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反重力（anti-gravity）一詞常見于宇宙論和星體動力學。它的概念是希望能創造一個物體或者空間，可以不受重力影響。截至2021年，沒有明確的證據，來證明反重力的存在。它并不是指一種失重狀態，也不是指用別的力來平衡萬有引力，而是指透過一種科技的干預，讓反重力的物體或者空間可以使引力場不復存在或者不會對物體或空間造成影響。"反重力 "一詞也常被用來指代那些看似能逆轉重力的裝置，例如通過電磁場移動空氣在空中飛行的升降機。

反重力一般會在科學幻想中提及，特別是在航天器推進這一內容中。這種概念首次在赫伯特·威爾斯的科幻作品《The First Men in the Moon》中出現。

創造反重力的可能性取決于對重力及其與其他物理理論（例如廣義相對論和量子力學）的相互作用的完整理解和描述。1948年羅杰·巴布森成立重力研究基金會，致力于研究減少重力影響的方法，并設立了一項獎金，專門獎勵在探索“重力的局部絕緣體、反射體或吸收體”的可能性方向上的優秀論文。1992年，尤金·波德克萊特諾夫聲稱在超導體實驗中發現，快速旋轉的超導體可以減少引力效應，但之后諸多試圖重現波德克萊特諾夫的實驗都無法復現。21世紀初，美國航空航天局和波音公司等機構對反重力技術表現出興趣，但NASA的測試結果否定了早期的各類宣稱反重力的發明。2013年，CERN開始探索反重力效應，承認研究反重力裝置。2023年的《自然》雜志論文顯示，反物質與普通物質在引力作用下表現相同，排除了反物質可以產生反重力的可能性。同年物理學家們排除了反重力與重力相等的可能性。

歷史上對引力的理解

重力與反重力

在古希臘，亞里士多德（Aristotle）認為物體向地球墜落是因為地球位于宇宙中心并吸引所有質量。阿基米德（Archimedes）發現了三角形的重心。波斯的比魯尼(Al-Biruni)則提出了重力并非地球獨有。歐洲科學家通過實驗推翻了亞里士多德的觀點。伽利略·伽利萊通過實驗確定了所有物體的重力加速度相同，并提出了距離與時間平方成正比的關系。這一發現后來被格里馬爾迪和里奇奧利通過鐘擺實驗證實。

1687年，艾薩克·牛頓發表了《自然哲學的數學原理》，提出了萬有引力定律，即引力與物體質量成正比，與距離的平方成反比。這一理論不僅解釋了行星運動，還預測了海王星的存在。然而，水星軌道的近日點進動問題無法用牛頓理論解釋，直到1915年阿爾伯特·愛因斯坦提出廣義相對論，將引力視為時空曲率的結果，從而解決了這一問題。廣義相對論在隨后的實驗中得到了驗證，并成為現代引力理論的基礎。

反重力的概念最初由著名科幻小說家赫伯特·喬治·威爾斯在1901年出版的小說《月球第一人》（The First Men in the Moon）中首次提出。這個概念是希望能創造一個物體或者空間，可以不受重力影響。它并不是指一種失重狀態，例如自由落體或衛星運行，也不是指用別的力來平衡萬有引力，例如用電磁力或空氣動力。反重力的基礎緣由是指透過一種科技的干預，讓反重力的物體或者空間可以使引力場不復存在或者不會對物體或空間造成影響。

