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封在信封裡的答案:一個物理學家花十年,不敢先看結果

為了不讓自己偏心,NIST 物理學家把數據的關鍵數字封進信封,量了十年才拆。拆開之後,重力常數的謎反而更深了。

閱讀 5 分鐘查證於 2026-10-31
封在信封裡的答案:一個物理學家花十年,不敢先看結果(Threads 原貼文配圖)
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有個物理學家花了十年做一個實驗,整段時間裡他最怕的,是太早知道答案。

他要量的是萬有引力常數 G。這個數字決定了重力有多強,從蘋果落地到行星繞太陽都要用到它。人類量它量了超過 225 年,到現在還是量不準。

事情經過

G 難量,是因為重力弱得離譜。美國國家標準暨技術研究院(NIST)的新聞稿舉了一個例子:一顆不比針頭大的磁鐵,就能把迴紋針從地上吸起來,那股電磁力遠遠大過整個地球對迴紋針的拉力。要在實驗室裡量兩塊金屬之間的引力,等於要在一片雜訊裡聽一根針掉下來的聲音。

1798 年,英國科學家卡文迪許用扭秤做了一個實驗。他的論文題目是「測定地球的密度」,G 值是後人用他的數據換算出來的,所以常被當成第一次量測 G。兩百多年後,最精密的幾個實驗結果彼此還是差了大約萬分之一。照理說大家量的是同一個常數,對不上就代表某個地方有人沒算對,只是不知道是誰。

其中一個重要的數據點,是 2007 年國際度量衡局(BIPM)在法國做的扭秤實驗。NIST 的物理學家施拉明格(Stephan Schlamminger)決定把它重做一遍。論文標題直接寫「在 NIST 用 BIPM 扭秤」,摘要說用的是 BIPM 原本設計的裝置,再加上一些改動。這件事花了大約十年。

他怕的是自己。實驗做了這麼久,人很難不期待某個答案,分析數據時可能不自覺往那個方向推。所以他請同事阿博特(Patrick Abbott)動手腳:照 NIST 新聞稿的說法,是在幾塊質量塊的登錄重量上減去一個只有阿博特知道的數字,寫好封進信封。只要不拆,他算出來的 G 就是錯的,也就沒辦法偏心。

2022 年,他差點拆開。最後一刻他發現有一個跟氣壓有關的細微因素還沒處理,可能讓結果偏掉,於是決定不拆。2024 年 7 月 11 日下午,在科羅拉多州奧羅拉的精密電磁量測會議上,他當著同行的面拆開信封。新聞稿寫,要得到他預期的結果,那個祕密數字必須是一個相當大的負數,而它確實是。他當下鬆了一口氣。可是當天稍晚,他發現這個數字太大,他的結果跟法國那次對不上。

又花了將近兩年分析之後,最終結果是 G = 6.67387 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²。新聞稿說,這比 2007 年法國的結果低了 0.0235%。

正方重做本身就是貢獻

期刊摘要說,這是高精度 G 量測的「第一次重複」。在精密量測的世界,一個數字只有一間實驗室量過,就只能算一個說法;同一台裝置換一個團隊、換一個國家再量一次,才能看出問題出在儀器、出在環境,還是出在人。

施拉明格也確實找到了一個新問題。他對 The Debrief 說,他發現一個由微小溫度梯度和真空腔殘留氣體造成的假扭力,這個效應「確定沒有算進原團隊的不確定度預算裡」。

他對 NIST 說:「每一次量測都重要,因為真相重要。」

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反方拆開了,謎沒有解開

施拉明格自己也說,那個假扭力「看起來不太可能解釋全部的差距」。兩邊的數字還是對不上,論文沒有說誰錯。

NIST 新聞稿說得很直白:這項花了十年的研究沒有解決 G 的問題,只是多加了一份證據。G 的問題從「法國那個數字怪怪的」,變成「又多一個彼此對不上的數字」。

數字本身也有兩個寫法。新聞稿說低 0.0235%,期刊摘要寫低 2.5 × 10⁻⁴,也就是約 0.025%,兩個寫法略有出入。寫成「差了 0.02%」就太粗略了。

施拉明格最後說:「我會把這個問題留給更年輕的科學家。」

我們查到的

查證於 2026-10-31
  • 證實

    論文確有其事,《Metrologia》2026 年 4 月 16 日刊出,DOI 10.1088/1681-7575/ae570f;G = (6.67387 ± 0.00038) × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²。

  • 證實

    實驗約十年;2022 年因為氣壓因素沒拆;2024 年 7 月 11 日在奧羅拉的研討會上當眾拆封。

  • 被推翻

    (說法不準)Threads 原文寫「請同事偷偷把幾顆砝碼的重量改掉」。新聞稿寫的是從質量塊的登錄重量減去祕密數字,實體砝碼沒有動。

  • 證實

    比 2007 年 BIPM 結果低 0.0235%(NIST 新聞稿),期刊摘要寫 2.5 × 10⁻⁴。

  • 證實

    施拉明格說要留給年輕一代,見 NIST 新聞稿。

  • 未證實

    兩個結果為什麼對不上。溫度梯度造成的假扭力是新發現的線索,施拉明格自己說不太可能解釋全部差距。

你怎麼看

如果是你,會為了怕自己偏心,把答案封起來十年嗎?

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出處

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