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鉴于密立根早期的成功，我们可以了解到他对宇宙射线能量离散能带的迷恋。他认为自己对宇宙射线的研究将要达到一个足以同后来的油滴实验相比拟的时期，该时期是指一个实验阶段——他希望能带的离散是来自背景作用，如同17年前原子电荷概念的清晰化一样。此外，在密立根早期的方法论规则中，我们可以发现一些线索：他对很容易显现的、原子核的直觉模型的支持，以及对高度抽象的、唯心的量子力学及其波函数和非交换代数的反感。这样的考量必定与密立根为自己和同事规划的谨慎、务实的项目相距甚远。因此，奥本海默对约束效应和克莱茵-仁科方程式的高级理论无法动摇密立根的信念，也就不足为奇了。
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实用性、宗教性、方法论的和科学性兴趣的集合将密立根同初诞生理论的基本宗旨紧密联系在一起。但是反对意见开始逐渐增多了。有一个人可以直接被密立根加入他的直接防御名单中，这个人就是他的博士生卡尔·安德森。
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[1] Kargon，“Birth Cries，”Analytic Spirit（1981）.
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[2] Seidel.thesis（1978）.esp.chap.7.“Cosmic Rays.”关于密立根和工业家们的热烈讨论，参见Kargon，Rise of Millikan（1982）.
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[3] Millikan，Science and Life（1924），43.亦见Kevles，“Millikan，”Sci.Am.（January 1979）：142-151.
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[4] Millikan，Science and Life（1924），59.
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[5] 对密立根而言，这种无机演化的推论并不特殊；比如，埃丁顿也有类似猜测。Bromberg，“Particle Creation，”Hist.Stud.Phys.Sci.7（1976）：161-191，note 39，and Kargon，“Birth Cries，”Analytic Spirit（1981）.更多关于美国文化泛化“进化论”，参见Hofstadter，Social Darwinism（1959）.
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[6] Millikan，“Radium，”talk，Washington，reprinted in Science and Life（1924），27-28.
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[7] Millikan，Evolution（1973），81.
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[8] Millikan and Cameron，“Bands，”Phys.Rev.31（1928）：922.
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[9] Holton，“Dispule，”in Imagination（1978），25-83.另一个关于密立根对数据处理的讨论，参见Franklin，“Oil Drops，”Hist.Stud.Phys.Sci.11（1981）：185-201.
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[10] Holton，“Dispute，”78-79.
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[11] Holton，“Dispute，”69.
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实验是如何终结的？ [:1700965607]
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实验是如何终结的？ 竞争的装置与理论
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安德森本科就读于加州理工学院，在毕业前的1927年就开始了云室研究。在1930年递交的X射线光量子空间分布主题的博士论文中，也包含了云室研究相关内容。[1]完成博士学位学习后不久，密立根建议这位年轻的物理学家发挥自己在云室方面的专业知识，研究由进入地球大气的“初生”γ射线释放出的微粒辐射能量。[2]密立根希望这些实验可以为宇宙光子的初始能量提供较吸收实验中所获的更佳的数据。正如当时密立根由奥本海默的信中了解到的一样，入射光子能和吸收之间的关系并不清晰。密立根一定也曾期望过，安德森在云室实验中观察到的次级电子能够显示出假设的、初始宇宙射线光子的能带结构。[3]
