決于質(zhì)子和中子的比，而且和原子的總質(zhì)量，即質(zhì)子、 中子總質(zhì)量加上結(jié)合能值成反比。

由于結(jié)合能的大小隨原子而異，它所產(chǎn)生的這第五種力 也就能隨結(jié)合能大小而異。由此得出的結(jié)論是兩個體積不同的物體，如一個體積較小的鐵 塊和一個體積較大的木塊，即使它們的重量完全一樣，也將因為它們結(jié)合能的不同而以稍 稍不同的速度下落。鐵原子的結(jié)合能要比木塊結(jié)合能大,所以鐵塊的下落速度要比木塊的 稍慢。費希巴赫小組的新發(fā)現(xiàn)，在科學(xué)界引起極大的興趣。

同時，圍繞是否存在第五種 力，也展開了激烈的爭論。 許多科學(xué)家在進行各種有關(guān)引力的實驗時，也同樣遇到了無法單純以引力解釋的現(xiàn) 象。因此，一些科學(xué)家提出了一些支持費希巴赫的證據(jù)。但是，也有為數(shù)不少的科學(xué)家堅 持聲稱，他們自己的實驗表明，目前還找不到存在第五種力的證據(jù)。 美國科羅拉多州的實驗物理聯(lián)合研究所計劃重做伽利略的落體實驗，并采用激光來檢“超負載力”不能歸于四類中的任何一類，只能獨立成為“第五種力”。 也有不同的聲音認為，引發(fā)雞毛和鐵球慣性差異的原因是由于相互作用，其帶來的加 速度變化是由于一部分作用發(fā)生在系統(tǒng)內(nèi)部,對外作用減少而引起的，這種變化是質(zhì)量內(nèi) 部機制變化，不是斥力所致，這種機制為質(zhì)量屏蔽提供途徑，但其力的本質(zhì)仍是萬有引 力。第五種力應(yīng)是由質(zhì)能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的引力波，性質(zhì)與萬有引力相同，來源不同，萬有引力 是質(zhì)量引起的靜態(tài)引力，第五種力是由質(zhì)能轉(zhuǎn)化引起的，是動態(tài)引力。宇宙中的引力場應(yīng) 是兩者共同組成，由于性質(zhì)相同，不易區(qū)分。第五種力是可控制力，為人類控制物質(zhì)提 供途徑。 試驗證明 然而，第五種力是否真正存在，首先是一個實驗問題。

所以近20余年來，人們在實 驗室里、礦井中、電視塔上、懸崖旁、海底下做了大量實驗，設(shè)計了許多精密儀器，以便 證實或否定它的存在。探測第五種力的實驗大致可以分成下列三類。 第一類實驗是把地球作為引力源，測量離地心不同距離處重力加速度的變化，以此 和按牛頓引力平方反比定律算得的理論值相比較。例如，墨西哥灣1 100平方千米范圍 內(nèi)海底海面的703個重力數(shù)據(jù)；澳大利亞西北昆士蘭14 000個鉆孔提供的地層及重力數(shù) 據(jù)等。 第二類實驗是測量同一引力源（如大崖巖石） 對質(zhì)量相同而成分不同的物體的引力作用差別。 例如美國布魯海文國家實驗室的新型加速度儀，實驗中浸在水中的懸浮銅球殼（內(nèi)充滿水），在高 出哈得孫河161米的崖壁的作用下，測其加速度，分 析銅與水所受到的作用力大小。 第三類實驗測量反物質(zhì)——目前用的是反質(zhì)子和正 電子——在地球弓I力作用下的加速度，如果存在與重子數(shù) 和輕子數(shù)相關(guān)的第五種力，則其加速度將和質(zhì)子、電子 不同。實驗計劃巳獲得批準(zhǔn)，但還未取得結(jié)果。 顯然，理論認識是否正確，最后要經(jīng)過實驗 的檢驗。盡管目前第五種力的存在的探 索實驗多種多樣，但要真正證實第 五種力的存在，尚需做更 多、更精密的實驗才能做 出最終結(jié)論。