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在密立根和同伴们的吸收曲线研究中，得出了可能是他在宇宙射线方面最为伟大的成功：他将测量“次级电子”能量的任务交给了安德森，按照猜测次级电子是受到初始光子撞击之后获得自由的。这也应当被视为密立根最初目标——希望安德森能发现能带的证据——所带来的衍生物。最终，正如安德森所做的那样，在发现了核衰变和电子对产生之后密立根将这样的结果擅用为原子初诞生理论的附加证据。
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到了1934年，极高能粒子的观点使得安德森认为密立根的理论是站不住脚的，他公开地将自己与密立根的观点分离开来，并开始接受新兴的量子电动力学理论。但是，安德森完全延续了之前研究中所用的技术。1931年密立根交给他的任务是测量宇宙射线电子的能量。在论证正电子存在性的过程中，安德森使用了经过铅板前后的粒子能量差来显示其运动方向。当他开始着手对量子电动力学的假说进行检测时，他改进了云室技术以测量粒子穿过铅板时的能量损失。实验的装置甚至还是1932年发现正电子时所用的那一种。清晰的穿透铅板轨迹图显示出了能量的损失，成为了安德森具有说服力的证据。他对技术和设备的熟悉度保证了研究免受某些挑战：虽然从逻辑上而言，任何实验步骤都是可能受到挑战的，但一定的技术最终得到了透彻领会，并未留下争议性的观点。因此，在1932年这一说法——所有所谓的高能轨迹都被空气湍流消除了——似乎仍然能讲得通。到了1936年，安德森的云室技术切中了要害：此类挑战看似应该是荒谬的。
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理论与实验技术间的另一种结合引领着东海岸研究群体获得了斯特里特所认为的说服性证据。量子论此前就已经登场了。从在意大利进行研究开始，贝特就与一些实验家保持了紧密的联系，尤其是与罗西。鉴于罗西的实验与微粒宇宙辐射研究十分契合，甚至可以说是为了该研究而设计的，贝特与他接触也是再自然不过的了。与他类似，美国的弗里也埋头于量子电动力学的研究中。弗里与身在哈佛的斯特里特频繁地交流看法，并对实验结果进行了详尽的听取。哈佛小组之所以能将关注点集中于逻辑电路和计数器设备的使用上，并由此获得了他们所信任的统计证据，与弗里的帮助和长期以来斯特里特对罗西研究工作的兴趣是分不开的。斯特里特发现，较他和史蒂芬孙后来获得的单张照片而言，这些统计证据具有更强的说服力。凭借在符合计数器装置方面的多年经验，斯特里特认为范围能量实验令人信服。由此可见，虽然两岸的小组都探索出了μ介子的发现之路，但是他们所应用的实验类型却是完全不同的。结果使得他们获得了不同的可靠性证据，对μ介子存在性证明实验的结束时间也就抱持了不同意见。
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因此，通过观察两个小组在结束实验和公布新粒子发现时所做的决定，我们可以了解到两种传统的作用方式。两个群体都不得不将穿透粒子开辟成为令人瞩目的现象领域，然后将“电子”和“质子”现象从“新粒子”现象中分离出来。这样的分离出现在了多个阶段中。大体上，首个阶段中包含了纲领性的目标：理论目标和实验目标。最重要的是，西海岸的初诞生理论和东海岸及欧洲的量子论为待研究的现象提供了自然选择：西海岸的能带光子和东海岸的带电微粒。实验使用的仪表类型与这些目标间具有联系：西海岸使用的是带有铅板和电磁体的云室，而东海岸和欧洲的同僚们使用的是符合计数器。最终，仪表在说服性证据的本质性改革中起到了协助作用。在微粒/计数器传统面前，很容易就能发现斯特里特等人是如何更多地依赖于统计证据而回避了罕见照片中的“黄金事件”的。同样，凭借在正电子问题上的杰出成就，安德森能在能量损失照片中最大程度地挖掘出说服力也是很自然的。他和密立根为何如此激烈地反对罗西、玻特、科赫斯特和斯特里特对计数器进行专门使用，其中原因也更是显而易见了。在下一章中，我们将在火花室和气泡室间的竞争对立关系中再次感受到这样的紧张气氛。
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由此可见，理论在最初是以直接方式进行介入，表现为广泛的、定性的方式：着眼于穿透粒子或簇射。实验传统同样也决定着论证的长期构建：是使用计数器还是云室；是依赖于大量的统计资料还是“黄金事件”。但是理论还会进行第二次介入，这时它不再指出现象的类型，而是提供量化分析，量化分析在结论中扮演了构成成分的角色。在这个层面上模型通常会在理论中起到中间角色的作用，模型对一般性较强的理论的特点进行列举，不需要引用首要结构的一般性原则。因此，卡尔森-奥本海默的簇射理论利用了量子电动力学中的电子对产生这一事实，但并未利用到量子论的全部内容。
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仪表和技术不一定要与特定的理论进行联系，但就目前情况而言，两个群体分别习惯于使用具有各自特色的一系列装置：西海岸的人们使用验电器和云室，而另一群人使用的则是计数器和符合电路。最后，在“新”现象从旧的背景过程分离出来的过程中，仪表和理论都起到了帮助性作用。在西海岸，能量损失测量值将簇射粒子和穿透粒子区分开来；在东海岸，范围能量关系影响到了这一划分。在两种情况下，卡尔森和奥本海默的量子电动力学过程定量模型将簇射粒子与电子联接起来，将穿透粒子变成了新奇的事物。