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为了得到测量值，安德森制造了一台强力电磁体，其中可以装配云室（见图3.2）。[4]云室感光片很快开始产生正粒子。1931年11月3日，他向密立根报告了这一发现，并评论称结果表明了“正粒子和电子的存在，说明核衰变由宇宙射线引起”。他认为这些正粒子是α粒子或质子，通常情况下，正粒子和电子会同时自原子核中喷射出来。最后，安德森报告了“至少一个实例中出现了三种粒子的同时喷出”。在信件的最后，安德森展望了未来的研究，断言称“头脑中立刻出现了对这些效应具体细节的百种疑问……这个领域内有希望获得巨大的收获，毫无疑问，一个基本性质的许多信息将从中产生。”[5]
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1932年，安德森和密立根共同发表了首次宇宙射线云室实验的研究结果。[6]两人认为，正粒子是质子，是核衰变的产物。由此，在康普顿散射效应和光电发射之后，他们引入了对物质吸收射线过程的新解释。密立根之所以能认可原子核在光子吸收过程中的作用，在部分程度上可能是听取了奥本海默信件中的评论意见。但是，两人发表的原子核结构相关探讨文章仍然具有严格的非量子力学性质。两人保留了原子核的可视化理念：电子和质子被束缚在一起，因为高能光子的作用产生偶然释放。若密立根对原子相关的新型量子力学研究怀有反感之情，则他将保持对原子构建理论的忠诚性。在共同论文的结尾处，作者重复了密立根在1926年的主张，在此基础上添加了对观察到的核衰变的评论：“简言之，就一切情况而论，假设轨迹产生原因是质子或电子，那么在所有观察到的碰撞中，十分之九产生了能量，能量的范围在爱因斯坦公式计算结果和原子构建假说结果之间。”密立根对自己的理论深信不疑，以至于他推测另外“十分之一”的、216兆电子伏特（MeV）以上的“次级”质子和电子可能原本就明显具有能量，只是在云室湍流中消失了而已。[7]安德森在回忆录中写道，他曾强烈主张存在更具能量的粒子，但是主张的结果以失败告终。[8]
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之后不久，安德森最大程度地减少湍流，改善云室内的光照情况，成功获得了更为清晰的感光片。较佳的曲率和电离密度的测量值说明，他可以更为精确地确定粒子的能量。从安德森的手册《轨迹目录1-947》（Track Catalog 1-947）中，我们可以了解到他对每张云室感光片的最初印象。他最初的兴趣点单纯在于技术层面：轨迹是否足够长（到可以被测量的程度）？弯曲程度是否“过度”或“不足”？若粒子能量较低，并因磁场作用产生“过度”弯曲，则安德森仅仅能判断它是否是质子。若轨迹可测量，则他可以研究粒子的特性：轨迹之间是否“具有关联”？它们是“喷射”过程吗？可以穿透铅吗？具有散射性吗？[9]
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在冲洗感光底板时，安德森开始猜想光电离现象说明了正粒子较质子要轻，但是他和密立根在数据解释的问题上产生了不一致。安德森辩称，正粒子质量较轻说明它们是上行的负电子，这与它们的光电离结果相符，但是密立根认为“人们都知道宇宙射线粒子是下行而非上行的”，因此粒子是下行的质子。为了解决这种经常出现的“热烈讨论”[10]，安德森在云室中放置了一块铅板，粒子在经过铅板时会损失一些能量，同时显示其离开方向，在该方向上曲度也会增加。
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1932年8月2日，安德森在仪器中安装了6毫米厚的铅板，使用1600安培电流泵激磁体，然后拍下了20张照片。按照顺序他一张张地加上了备注：“碰撞？”、“穿透铅板？”、“自铅板向下喷射？”、“能量降低”、“自铅板向上喷射？”可测量的轨迹仅是一少部分，在“备注”栏鉴定文字的后面大多数都带着问号。在75号轨迹（见图3.5）感光片上，安德森第一次在轨迹编号边标注了星号，选中了“可测量”栏后，又填上了两个星号，这样写道：“*穿透铅板（thru Pb.）表示能量改变或双喷射。*”双喷射说明实验结果可以这样解释：正粒子和负粒子同时释放，释放方向相反。两种可能性均说明安德森所面对的是一种新的基本物质。
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图3.5 1932年8月2日安德森所做的正电子实验，75号感光片。安德森在轨迹记录中写道：“穿透铅板（thru Pb.）表示能量改变或双喷射”。这表明他开始对两种可能性进行考虑：一是正电子由下至上运动，在经过铅板时失去能量；二是光子使一个正电子和一个负电子由原子中喷射。第二种可能性清晰地阐明了，安德森的思考并非基于狄拉克的电子对理论。来源：Institute Archives，California Institute of Technology.
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