在牛頓萬有引力定律中，萬有引力是一種通過未知方式傳遞的外力。在20世紀，牛頓的模型被廣義相對論所取代，廣義相對論的引力不是一種力，而是時空幾何學的結果。

萬有引力理論

1684年，艾薩克·牛頓（Newton）向埃德蒙德·哈雷（Edmond Halley）寄了一份手稿，題為《論軌道上物體的運動》（De motu corporum in gyrum），為約翰尼斯·開普勒的行星運動定律提供了物理依據。哈雷對這份手稿印象深刻，并敦促牛頓對其進行擴展。1687年，牛頓出版了一本名為《自然哲學的數學原理》(Mathematical Principles of Natural 哲學)的開創性著作。在這本書中，牛頓將引力描述為一種普遍的力，并聲稱“使行星保持在其球體中的力必須是它們與旋轉中心距離的平方?！边@一說法后來被濃縮為平方反比定律。牛頓的萬有引力定律迅速傳遍了歐洲世界。一個多世紀后的1821年，他的萬有引力理論被用來預測海王星的存在。法國天文學家亞歷克西斯·布瓦德（Alexis Bouvard）利用這一理論創建了一個模擬天王星軌道的表格，該表格被證明與天王星的實際軌跡有很大不同。為了解釋這種差異，許多天文學家推測，天王星軌道之外可能有一個大物體正在擾亂其軌道。1846年，天文學家約翰·庫奇·亞當斯（John Couch Adams）和烏爾班·勒維耶（Urbain Le Verrier）獨立地利用牛頓定律預測了海王星在夜空中的位置，并在一天之內在那里發現了這顆行星。

廣義相對論“扭曲效應”

天文學家注意到水星軌道上的偏心率，無法用艾薩克·牛頓的理論來解釋：軌道的近日點每世紀增加約42.98角秒。對這種差異最明顯的解釋是一個尚未被發現的天體（例如一顆行星繞太陽運行的距離甚至比水星更近），但所有尋找這種天體的努力都被證明是徒勞的。最后，在1915年，阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）提出了廣義相對論，該理論能夠準確地模擬水星的軌道。

在牛頓力學中，時空是一個平淡無奇的舞臺，因為時間就是均勻的流逝，空間就是均勻的綿延。無論物質有多少、怎么運動，對這個舞臺都沒有影響，所以不可能有波動?，F在我們把艾薩克·牛頓的時空觀稱為絕對時空觀。阿爾伯特·愛因斯坦的相對論打破了牛頓的絕對時空觀，從此時空變成相對的東西。根據光速不變原理阿爾伯特·愛因斯坦提出了狹義相對論，時間和空間必不可免地混合到一起。?并且根據引力場和非慣性參照系的等效原理，阿爾伯特·愛因斯坦把狹義相對論推廣成了廣義相對論。

在廣義相對論中，萬有引力是由局部質能引起的空間幾何變化（空間正常形狀的改變）的結果，萬有引力的影響被歸因于時空曲率，而不是力。愛因斯坦以等效原理的形式描述這一想法。在這一理論中，自由落體被認為等效于慣性運動，這意味著自由落體的慣性物體相對于地面上的非慣性觀測者加速。與艾薩克·牛頓物理學相反，愛因斯坦認為這種加速度有可能在沒有任何力施加到物體上的情況下發生。而根據廣義相對論的方程式是可以通過使用 "負質量 "達成反重力的效果的，而方程本身并不能排除負質量的存在。廣義相對論似乎預測了負質量會產生排斥引力場。

弦理論

弦理論是20 世紀 60 年代末為描述強力理論而提出的，但被量子色動力學所取代。1974年，科學家提出將弦譜中的無質量自旋兩粒子與引力量子引力子（graviton）聯系起來，這使得弦理論成為量子引力理論最有希望的候選理論。1990 年代中期，科學家發現了無擾動弦律，為基礎理論的唯一性提供了證據。它還導致人們認識到一種 11 維的表現形式，即 M 理論。隨后的理論發展將弦理論、粒子理論和粒子物理學聯系在一起。在量子引力理論中，引力子是引力的假想量子。在弦理論中，引力子是基本弦的一種無質量狀態。有關研究表明，在有限尺寸系統中，量子物質（如單粒子或薩特延德拉·玻色阿爾伯特·愛因斯坦凝聚態）在特定條件下可能表現出反重力特性。量子系統通過釋放粒子的動能來實現反引力。這種反重力特性可能影響宇宙的膨脹過程。

戈德獎（G?de Award）

戈德獎（G?de reward for gravity research）旨在鼓勵通過未知方法影響重力的創新研究。該獎項要求參選者設計并完成一個實驗，使一個20克的設備在至少10厘米距離上自由漂浮至少1分鐘，以證明實驗對重力有直接影響。實驗必須展示明顯的重力效應，排除了基于空氣動力學、磁力或電力的傳統懸浮效果。戈德科學基金會重力研究所試圖重現許多聲稱存在“反重力”效應的不同實驗。該小組通過重復相關實驗來觀察反重力效應的所有嘗試均未成功。

