极巅称量：世界之极的体重谜题

珠穆朗玛峰和南极洲无疑是“世界之极”概念中的重要角色。在这两个截然不同的地理奇观之间，有一个看似简单却充满科学韵味的问题：假如一个人在同一时刻站在珠穆朗玛峰之巅和南极大陆上，得到的体重数据是否相同？

重力之谜

在物理学中，有一个极其常见的公式：物体受到的重力（G）=物体的质量（m）×重力加速度（g）。以此，我们可以推出：物体的质量（m）=物体受到的重力（G）÷重力加速度（g）。这也是体重秤工作时最主要的物理学原理。

地球重力场是地球最为基本的物理场之一，是地球内部、地表及外部空间物质分布与运动信息的综合反映，因此，对地球绝对重力场进行精确测量具有重要意义。

地理位置的纬度和海拔是对重力加速度量值影响最大的两个因素。除此之外，它还会随时间的变化而变化，因为地球会因受到周围天体（主要是月球、太阳）的引潮力影响而产生固体潮。固体潮呈周期性变化，每天随时间的变化量最大将会影响重力加速度量值小数点后的第6位。

寻找重力加速度

中山站数据

2019年10月～2020年4月，我有幸参加了中国第36次南极科学考察，携带中国计量科学研究院自主研发的NIM-3C型绝对重力仪，乘坐“雪龙”号极地科考破冰船到达中山站，建设了我国计量史上第一个计量校准点。

在中山站，我不仅搭建了工作帐篷，还在野外经受住了11级暴风雪的考验，获得了连续70多天的一手极地绝对重力加速度测量数据，约为9.83m/s2。

珠穆朗玛峰数据

2023年5月19日～21日，“西藏高海拔地区重力加速度多站点测量研究”课题组携带NIM-3C型绝对重力仪，在珠穆朗玛峰地区开展了精密测量工作。

课题组克服了高海拔、高原反应、大风等不利因素，争分夺秒、顶风冒雪工作了三天两晚，最终首次取得了世界最高海拔的绝对重力测量成果。该成果不仅提供了绝对重力加速度的数据修正，让其他设备在珠穆朗玛峰地区进行测量时可以更准确、可靠，还修正了珠穆朗玛峰高程测量数据。

在珠穆朗玛峰大本营，我们测得重力加速度值约为9.78m/s2。

谜底

得到数据后，我们便可以根据重力公式推导答案了。

一个人在国家重力计量基准原点使用体重秤进行称重，结果为80千克。在体重秤没有校准的情况下，他在珠穆朗玛峰大本营继续用该体重秤称重，示数会偏小约0.2千克；若在南极中山站进行称重，示数则会偏大约0.2千克。

不过，这不是因为他的体重本身出现了变化。质量是物体的固有属性，是不会发生变化的，只是因为使用的体重秤没有经过校准来修正重力加速度值，导致它的示数发生变化。若根据当地的重力加速度值进行修正，不论在哪里，它的示数都会是80千克。

精确测量重力加速度看似遥远，实则与我们的生活紧密相连。工程建设靠它确保安全，航天飞行有它精准导航，就连我们玩的过山车，其设计也离不开它。一个看似天马行空的小问题，背后蕴藏的科学原理非比寻常。

（责任编辑 / 牛一名  美术编辑 / 周游）