引力是自然界4種基本力之一。由于引力相互作用極其微弱且不可屏蔽，因此，萬有引力常數G是最難測定的物理常數之一。多年來，各國科學家—直在追逐該常數的精確測量。

　　近日，權威學術雜志《自然》刊發了中國科學院院士羅俊團隊最新測G結果——該團隊歷經艱辛30年，測出了截至目前常數G的最精確值。

　　牛頓萬有引力定律指出，使蘋果落地的力和維系行星沿橢圓軌道運動的力本質一致。這種力在我們生活中無處不在，小到看不見的基本粒子，大到宇宙天體——這就是“萬有引力”。而要計算物體間的萬有引力，需知道引力常數G的大小。但令人遺憾的是，截至目前，我們并不知道G的精確值是多少。對萬有引力常數G的精確測量不僅具有計量學上的意義，對于檢驗牛頓萬有引力定律，以及深入研究引力相互作用規律都具有重要意義。

　　萬有引力常數G是人類認識的第一個基本常數，但是，G值的測量精度是目前所有基本常數中最差的。以往國際上不同實驗小組的G值測量的精度在10-5，相互之間的吻合程度僅達到10-4的水平，由于精度問題，很多與之相關的基礎科學難題至今無法解決。羅俊團隊此次采用兩種不同方法測G，精度均達到國際最好水平，吻合程度接近10-5的水平，這將為提升我國在基礎物理學領域的話語權、為物理學界確定高精度引力常數G的推薦值，作出實質性貢獻。

　　羅俊團隊從上世紀80年代就開始采用扭秤技術精確測量萬有引力常數G，歷經10多年努力，于1999年得到了第一個G值，被隨后歷屆國際科學技術數據委員會（CODATA）錄用。科學探索的腳步永不止步，該團隊隨后對實驗方案進行了一系列優化，并更深入研究了各項誤差，又歷時10年，于2009年發表了新的結果，相對精度達到26ppm（1ppm=百萬分之一）。這一結果是當時采用扭秤周期法得到的最高精度G值，被隨后歷屆CODATA收錄命名為HUST-09。

　　如今，又經過10年沉淀，羅俊團隊再次“一鳴驚人”——采用兩種不同方法測G，給出了目前國際上最高精度的G值，相對不確定度優于12ppm，實現了對國際頂尖水平的趕超。羅俊團隊所在的引力中心在短短30多年里，從無到有、從有到強，逐步走向世界前沿，被國際同行稱為“世界的引力中心”。

　　在學界，G值的測量原理早已十分明確，但測量過程卻異常繁瑣、復雜。在一種測量方法中，往往包含近百項誤差需要評估。本次實驗中，為增加測量結果的可靠性，實驗團隊同時采用了兩種獨立的方法，分別是扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法。這兩種實驗方法雖已不再新奇，但與兩種方法相關的裝置設計，以及諸多技術細節均需團隊獨自摸索、自主研制完成。在此過程中，研發出一批高精端的儀器設備，且其中很多儀器已在地球重力場的測量、地質勘探等方面發揮重要作用。

　　以團隊發展的精密扭秤技術為例，已經成功應用在衛星微推進器的微推力標定、空間慣性傳感器的地面標定等方面，這些儀器將為精密重力測量國家重大科技基礎設施，以及空間引力波探測——“天琴計劃”的順利實施奠定良好基礎。

　　“從上世紀80年代開展萬有引力常數G的精確測量實驗研究至今，羅俊院士已將其看作畢生事業，幾十年如一日在山洞實驗室工作。他不僅給我們提供了方向的指引，同時以身作則，對實驗過程中的每個重要階段都帶領團隊成員一起分析、討論并指導大家做實驗。一批兼具理論與實踐能力的優秀人才在此過程中得以成長。”論文的通訊作者之一、團隊核心成員、華中科技大學引力中心教授楊山清表示，測G是一項艱苦而繁瑣的工作，一個結果的得出往往需要幾十年的摸索，每當大家想放棄時，羅俊院士總是及時給予鼓勵。正因如此，團隊成員心里一直憋著一股拼勁兒，誓將這個實驗攻下。

　　“G值的測量并非一勞永逸，它需要有科學家持續為它‘保鮮’，但對它的測量極其艱辛。羅俊團隊通過30年的努力，貢獻了目前世界上最為精確的G值，中國應該為擁有這樣一個能夠持之以恒并永遠保有熱情的團隊而驕傲。”美國國家標準與技術研究所聯合JILA實驗室前主席、美國總統科技獎獲得者詹姆斯教授對此次羅俊團隊取得的成績如此評價。（記者柳潔、通訊員王瀟瀟）

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責任編輯： 程瑤