觀測嘗試

重力電子耦合

1992年，俄羅斯研究人員尤金·波德克萊特諾夫聲稱在超導體實驗中發現，快速旋轉的超導體可以減少引力效應。許多研究試圖重現波德克萊特諾夫的實驗，但都無法復現。亨茨維爾阿拉巴馬大學的李寧和道格拉斯-托爾（Douglas Torr）在 1991 年至 1993 年間發表的一系列論文中提出了隨時間變化的磁場如何導致超導體中晶格離子的自旋產生可檢測的引力磁場和引力電場。1999年，李和她的團隊出現在《大眾力學》上，聲稱已經構建了一個工作原型來產生她所描述的“AC重力”。尚未提供該原型的進一步證據。

道格拉斯·托爾和蒂米爾·達塔參與了南卡羅來納大學“重力發生器”的開發。根據南卡羅來納大學技術轉讓辦公室泄露的一份文件，該文件于 1998 年向《連線》記者 Charles Platt 證實，該設備將在任何所需方向產生“力束”，該大學計劃申請專利并許可該設備。有關該大學研究項目或“重力發生器”裝置的更多信息尚未公開。

陀螺儀裝置

陀螺儀在旋轉的時候會產生一種力，該力使得陀螺儀自身“脫離平面”，似乎可以對抗重力自動升起。雖然牛頓模型已經完全證明這個力是虛無的，但是陀螺儀還是引發了無數關于反重力裝置和各種專利裝置的說法。這些設備中沒有一臺被證明能在可控條件下工作。埃里克·萊思韋特（Eric Laithwaite）重型電氣工程教授在1974年在英國倫敦皇家學會展示了他反抗地心引力的設計，他將旋轉的陀螺放在準度較高的稱上，隨著陀螺的旋轉，稱上顯示質量下降了5磅。1994年萊思韋特發布了一項推進系統專利，該專利便是以陀螺儀為基礎設計。1989年，據報道重量沿著右旋轉陀螺儀的軸減小。一年后對這一說法的測試得出了無效結果。

別費爾德－布朗效應

20世紀20年代，美國發明家托馬斯·湯森·布朗（Thomas Townsend 褐色）上大學時，他在老師保羅·別費爾德（Prof Biefeld）的指導下，在用電容器做實驗時，觀察到一個奇怪的現象：只要以很高的電壓將電能輸入電容器，就會在某個方向產生一個微弱的推力。他把這種現象稱為別費爾德－布朗效應。

一種輕木，制造出穩定的三角形飛行器。三角框架的上部纏繞了一匝電線，用以接受高壓電，下部粘有鋁箔條，中間是3至5厘米的空隙，據稱由此在鋁箔條和電線間形成一種向上的推力，就是別費爾德－布朗效應。把高壓電打入該飛行器，它果真立即飄升到空中，飄升機就此誕生。

1956年，一份分析報告聲稱別費爾德-布朗效應被歸于電子重力學的范疇。后來，在太空推進技術中，別費爾德-布朗效應用到了離子推進器，或稱離子飄升機之中。不過科學家發現，它并不符合之前提到的反重力的定義，而且都是可以用現有理論來解釋的。2004年，美國航空航天局對各種宣稱反重力的類似發明，進行了統一測試，并發布了技術結論：它們只不過是離子在漂移過程中碰撞空氣所產生的效應，而并非真正的反重力，因為這些“東西”一旦放入真空之中，就飛不起來了。

反重力的相關研究

1948年，商人羅杰·巴布森成立了重力研究基金會（Gravity Research 基金會），研究減少重力影響的方法?；饡O立了一項獎金，專門獎勵在探索“重力波的局部絕緣體、反射體或吸收體”的可能性方向上的優秀論文。20世紀60到70年代，物理學家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）曾五次榮獲該基金會的獎項。

