早在17世紀(jì)，偉大的意大利物理學(xué)家G·枷利略，曾以一次具有深遠意義的實驗，挑戰(zhàn)亞里斯多德的經(jīng)典信條。他在高高的比薩斜塔上，將兩個質(zhì)量不等的鐵球同時投下，結(jié)果兩個鐵球同時著地。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。

可是，這一300多年來顛撲不破的真理，終于受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。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。

迄今為止，多數(shù)科學(xué)家公認，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。

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，并采用激光來檢測物體下落的速度。他們準(zhǔn)各把下落物體放在一個盒子的真空軸內(nèi)，以免在實驗時受到氣流的干擾，盒子下面裝一面反射鏡，可將光線沿射來的方向反射回去。盒子中還另有裝置，以確保在下落時，盒子及所裝的各種物體保持相對穩(wěn)定。物體下落時，一束激光被分割為二，有一半射向盒子，被反射回來，與另一半會合，產(chǎn)生了各種投影，從而可以更加準(zhǔn)確地描繪出一個下落物體在速度增加時所受到的各種干擾情況。上述實驗設(shè)想，可以證明宇宙中確實存在著一種新的力嗎?許多科學(xué)家并不感到樂觀。美國普林斯頓大學(xué)的一位科學(xué)家指出：證明伽利略論斷的實驗“在原則上是最簡單的，但是在實踐中是最復(fù)雜的”。因為人們在實驗中很難照顧到全部復(fù)雜的因素，也不可能排除所有外部干擾。實驗時即使近處地層發(fā)生一次難以察覺的運動，或者實驗者本人引力的影響，都可能使精心炮制的各種方案功虧一簣。

科學(xué)家們對第五種力可能帶來的影響的估計也是不一致的。多數(shù)人認為這將是物理學(xué)上的一次“革命”，動搖愛因斯坦相對論的理論基礎(chǔ)，而且可能對今后物理學(xué)發(fā)展的方向以及新興的航天學(xué)都會產(chǎn)生重大影響。但也有人認為，這第五種力充其量只是一種極其微弱的力量，它只能在局部范圍內(nèi)起作用，不見得能動搖愛因斯坦的相對論。

責(zé)任編輯 蒲 暉