爱因斯坦广义相对论的重要结论之一是引力也应有“磁”分量，两个旋转物体之间会有引力“磁”矩的相互作用.而按牛顿引力论，两个物体的引力只决定于二者的质量，并不与二者旋转运动方向有关.因此，检验是否存在引力“磁”分量，乃成为区别牛顿引力论与广义相对论的关键之一.检验的方法是利用旋转物体，例如，在空间放置一个陀螺，按牛顿理论，地球引力对其不产生力矩，陀螺的方向应保持不变；但是，按广义相对论，陀螺的旋转与地球的旋转之间有引力“磁”作用，陀螺的方向要发生进动，但两者之间的这种作用十分微弱，如将陀螺置于600 千米的高空，计算表明其最大进动率为0″.044/年［1］.2004年4月20日发射升空的GP-B探测器绕地球南、北极飞行的实验数据验证了该结论［2］.
在此要着重说明的是：出现在国外期刊上的gravitomagnetism(引力磁性)和gravitomagnetic field(引力磁场)及gravitomagnetic force(引磁力)三个名词与我们熟知的磁场毫无共同之处.对此铭记于心，下文中将去掉“磁”字的引号.现任职于加拿大奥里冈大学的Janet Tate女士曾在1980年代取了拟装置在GP-B探测器上表面镀有铌的4个石英陀螺之一进行过下列实验：让陀螺以不同的速度旋转，测量由加速之超导陀螺产生的场强.她发现测得的磁场强度较BCS理论［3］预见的要强些.但由于此异常情形不影响陀螺执行GP-B的飞行任务，物理学家们在一阵激动之后，就将这一问题搁置了起来，一放就是20个年头.
1990年代后期，以奥地利研究中心物理学家Martin Tajmar为首的实验小组和在欧洲空间局工作的理论工作者Clovis de Matos对此问题来了兴趣.他们找到了德国斯图加特大学的John Argyris 和Corneliu Clubotariu在1997年发表的一篇文章，该文假设产生引力的粒子——引力子(graviton)可能有质量，而不是传统的量子引力理论所认为的引力子的质量为零.这一假设启发了de Matos和Tajmar的思路，他们想起，常温下的光子是没有质量的，但当温度下降到临界温度以下，物质成为超导体时，超导体内的光子便演变成为有质量的了.他们很想知道，如果超导体内的引力子的行为和光子一样，也获得了质量，将发生什么样的现象呢?de Matos的计算表明，超导体内引力子的质量越大，当该超导体旋转加速时，引力的磁性便越强，激活了超导体内库珀对［3］的运动.从而增强了超导体所产生磁场的强度.他们发现若设引力子的质量为10-54千克，则能说明Tate女士的实验结果.尽管这一质量较之电子的质量10-30千克小24个数量级，但却给予了超导体一个引磁力，该力较普通物质产生的高17个数量级.
据此，Tajmar认为可以设计一个实验来验证上述思路了.在美国空军和欧洲空间局的资助下，2005年Tajmar小组的实验启动了：在一超导铌环的周围，安放了数台加速度计，该环旋转时产生的引力磁场应能拖动这些探测器.一开始实验在室温下进行，这时铌不是超导的，加速度计也未出现异常的读数，这是可以预见的.当他们将温度降低到铌失去电阻成为超导体时，加速度计突然出现了读数，显示它们感受到被一强引力磁场所拖曳.Tajmar小组清醒地意识到这种从未见过的大引力磁场会被许多物理学家视为异端邪说，因此，他们一次又一次地重复该实验，寻找任何因仪器本身的问题而误导小组得出的结论.用其他超导物质取代铌进行实验，还安置了额外的探测器以提高实验数据的准确度，并增加了两个激光陀螺到他们的装置上以便优化对扭转(twist)的测量(图1).每次实验都获得满意的答案.在进行了250次实验以后，Tajmar确认获得的结果是真实的.看来，他们已找到了一个爱因斯坦或其他任何人从未预期到的产生大引力磁场的途径.他们写文章投寄Physica C期刊并举办讨论会报告他们的工作，将之公诸于世.
首先对此提出质疑的是美国斯坦福大学的理论工作者James Overduin.他认为，如果引力磁场的强度高达17个数量级，则应能感受到充斥在宇宙中的引力磁场所产生的效应.而若引力子有质量，则它们在宇宙内所能行进的距离是有限制的，但所有的天文观测都暗示在宇宙内引力无处不在，这就是一个很大的矛盾.de Matos反驳道：引力子只是在超导体内才获有质量并增强引力磁性效应，而在宇宙中，此效应也只在某些物质被高度压缩的中子星的内部出现，因为一些中子星的模型认为其内部有一超导层.但Overduin还指出：“将具有质量的引力子引进物理学，会导致出现的问题比它能解决的问题要多.一个具有质量的引力子意味着物理学家们需要重行书写粒子物理学的标准模型.”Tajmar同意Overduin的说法：我们所从事的实验就不是一般的工作，曾经有理论工作者建议具有质量的引力子能说明宇宙膨胀为何加速的问题，如确认，则将从根本上改变我们对引力的考虑.这也将意味着超导体内产生的引力效应与正常物质产生引力效应的方式是不一样的，从而迫使人们要重行考虑某些引力的量子学说，因为直到现在科学家们的共识是只是物体的总质量决定其引力场.若Tajmar小组的实验结果是正确的，则也应考虑超导体内粒子的排列状态.
目前，Tajmar和de Matos迫切希望有另外一二个小组重复他们的实验并确证出现异常的引力磁信号.Tajmar声称已有几个小组允诺此事，进行实验来肯定或否定谜一样的引力磁性.但他不愿此时透露这些小组的身份，以避免将他们置于过分的压力之下.如果这项实验的成果被多个小组证明是正确的，则在此基础上一些科幻技术便有可能变为现实，如，飘浮的汽车，引力g为零的运动场地，能将物体拉向自己的牵引光束，以及充当斥力场阻止物体通过的无玻璃的窗户.利用改变超导体的加速度和取向而工作的引力磁性装置将成为产生多种用途之力场的基础.
引力磁场可能有朝一日成为某些新技术的基础一事引起GP-B探测器主要设计师与监制人C.W.F.Everitt的快速反应，他认为“无疑，这事绝对是可能的.”停了一会儿，他又说：“Simon Newcomb曾说过人类绝不可能制造出能够上天的重于空气的飞行器械.”①但100年来，气球、飞艇、飞机、各种航天器不但飞上高空，而且到达了月球和众多地外天体了吗?
本文据Stuart Clark ,Axis of Upheaval,New Scientist(11 Nov.2006),36～39编写.
注释：①Simon Newcomb(1835～1909)，美国天文学家.在天体力学、历书编算和天文基本常量的测定上都有很大贡献.还对水星近日点的进动，从金星凌日的观测推算太阳的视差以及月球的长期加速度等问题，作了深入的研
.参 考 文 献
1方励之.引力物理前沿鸟瞰.物理通报，1988(8)：7
2许梅.对广义相对论更精确的实验检验.物理通报，2005(3)：10；GP-B实验证明广义相对论是对的.物理通报，2006(4)：57
3章立源.超导及其应用前景.物理通报，2005(1)：10