赫爾曼·邦迪爵士在1957年提出，負引力質量與負慣性質量相結合，將符合廣義相對論的強等效原理以及牛頓線性動量和能量守恒定律。邦迪的證明給出了相對論方程的無奇點解。1988年7月，Robert L. Forward在AIAA/ASME/SAE/ASEE第24屆聯合推進會議上發表論文，提出了邦迪負重力質量推進系統。

20世紀 80年代，麻省理工學院的物理學家們表示，他們發現了第五種力，稱為超電荷，它是一種反重力。

1992年，俄羅斯研究員尤金·波德克萊特諾夫聲稱發現了快速旋轉的超導體降低了重力效應。很多研究人員試圖重復博德克勒洛夫的實驗，但是都沒有成功。

阿拉巴馬大學亨茨維爾分校的李寧和道格拉斯-托爾（Douglas Torr）在 1991 年至 1993 年間發表了一系列論文在理論上證明了一個不定常的磁場如何讓超導體中的格構離子旋轉，從而產生可探測的重力電場和重力磁場。

1996年的一項實驗證據表明超導體不存在"引力屏蔽"效應。

1999年，李寧和她的團隊在《大眾機械》上聲稱他們已經構思好了一個可以產生她所謂的“AC重力”的藍圖。然而還沒有更進一步的證據證明這個藍圖的可行性。

在20世紀90年代中期，位于亞拉巴馬州的美國航空航天局馬歇爾航天中心在重復波德克列特諾夫的實驗時失敗了。

2004年，NASA對各種宣稱反重力的類似發明，進行了統一測試，并發布了技術結論：它們只不過是離子在漂移過程中碰撞空氣所產生的效應，而并非真正的反重力，因為這些“東西”一旦放入真空之中，就飛不起來了。

2011年，天文學家們發現宇宙不僅在膨脹，而且在加速。許多科學家認為，一種被稱為“暗能量”的無形力量導致了這種加速。暗能量可以想象成一種“反重力”或斥力。

2013年波音公司承認，正在位于西雅圖的“夢幻工廠”研究反重力裝置。即將離任的波音“幻影研究”項目負責人喬治·米爾納承認其公司對波德克列特諾夫的研究和其他反重力裝置感興趣。羅賓·米爾納同時稱其公司相信這些裝置蘊含的科學原理。他說，其中的物理學原理看來是成立的，符合基本的科學原理。它們沒有打破物理學法則。

2013年，歐洲核子研究中心（CERN）在一項旨在研究反氫能級的實驗中尋找反重力效應。反重力測量只是一個“有趣的雜?！保瑳]有定論。

2021年的一項研究中，科研人員得出了結論，第五種力要么比理論預測的弱得多，要么根本就不存在。

2023年9月27日，學術期刊《自然》最新發表一篇粒子物理學論文，研究人員報道了他們對反氫原子自由下落的直接觀測，提示反物質和普通物質受到的引力相同。該論文介紹，阿爾伯特·愛因斯坦在1915年提出的廣義相對論描述了引力的效應，提出至今已得到大量實驗驗證。廣義相對論中的弱等效原理指出，所有物體不論質量和組成，在引力作用下都會以相同的方式自由下落。雖然主流觀點認為反物質在地球引力下也會出現物質的行為，但由于難以創造嚴格對照的實驗條件，此前這方面一直缺乏直接觀測。2018年，歐洲核子中心（CERN）的阿爾法合作組（ALPHA collaboration）建造了ALPHA-g探測器，這是一個反氫原子的磁阱，專門用于研究引力效應。該探測器內懸浮的反氫原子被釋放，它們的后續運動可用來推斷引力的影響。如果底部溢出的比頂部更多，那么反物質原子可能和普通物質具有相同的行為。論文共同通訊作者、丹麥奧爾胡斯大學Jeffrey Hangst和同事及合作者通過這個實驗觀察發現，釋放到ALPHA-g的被磁阱捕獲的反氫原子更傾向于從裝置的底部下落。

2023年10月物理學家法國國家科學研究中心（CNRS）的宇宙學家Gabriel Chardin等人在歐洲粒子物理實驗室（CERN）歐洲核子研究中心的反氫激光物理裝置（ALPHA）進行了伽利略·伽利萊跌落測試的更新版本。排除了反重力與重力相等的可能性。從現代物理學的角度來看，這一結果可以說是“反物質不存在反重力作用的可能性”。

