天才一秒记住【热天中文网】地址：https://www.rtzw.net
实验版本。
总的来说，现在我们有了足够的实验得出的足够好的证据，可以证明物体质量和它们的位置及运动方向无关。
我们还可以很自信地说：光速在任何方向上都是一样的，并且所有物体都以相同的加速度下落。
这些是关于牛顿和爱因斯坦理论的基本假设。
从现在开始，让我们来讨论关于二者本身的实验。
验证牛顿引力定律的实验
现在，爱因斯坦的理论已作为牛顿理论的补充而被广泛接受，我们将在这一章的后半部分讨论它。
我们知道，在地面现象和天文现象中，牛顿的平方反比定律都适用，因此在了解它到底是如何描述内文前，有必要先研究牛顿理论本身。
现在，我们来讲一讲迄今为止在这方面最重要的一些实验。
第一个在实验室验证平方反比定律的人是活跃于18世纪末的亨利·卡文迪许（Henrydish）。
他和厄特沃什一样利用了扭秤（见图7）。
不同的是，他在细棍两端放置了额外的物块来使扭秤旋转。
扭秤旁边的物块和扭秤两端的物体之间的引力导致扭秤扭转，引力大小可以由扭转程度推测出。
卡文迪许实验还可以在尺度仅有23厘米的情况下研究引力。
他发现即使在这一尺度下，引力的性质也和牛顿平方反比定律描述的完全一致。
现在，人们已经能够在更小的尺度下进行相同的实验。
理论上，关于牛顿引力定律的室内实验，主要挑战在于引力和其他相互作用比起来太弱了。
这意味着只要某个实验器材上有一点残余净电荷，其产生的电磁力就能完全盖过引力，使得它无法被测量。
所有的实验器材都必须经过谨慎处理，那些无法避免的潜在电荷需要通过金属护罩来屏蔽，削弱其影响。
这些挑战让引力的室内实验很难成功，也说明了为什么直到现在我们对引力的研究也不能在小于1毫米的尺度下进行（与之相对，我们已经能在百亿亿分之一毫米的尺度下研究电磁力）。
近年来有三个实验组引领着全世界室内引力实验的研究，它们分别位于华盛顿大学、科罗拉多大学和斯坦福大学。
华盛顿大学的实验组将一个带有10个孔的摆悬挂在一个同样有10个孔的盘子上方，这个摆因为孔内质量被挖走而损失引力，从而发生扭转。
通过测量这一扭转，人们可以在二十分之一毫米的尺度下测量引力。
科罗拉多大学和斯坦福大学的实验组则利用一个振动的物体把引力测量尺度推进到四十分之一毫米。
即使实验尺度很小，到目前为止，这些室内实验的结果仍然都和牛顿的平方反比定律完全一致。
在更大的距离尺度下，我们可以考虑很多其他类型的实验。
为了让讨论更加容易理解，我们先考虑几十米到几千米尺度下的实验。
这些尺度看似很直观，因为它们和我们日常感知的距离尺度很接近，但实际却问题重重。
到目前为止，在日常距离尺度下进行的引力实验中，得出最好结果的实验是：测量物体位于一座高塔上的不同高度受到的引力。
20世纪80年代末，一批科学工作者在600米高的WTVD塔（位于美国北卡罗来纳州的加纳）上完成了这一实验。
根据牛顿平方反比定律，引力在塔上不同高度的大小可以很容易计算出来，该实验则能够很精确地测量它们。
大约同一时间，另一批研究者测量了不同海的水库中水的重力。
这一实验是通过称量水的质量以测试平方反比定律。
几年后，人们进一步测量了海洋不同深度下的引力。
这些精确度几乎达到了0.1%的实验，都得出了和平方反比定律相同的结果。
天文观测数据使更大尺度下的实验成为可能，它们比测量水库和海水中的重力得出的结果要精确得多。
本章未完，请点击下一章继续阅读！若浏览器显示没有新章节了，请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单，退出阅读模式即可，谢谢！