扭秤实验：万有引力定律的发现之旅
在物理学发展的历史长河中，英国科学家亨利·卡文迪许（Henry Cavendish）于1798年完成了一项意义深远的实验——扭秤实验。这项实验不仅验证了牛顿提出的万有引力定律，还首次精确测量了地球的质量和引力常数，为人类理解宇宙的基本力量奠定了坚实基础。
卡文迪许设计的扭秤装置极为精妙。它由一根水平的轻质杆构成，两端悬挂着铅球，并用一根细丝固定在顶部作为支点。当两个较大的铅球靠近水平杆上的小铅球时，由于引力作用，水平杆会发生微小旋转。通过观察这一旋转角度的变化，可以计算出引力大小。为了消除外界干扰，整个实验被放置在一个封闭且稳定的环境中。
这项实验的重要性在于它首次将抽象的理论转化为可量化的数据。根据实验结果，卡文迪许推算出了引力常数 \(G\) 的值，其精度甚至达到了当时技术水平的极限。这一成就不仅证实了牛顿万有引力定律的正确性，也为后续天文学研究提供了关键参数。例如，通过已知的 \(G\) 值，科学家能够进一步计算地球的质量以及太阳系内其他天体的质量。
扭秤实验不仅是科学方法论的经典案例，也是人类探索自然规律的一次伟大实践。它展示了如何利用巧妙的设计和精密的仪器揭示隐藏在宏观世界背后的微观机制。这项工作使卡文迪许被誉为“第一个称量地球的人”，而他的贡献至今仍是物理学教育的重要内容之一。