文化影響

Apergy 是一種虛構的反引力能量形式。最早由珀西-格雷格（Percy Greg）在其 1880 年的小說《穿越黃道十二宮》（Across the Zodiac）中描述。約翰·阿斯特四世在其 1894 年的科幻小說《異世界之旅》中使用了這一概念。杰克·倫敦在其 1899 年首次發表于《黑貓》的短篇小說《千人之死》中將其描述為 "一種力的假想存在，與引力相反，阿斯特將其命名為'反引力'"。

1896 年，克拉拉-杰瑟普-布盧姆菲爾德-摩爾（Clara Jessup Bloomfield-Moore）在一篇名為《關于基利的一些真相》（Some Truths About Keely）的文章中也用 "pergy "來形容約翰-基利（John Keely）利用頻率釋放所有原子物質內部潛藏的力量。

在 1897 年發表于《舊金山電話報》上的一篇表面上并非虛構的文章《揭開空中飛行的秘密》中，科學通訊員、理學博士弗蘭克-M-克洛斯訪問了太平洋沿岸某地一位偽裝成葡萄栽培者的無名印度教徒，他聲稱發明了一種飛行船，利用一種名為 "radlum "的稀有金屬 "氣孔劑 "產生可控氣孔力，使船只能夠上升和下降。這位發明家將 "光能 "描述為 "通過將正電和負電與電能的第三元素或狀態--'ultheic'混合而獲得的一種力"，并將 "光能 "稱為 "重力的第二階段"，同時暗示還有第三階段。

S. 米克（S. P. Meek）的短篇小說《冷光》（Cold Light）發表于 1930 年 3 月的《超科學驚奇故事》（Astounding Stories of Super-Science）中，其中提到了與萬有引力相反的能量。

2007年的《巴拉坦效應》是馬拉雅拉姆語科幻電影之一，講述了發明家巴拉坦（比朱·梅農飾）的故事。巴拉坦看到一個物體克服重力漂浮在空中后。他開始對反重力現象著迷。巴拉坦試圖在房東（賈加西·斯里庫瑪 Jagathy Sreekumar 飾）的經濟援助下研究這個現象。

1965年的電影《殺人許可》講述了一名英國間諜（湯姆-亞當斯 Tom Adams 飾）看守著一名斯堪的納維亞科學家（卡爾-斯捷潘內克 Karl Stepanek 飾）的故事。納維亞科學家出售了一種反重力裝置。

1963年的電影《飛天老爺車續集》講述了比利時教授內德·布雷納德發現一種被他稱為“Flubbergas”的反重力物質，并依靠該發現贏得一場賽車比賽的故事。

在《星球大戰》系列電影中反重力技術出現了多次：使用反重力技術的車輛包括Gian 重型巡邏飛行器、單兵空中平臺( STAP)、閃電飛行器、AAT主戰坦克、和巡邏運輸機。在星際飛船上，反重力發動機是第二種推進形式，用于大氣層飛行和對接程序。反重力技術還用于日常用品，例如椅子和演講臺，還可以將斥力技術武器化，以產生能夠以與原力類似的方式擊退敵人的沖擊波，特別是在曼達洛臂甲。

參考資料 >

翻譯.劍橋詞典.2023-12-05

反重力：科幻中的“?？汀?/a>.中國科普網.2024-03-16

理想的模式——評《月球第一人》.中國數字科技館.2023-11-21

魔法離現實有多遠:反重力研究將加速發展.新浪科技.2023-11-21

“麻瓜”世界實踐哈利? 波特魔法.青年參考.2023-11-21

波音承認正研究反重力裝置或有改變世界潛能.中國航空新聞網.2023-11-21

《流浪地球》:理性之光、理性之美與理性之歌.澎湃新聞.2023-11-21

The Super Power IssueThe Antigravity Underground.wired.2024-02-27

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Is anti-gravity possible? How to cancel gravity?.beatinggravity.2024-02-27

運用牛頓理論投資的傳奇金融家，畢生與重力對抗.湖南科學技術出版社.2023-12-05