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
1700966988
实验是如何终结的？ [:1700965605]
1700966989
实验是如何终结的？ 密立根的宇宙射线研究
1700966990
1700966991
外太空辐射研究在德语中称为Höhenstrahlung，它植根于放射现象、地球物理学和大气电学。20世纪之初，英格兰及欧洲大陆的工人们发现，尽管他们已仔细进行了验电器绝缘处理，却仍不能完全避免漏电现象。为了发现大气和地磁放射性作用与这一放电现象间的关联，维克多·F.赫斯将仪器装置带上氢气球，升到16000英尺的高空，试图确定在不同高度条件下漏电现象的变化。他获得的数据显示，放电率随着高度的升高而升高。1912年，赫斯做出结论称，这一现象并非由地球和大气造成，而是由“来自大气层之上的、穿透能力非常强的放射线”造成。[1]
1700966992
1700966993
一些物理学家在更高的大气高度上对赫斯的结论进行验证，而罗伯特·密立根等人着力推进了地面实验的进行。外太空辐射研究的观点同密立根长久以来对放射现象的兴趣不谋而合，在他看来放射线来自天外是一个绝佳的观点。凭借他贴切的命名能力，密立根为这一现象选择了“宇宙射线”这一值得纪念的名称，之后不久，他就开始了涵盖范围广泛的新型射线研究项目。由现在回顾来看，密立根对宇宙射线的许多看法有些许古怪，但是，它们奠定了理论和实验的基本法则。基于此法则，之后的安德森才得以进行研究。在安德森对正电子和μ介子的发现过程中，使用的装置类型和论证方式的建立都受到了这些假说的深刻影响，因此，我们需要对密立根项目中的理论和实验构成加以了解。
1700966994
1700966995
在密立根成为安德森的研究生导师前的十年间，他已经为宇宙射线的研究确立了多项指导原则。首先，他认为宇宙粒子是自外太空进入大气层的各向同性γ射线。密立根对其他科学家的X射线研究进行了归纳，认为可以通过研究其吸收作用来测量射线的能量。[2]当时已知的吸收过程有两种：康普顿散射和电离作用。康普顿效应是指光子与电子碰撞，而电离作用是指吸收的光子造成原子中的电子发射。密立根猜想，两种情况的速率仅仅基于光子能量和被穿透物体的密度。根据这些假说，辐射密度x作为深度函数，将随着吸收常数μ呈指数下降，μ根据能量不同具有特定的特点。
1700966996
1700966997
1700966998
1700966999