G是什么意思(引力常数G及其物理意义)
根据传说，伽利略在比萨斜塔上的第一次实验表明，所有物体无论质量如何，都会以相同的速度下落。在没有(或忽略)空气阻力的情况下，任何两个落在引力场中的物体都会以相同的速度加速落地。这后来被汇编成一个标准，作为牛顿引力研究的一部分。
什么是G?以及重要性
当我们刚开始制定物理定律的时候，我们依靠过去的经验，通过严格的实验，就像伽利略在比萨斜塔上的实验，我们从塔上扔下球，我们可以测量球落下的距离和时间。通过释放一个摆，我们可以找到摆的长度和摆动时间之间的关系。这个时候我们会发现，在一定的距离、长度、时间上会有一种关系。落体的距离与时间的平方成正比。钟摆的周期与其长度的平方成正比。但是要把这些关系写成完美的数学公式，我需要非常精确地测量一个常数。
太阳系中行星的轨道不是完全圆形的，其中水星和火星的轨道偏差和椭圆度最大。19世纪中期，科学家开始注意到水星的运动偏离了牛顿引力的预测。这种轻微的偏差只有20世纪的广义相对论才能解释。同样的万有引力定律和常数描述了从地球到宇宙所有尺度上的引力效应。
在这些例子中，月球围绕地球旋转，行星围绕太阳旋转，光被引力透镜弯曲，彗星逃离太阳系时失去能量，这些都与引力常数G有关。在牛顿出现之前的16世纪40年代和50年代，意大利科学家Francesco Mardi和Giovanni Riccioli首次计算出引力常数，这意味着G是历史上第一个基本常数，甚至早于1676年奥勒罗默测量光速。
当我们把宇宙中任意两个质量大的物体放在一起时，它们会相互吸引。根据牛顿定律，除了在自然界中最极端的质量(对于大质量)和距离(对于小距离)条件下，引力与两个物体的质量(它们之间的距离)和引力常数有关。几个世纪以来，我们以惊人的精度测量了许多基本常数。看一看下面两个重要的常数，你就会对什么是精度有深刻的理解。光速c已知为：299792458米/秒。普朗克常数h控制量子相互作用，其值为1.0545718010^-34Js，不确定性为0.00000001310^-34Js.
但G？这完全是另一回事。
无论是用牛顿的还是爱因斯坦的引力公式，力的大小部分取决于引力常数的值，而这个值必须用经验来测量，不能从任何其他量推导出来。Q1、看起来十分精确的G值
20世纪30年代，科学家保罗海勒测得的G值为6.67 10-11n/kgm，1940年提高到6.673 10-11n/kgm。随着时间的推移，数值越来越精确，不确定度已经从90年代末的0.1%降低到0.04%。
在一本旧的粒子数据手册中，给出了物理学的一些基本常数，我们可以找到一个非常好的g值：6.6725910^-11N/kgm /kgm，不确定度只有0.00085 10-11n/kgm。看来g的值是很准确的。
基本常数的值发表在1998年的粒子数据手册中。
Q2、但后来发生了一件有趣的事。
1998年末，同年进行的实验显示了：6.67410^-11 n/kgm n/kgm的高值，与已知值不符。许多团队使用不同的方法，得到的G值在0.15%的水平上相互冲突，这是以前报告中不确定度的十倍以上。
Q3、怎么会出这种事？
亨利卡文迪什(henry cavendish)设计并发表的精确测量重力的原始实验依赖于扭转平衡原理。
不依赖于其他未知因素(如太阳质量或地球质量)，重力常数的测量是在18世纪末亨利卡文迪许的实验中完成的。卡文迪什发展了一个扭转平衡的实验。在实验中，一个微型杠铃被一根电线吊着，保持着完美的平衡。两端每个质量附近都有两个较大的质量，大球的质量会吸引较小球的质量。只要知道质量和距离，就可以通过微型杠铃的扭转来测量重力常数。
虽然人类的科技和物理在过去的200年里取得了很大的进步，但是最初卡文迪许实验中使用的扭杆原理今天仍然被用于G的测量。截至2018年，没有任何测量技术或实验装置能够提供更好的实验结果。这让我们很不解。
关于G的测量，强烈怀疑影响测量结果的主要因素之一是人们对误差的确认心理因素，也称从众心理。如果你是一个科学家，你的同事测得的数值都是6.67259 10-11n/kgm，那么你可能期望得到6.67224 10-11n/kgm这样的数值，或者6.67293 10-11n/kgm，但是如果得到6.67532 10-kgm这样的数值，
你可以寻找错误的根源。你会一遍又一遍的重复实验，直到得出6.67259 10-11n/kgm的合理值。
1998年，bagley和Luther的团队进行了扭秤实验，结果是6.674x1
0^-11N/kg²/m²,这次结果足以让人们对以前报告的G值产生了怀疑。一个非常谨慎的团队得到的G值结果与之前的结果相差了惊人的0.15%，那些早期结果的误差比这个值的误差低十倍以上。这就是1998年令科学界震惊的原因。我国科学团队在测量G值上的贡献
扭力天平和扭力摆都是受到卡文迪什实验的启发设计出来的，并且在G值的测量方面一直领先其他最新的技术，甚至超过了最新的原子干涉实验技术。我国的科学团队从两个独立的测量实验中获得了迄今为止最精确的G值:6.674184×10^-11N/kg⋅m²和6.674484×10^-11N/kg⋅m²，每个测量的不确定性仅为百万分之十一。
这两种实验方法由于2018年8月底发表在《自然》杂志上，产生了迄今为止最精确的G的测量结
这两个值可能在两个标准偏差范围内相互一致，但它们与其他科学团队在过去15年中进行的其他测量不一致，这些测量的范围从高达6.6757×10^-11·N/kg⋅m²到低至6.6719×10^-11·N/kg⋅m²
从6S轨道开始的原子跃迁(Delta_f1)定义了米、秒和光的速度。请注意，描述我们宇宙的基本量子常数的精确度是G的数千倍，但G是有史以来第一个测量到的常数。
宇宙的引力常数G是人们第一个测量的物理常数。可是，在我们首次确定G值的200多年后，与所有其他常数相比，我们对G的了解如此之少，这确实令人尴尬。从引力波到脉冲星周期，再到宇宙膨胀，我们在一系列的预测和计算中都使用了这个常数。但是我们确定G能力只限定于在实验室进行的小规模实验。从材料的密度到全球范围内的地震振动，最微小的不确定性，都能影响我们对G值的判断。除非我们能测量出十分精确的G值，否则在宇宙任何引力现象重要的地方中，都会存在一种巨大不确定性。现在，我们仍然不知道重力到底有多大。
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