宇宙中的第五種力 迄今為止，多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，在 宇宙中存在著四種力：第一種是引 力，它是一個(gè)物體或粒子對(duì)于另一 個(gè)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(qiáng)相互 作用力，它把原子核內(nèi)部各個(gè)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(yuǎn) 意義的實(shí)驗(yàn)，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(gè)質(zhì)量不等的鐵球同時(shí)投下， 結(jié)果2個(gè)鐵球同時(shí)著地。他得出結(jié)論 說(shuō)，任何物體，不管是一個(gè)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(shí)落地。他的這一觀點(diǎn)，直接推動(dòng)牛頓總結(jié)力學(xué)三大定律，而愛(ài) 因斯坦的相對(duì)論也是在這一基礎(chǔ)上提出來(lái)的。

1992年，匈牙利的勞倫特•馮•富佛斯等在一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：不同重量物體的下落 時(shí)間略有不同。可當(dāng)時(shí)這一發(fā)現(xiàn)卻未引起人們的重視。 近20余年來(lái)，美國(guó)的朗格等對(duì)富佛斯的實(shí)驗(yàn)重新進(jìn)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(shí)不同，而且雞毛的下落速度要略大于鐵塊。請(qǐng)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(shí)驗(yàn)及1891年以來(lái)有相當(dāng)可靠程度的7組實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為，在實(shí)驗(yàn)室 尺度上，牛頓的引力平方反比定律和實(shí)驗(yàn)相比有一系統(tǒng)的偏差，這個(gè)偏差，可以表示為引 力常數(shù)隨距離的變化。

此后，對(duì)大量地球物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析證實(shí)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(chēng)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(shí)驗(yàn)中雞毛先著地。 一個(gè)以美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)希巴赫為首的科研小組，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，同樣發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)量的物 體，在真空中實(shí)際上并不具有相同的重力加速度。費(fèi)希巴赫推測(cè)，其原因可能是在物體下 落時(shí)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(fèi)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(duì)物體起作用。這可能是以一種“超電 荷”形式出現(xiàn)的。從實(shí)驗(yàn)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(gè)體積不同的物體，如一個(gè)體積較小的鐵 塊和一個(gè)體積較大的木塊，即使它們的重量完全一樣，也將因?yàn)樗鼈兘Y(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(fèi)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(shí)，圍繞是否存在第五種 力，也展開(kāi)了激烈的爭(zhēng)論。 許多科學(xué)家在進(jìn)行各種有關(guān)引力的實(shí)驗(yàn)時(shí)，也同樣遇到了無(wú)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(fèi)希巴赫的證據(jù)。但是，也有為數(shù)不少的科學(xué)家堅(jiān) 持聲稱(chēng)，他們自己的實(shí)驗(yàn)表明，目前還找不到存在第五種力的證據(jù)。 美國(guó)科羅拉多州的實(shí)驗(yàn)物理聯(lián)合研究所計(jì)劃重做伽利略的落體實(shí)驗(yàn)，并采用激光來(lái)檢“超負(fù)載力”不能歸于四類(lèi)中的任何一類(lèi)，只能獨(dú)立成為“第五種力”。 也有不同的聲音認(rèn)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(lái)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(duì)外作用減少而引起的，這種變化是質(zhì)量?jī)?nèi) 部機(jī)制變化，不是斥力所致，這種機(jī)制為質(zhì)量屏蔽提供途徑，但其力的本質(zhì)仍是萬(wàn)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(wàn)有引力相同，來(lái)源不同，萬(wàn)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(dòng)態(tài)引力。宇宙中的引力場(chǎng)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(lèi)控制物質(zhì)提 供途徑。 試驗(yàn)證明 然而，第五種力是否真正存在，首先是一個(gè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。

所以近20余年來(lái)，人們?cè)趯?shí) 驗(yàn)室里、礦井中、電視塔上、懸崖旁、海底下做了大量實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了許多精密儀器，以便 證實(shí)或否定它的存在。探測(cè)第五種力的實(shí)驗(yàn)大致可以分成下列三類(lèi)。 第一類(lèi)實(shí)驗(yàn)是把地球作為引力源，測(cè)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(gè)重力數(shù)據(jù)；澳大利亞西北昆士蘭14 000個(gè)鉆孔提供的地層及重力數(shù) 據(jù)等。 第二類(lèi)實(shí)驗(yàn)是測(cè)量同一引力源（如大崖巖石） 對(duì)質(zhì)量相同而成分不同的物體的引力作用差別。 例如美國(guó)布魯海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的新型加速度儀，實(shí)驗(yàn)中浸在水中的懸浮銅球殼（內(nèi)充滿(mǎn)水），在高 出哈得孫河161米的崖壁的作用下，測(cè)其加速度，分 析銅與水所受到的作用力大小。 第三類(lèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)驗(yàn)計(jì)劃巳獲得批準(zhǔn)，但還未取得結(jié)果。 顯然，理論認(rèn)識(shí)是否正確，最后要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn) 的檢驗(yàn)。盡管目前第五種力的存在的探 索實(shí)驗(yàn)多種多樣，但要真正證實(shí)第 五種力的存在，尚需做更 多、更精密的實(shí)驗(yàn)才能做 出最終結(jié)論。