寻找额外的空间维度

我们一直认为世界只拥有三维立体空间——左右、前后、上下，我们也认为这是一个颠扑不破的真理，无法想象还会有与其不同的情况。但超弦理论和其他试图设计出统御世界的“万物之理”的诸多尝试让很多物理学家提出了一个新观点：空间不仅仅只有三个维度。其他额外的维度很可能紧密地簇拥在一起，并因此而藏匿于我们的日常经验之外。不过，这些额外的维度也并非完全隐形，它们会对牛顿经典重力理论所预测的重力产生非常轻微的影响。能够探测到重力在这种尺度上的细微变化的实验因此能“看到”任何其他的维度。

美国华盛顿大学实验核物理和天体物理学中心的艾瑞克·阿德尔伯格于1999年首次听说了这种想法。他说：“有些人认为这种想法很疯狂，但是，也有些人认为这一想法很酷。”他和同事决定亲自测试这一想法。“还有比发现我们对世界维度的理解是错的更令人兴奋的事情吗？”

阿德尔伯格团队选择的工具是扭秤。他们对英国杰出的物理学家和化学家亨利·卡文迪什在上世纪70年代晚期首次用在实验室测量重力的扭秤进行了改良。在他们设计的现代版扭秤中，一个金属圆筒悬挂于一条丝线下，因此，圆筒能自由地扭转。圆筒底部黏贴着一个名为探测器的圆盘，圆盘上钻满了一圈小洞。距离第一个圆盘几微米之下的地方放置有第二个具有同样钻洞的名为吸引盘的圆盘。当该吸引盘旋转时，其上的小洞之间的物质会对名为探测器的圆盘上的小洞之间的物质施加一个微小的引力。这种力会让悬挂圆筒的丝线发生扭曲，导致圆筒旋转几十亿分之一度。

为了确保探测器圆盘是对重力而非其他力作出反应，以上设备必须完全由非磁性材料制成，并且所有材料的表面都需要用金包裹以便让电荷在设备上传播开来。这些设备也必须被制作得非常完美且不能受到任何震动(包括汽车驶入外面的停车场产生的震动等)的影响。阿德尔伯格表示：“我们在周末午夜到凌晨四点得到的数据最好。得到好数据的时间实在太短暂了，这令人有点沮丧。”

迄今为止，阿德尔伯格团队能够确定的是，不存在大于44微米的额外维度。他的两名研究生以及全球其他科研团队正努力让这一极值变得更小。但是，他表示，额外的维度越小，他们所需要耗费的时间就越长。他说：“如果存在着一个30微米的维度，那么，验证它的存在将花费1年。”

但是，阿德尔伯格似乎不惧这种不确定性和可能面临的诸多困难，他相信他们一定会成功。他说：“事情越困难，当你解决事情的时候，你的感觉就越好。”