一根细丝，扭出两百年的难题
1798年，卡文迪许把一根横杆吊在细丝下，两端各挂一个小铅球，再用大铅球靠近。横杆只转过一点点，细丝却把这点转动放大成可读的刻度。这个实验没有“看见”引力，却第一次把两个物体之间的微弱拉扯变成了数字。今天我们知道，公式里的那个比例系数叫引力常数。
它到底是什么
一句话：引力常数G是牛顿万有引力定律里的“兑换率”，把两个物体的质量和距离换成它们之间的引力大小。生活类比：你按菜谱做汤，盐勺大小固定，食材重量和水量决定咸淡；G就是那把固定的盐勺，决定质量与距离如何“兑换”成引力。
它的推荐值约为6.67430×10^-11立方米/（千克·秒²）。别被单位吓到：两个1千克的球相距1米，彼此引力约6.67×10^-11牛顿，相当于不到一粒盐重量的万分之一。
为什么它这么难称
引力是最弱的已知基本相互作用（自然界四种基本力之一）。一个普通磁铁吸回形针的力，能轻松压过整个地球对你手里硬币的引力。测量G时，实验设备自身的质量、振动、温度、磁场都会来捣乱；你无法像屏蔽电磁力那样把引力“关掉”。
卡文迪许式的扭秤（靠细丝扭转来放大微小力的装置）把效应放大，但仍要面对系统误差（仪器或方法带来的固定偏差）。目前CODATA（国际科技数据委员会）推荐的G值相对不确定度（误差相对于数值本身的比例）约2.2×10^-5，听起来很小，却比许多基本常数差了几个数量级。不同实验室的结果曾出现超出误差棒的差异，研究者仍在追查。这里要分清：G被测到，是观测事实；G是否绝对恒定，是理论假设与实验检验的对象。
它会不会变
有理论曾猜测G随宇宙年龄变化，这类想法来自对宇宙大尺度数字的联想，属于假说推测。天文观测对G的时间变化给出很强限制：即使有变化，也极小。但“极小”不等于“零”，目前尚无定论。把G当成常数，是现有引力理论的工作前提，也是被大量观测检验过的近似。
牛顿引力与广义相对论都把G放进方程；广义相对论还预言引力会弯曲光线，这已被观测证实。G本身是否基本常数，则仍在检验。
从扭秤到宇宙
你今天站上体重秤，读数主要由地球质量和你到地心距离决定，引力常数藏在换算里。卫星定轨、行星探测、星系质量估算，都离不开它。G稍微改一点，恒星燃烧和宇宙结构会怎样？理论计算能给出图景，但那些图景不是已观测到的现实。
回到那根细丝
它扭出的数字，让人类第一次给引力“称重”。两百多年过去，我们仍没能把这个数字称到让所有人满意。引力常数真的处处相同、永远不变吗？下一次更精密的扭秤，或许会把答案再拧紧一格。
延伸阅读
- 《费曼物理学讲义》第一卷，费曼著，关于万有引力与物理常数的章节可作延伸。
- 纪录片《宇宙时空之旅》（Cosmos: A Spacetime Odyssey），涉及引力与宇宙尺度。
- NIST CODATA 基本物理常数数据库（physics.nist.gov/cuu/Constants），可查G的推荐值与不确定度。