张承民

平时，我们只要用电子秤和弹簧秤就能知道自己的体重。我们日常称重量的体重，其实是由于地球重力产生“重量”后，经过计算得出的“质量”。因为在地球上，人受到的重力等于弹力，这个测量结果便是我们所说的“体重”了。可在太空的无重力环境下，电子秤和弹簧秤就起不到作用了。但这并没难倒我们，科学家们在“天宫一号”上设置了特殊的“秤”。

在天宫课堂中，指令长聂海胜曾为我们演示了太空中测量自己的质量的方法。他抱紧支架，将自己固定在支架一端，王亚平老师将连接运动机构的弹簧拉到指定位置。松手后，拉力使弹簧回到初始位置，质量测试仪根据测量到的速度，计算后就能显示出聂海胜的质量为74千克了。王亚平解释说，质量（m）测量仪通过弹簧产生力（F），并测出力的加速度（a），然后根据牛顿第二定律（F=ma）就可以算出质量。

这是什么原理呢？王亚平老师给了我们一个启发。两个同样的弹簧，吊着不同质量的物体，在地球上肯定是一长一短，质量大的弹簧更长。但在太空中没有重力，两个弹簧会保持原样，当它们被拉到相同位置后，由于弹簧回弹的弹力（弹力系数）不变，所以两个弹簧回弹的速度会不一样。最后的结果就是，质量大的物体回弹速度慢，质量小的物体回弹速度快。因此，通过测量速度，航天员就可以獲得质量的数据。

试想一辆大货车和一辆小轿车，以同样的马力发动，哪辆车的速度变化更快呢？没错，当然是小轿车更快，因为大货车的质量更大，因此需要更大的力去推动才能获得同样的速度。其实，这种测量的原理，就是根据牛顿第二定律演变而来。

由此，有关地球质量的研究就自然而然地摆到了我们的面前。人们意识到地球是如此之大，大家也绝对无法搞一个弹簧秤去称。但如果我们利用牛顿万有引力定律，是否可以实现称地球的质量？我们在某一地方测出物体所受的重力，就可以求出地球的质量。

1750年，英国19岁的科学家卡文迪运用牛顿万有引力定律——“两个物体间的引力与它们之间的距离的平方成反比，与两个物体的重量成正比”—— 通过利用细丝转动的原理，设计了一个测定引力的装置，用一个铅球作参照，测量并计算出地球的质量为6亿亿亿千克。当今，运用现代科技测量的结果为5.976亿亿亿千克。

（暮春 摘自《今晚报》）