1700966938
20世纪30年代，基础物理学的兴趣点转移到了宇宙射线装置上，在装置尺寸和费用方面并无太大的变化。按照惯例，研究人员以不同的方法在试制车间制造盖革计数管，并非所有的计数管都有明确的说明：使用自来水冲洗3次、蒸馏水冲洗1次，将硝酸（HNO3）与硫酸（H2SO4）以1:3配比后再次清洗，然后在120度条件下烘干，烘干后以特殊的形式密封等。其主要成本仅仅是物理学家或技术人员所花费的有限时间。费用较贵的是精心制造的云室。1938年，哈佛大学的物理学家们在“大型”云室[7]上花费了500美元（1500美元）（见图3.1和图3.2）。斯特里特为宇宙射线探索配备设施的花销也不过如此：在1933至1934年间，1个大型电离室、3个小型电离室和6个计数器，合计约800美元（2200美元）。这些设备以后均可在其他实验中重复使用。[8]
1700966939
1700966940
1700966941
1700966942
1700966943
图3.1 斯特里特的云室。斯特里特和史蒂芬孙在研究中使用该仪器，引领了μ介子的发现。斯特里特和他的学生们在最后的实验中制造了一个更大的木质云室。来源：Street and Steuenson，“Design and Operation，”Rev，Sci.Instr.7（1936）：349.
1700966944
1700966945
1700966946
1700966947
1700966948
图3.2 卡尔·安德森（Carl Anderson）与云室、磁体（摄于1932年前后）。图中显示聚光灯灯光穿过中部黑箱（位于电磁体的中心）照射入云室。该设备被安德森用于质子和μ介子的发现实验中。来源：Institute Archives，California Institute of Technology.
1700966949
1700966950
这样的花销情况诠释出了许多美国实验室申请设备和提供资金支持的典型模式。斯特里特向实验室主管西奥多·莱曼（Theodore Lyman）申请800美元的资金，用于本人在一年内的研究。莱曼将申请书转递给弥尔顿基金，该基金是涵盖各所高等院校的资助型科研基金（见图3.3）。斯特里特需要的仅仅是莱曼手写的一封短信，说明项目的目的并简要解释其必要性：“康普顿教授和密立根得到的结果不一致，这表明学界内正深深期盼着对宇宙射线本质的数据积累。”这一请求获得了批准。
1700966951
1700966952
1700966953
1700966954
1700966955
图3.3 斯特里特宇宙射线研究经费申请，1933年1月6日由西奥多·莱曼提交至哈佛大学弥尔顿基金会。来源：LP.file“Milton Fund.”.未经哈佛大学档案室允许不得转载。
1700966956
1700966957
大型电磁体的花费更加昂贵，宇宙射线物理学家们需要用它来使带电粒子偏转，进而确定其动量。如同斯特里特在1934至1935年的情况一样，此类大型辅助设备约需花费1000美元（2800美元）。[9]在之前的数年，安德森在美国西海岸地区组装了一台大型电磁体设备；英国的帕特里克·布莱克特（P.M.S.Blackett）购买了一块磁体，花费约1000英镑（20000美元），随后该磁体被用于多项实验。[10]严格说来，该项资金投入理应由使用了该设备的各个实验分摊。比如，在μ介子的发现实验中，斯特里特使用的磁体曾在之前的核磁共振研究中使用过。[11]即便磁体的使用寿命仅能满足宇宙射线实验的整个使用过程，斯特里特的装置花费仍不足每年2000美元（5500美元）。鉴于20世纪30年代时，绝大多数宇宙射线物理学家使用的工具仪器大体相同，如云室、电离室、计数器和磁体等，这一金额可以满足多种不同的特定实验安排需要。除硬件外，这些物理学家还购入了耐久性较低的物品和服务，以备高山和高纬度研究探测时使用。1934年，斯特里特的秘鲁探测前期预算为2000美元（5500美元）。[12]
1700966958
1700966959
由此可见，在20世纪30年代，宇宙射线研究装置的花费同19世纪70年代麦克斯韦学派的水准并无太大差别。实验的小规模性使其可重复、可移植，因此十分重要。宇宙射线实验通常必须在高山或不同经纬度地区进行。廉价的实验装置也使得学生们可以改造仪器，赋予实验部分的自动性和辅助性。这些特性与下一章中介绍的大规模实验所用的硬件设备形成了鲜明的对比。当然，实验规模并不代表一切，在实验家对研究结果的信任程度问题上，与单个原子过程相关的重要证据扮演了必不可少的角色。
1700966960
1700966961
[1] Andrade，Atom（1924），285.因一些不确定的原因，安德雷德也将阿斯顿在质谱学方面的研究成果作为研究单个原子的一种方法。
1700966962
1700966963
[2] 费米实验室举办的国际研讨会上的文章，参见Bernardini，“Discovery”；（此处参考第1页）；随后布朗和霍德森对文章进行了概括，参见Birth（1983）.
1700966964
1700966965
[3] Wheeler，“Men and Moments，”in Nuclear Physics（1979），242.
1700966966
1700966967
[4] Rossi，Cosmic Rays（1964），109.
1700966968
1700966969
[5] Street，“Ray Showers，”J.Franklin Inst.227（1939）：765-788.
1700966970
1700966971
[6] Pais，“Particles，”Phys.Today 21（1968）：24-28.
1700966972
1700966973
[7] Lyman，“Milton Fund，”January 1938，LP，file“Milton Fund.”Woodward，thesis（1935），29.
1700966974
1700966975
[8] Lyman to Milton Fund，21 June 1934；Lyman，“Applicalion，”6 January 1933；Dunham，“Expedition，6，December 1932.”All from LP，file“Milton Fund”.
1700966976
1700966977
[9] Lyman and Street，“Milton Fund.8 January 1934”；Lyman to Jewell.1 February 1934.All from LP，file“Milton Fund”.
1700966978
1700966979
[10] J.G.Wilson，interview，4 September 1985.
1700966980
1700966981
[11] E.M.珀塞尔，私人交流。
1700966982
1700966983
[12] Lyman to Merriam 10 March 1933：Merriam to Lyman，15 March 1933.All from LP，file“Merriam.”这个资金由华盛顿卡内基研究所提供。
1700966984
1700966985
1700966986
1700966987