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在1937年的结论中两种传统达成了一致：存在一种新粒子，对之前的物理学而言是未知的存在，其质量处于电子和质子之间。当两个群体达成了一致并决定结束实验时，他们立即对仪表、实验、高等理论和特定的模型进行了评判。考虑到之前他们所走的不同的理论与实验道路，有些物理学家可能会认为，在整个衔接过程中某些单一步骤足以用来证实新粒子的存在。但是，从整个学界的角度来看，证明是一个复合型的论证过程，其中装置的验证、粒子质量的确定、对量子电动力学的薄板检验、范围能量关系、能量损失证明和簇射计算都对现象的定义起到了补足性作用。
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对此我们进行了类比，类比已经过必要简化：通过局部性描述分别让两个人建造三维立体物。比如，假设告诉他们物体的一个横截面是圆形，这就对物体的形状构成了特定限制，但是他们还无法就此确定最终的形状。圆形横截面这一局部性描述说明该物体可能是球体、柱体或包含着多种复杂的构成形式。虽然描述并不完整，但这一信息可能足以使两人中的一人提出一种特定的形状，对此另一个人可能会反对。多选取几个横截面之后，可以对形状进行进一步定义，虽然定义并不完整，但可能已足以排除某些可能的情况。这些实验也正是如此。随着仪表、理论和步骤的特征愈加广为人知，阐释说明的限制条件也增多了。同学科一同发展的论证具有这样的形态：我们认为有一个物体a，这是因为在我们的历史阶段内看似可信的模仿效应的集合是有限的，只包括b、c、d和e。而且，我们已经发现我们的现象不在这一范围内。重要的一点在于，在该时期内可选情况是否受到重视取决于实验者的前期仪表性和理论性约束。
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在宇宙射线物理学家中，不同的研究群体接受了不同的可选解释。在新粒子存在性的论证中，他们通常对论证的特定构件的重要性无法达成一致，这并不令人惊讶。对于整个实验界都能感到满意的集体性证明而言，这些构件均做出了贡献。但重要的一点是，在实验者本身承认发现之前，这种混杂的证明不一定具有完全合适的地位。随机轨迹是否可能在模仿着正电子的状况，对此安德森无需进行详细的研究。他并不需要了解能量损失来证明存在轻质量正电粒子，最初他认为著名的正电子轨迹可能完全就是自铅板的双重喷射。另一个例子是：为了确信新粒子的存在，安德森和斯特里特不需要观察停止μ介子在足够慢的速度下的移动，进而测量它的质量；他们在之前都进行了充分的研究，将粒子是质子或电子的可能性排除在外，因此1937年他们的论证较为可信。斯特里特并无必要像安德森那样具有直接测量能量损失的能力，对于他来说，粒子的范围能量关系就已经足够研究所用了。在研究带电粒子范围时，之前的研究使他具有了测量能量损失的信心。
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对μ介子的逐步接受并不是一瞬间的新发现，而是像这样对实验论证的扩展链条进行追溯后才实现的，通过追溯我们发现了一个动力学过程，虽然有时它的发生时间很短暂，但是在粒子物理学中它已经反复地出现过了。例如，随着中微子的发现，我们发现可选情况逐渐地被排除。在许多发现中，就像这一研究一样，我们对实验如何结束的发问将我们带回到了那些被摒弃的理论和实验技术中。在第2章中，处在危急关头的是洛伦兹电子理论、安培假说和零点能量观点；现在遭遇此类危机的是初诞生理论和量子电动力学；在下一章中将是统一场论和V-A弱相互作用。
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如同实验建设中被摒弃的理论具有了说服力一样，量子论等当下被接受的观点也将经常被舍弃。在这种情况下，我们可以对马克·吐温的话进行演绎：量子电动力学死亡的说法看似是被夸大了。很快，μ介子的实验发现便与长期的实验传统以及深奥理论的复兴紧密地联系在一起。
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实验是如何终结的？ [:1700965615]
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实验是如何终结的？ 第4章 一组高能物理实验的终结
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有些现象动摇了物理学家脑海中的世界图景。20世纪30年代的μ介子起到了这样的作用，接下来便轮到20世纪70年代初期的中性流。在1971年秋季到1974年春季这两年半里，如图4.1和图4.2所示，似乎仅仅被视为新奇事物的图片成为证明惊人的新型基本相互作用存在的有力证据。慢慢地，实验者将这些图片从新奇事物转化为基于各种工程、理论以及实验进程的有说服力证明的基础。凭此，他们以20世纪物理学中最重要的发现之一来呈现物理界。
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图4.1 中性流备选（气泡室）。包含此图像在内的来自加尔加梅勒气泡室图片的图像最初被错误地归为中子星。（在这些事件中，假定位于箭头末端的中子与原子核发生碰撞，创造右移的粒子簇。）稍后，很多此类事件被归为中性流事件，其中，不可见的向右移动的中微子从在质子与中子内部的夸克中散射出来，形成向右移动的强子簇射（强相互作用粒子簇）。图由保罗·缪塞（P.Musset）提供。
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图4.2 中性流备选（火花室）。在E1A火花室的图片中，像这样的图像被归类为在箭头末端与一个强子发生碰撞的向右移动的中微子的备选。起初，哈佛-威斯康辛-宾夕法尼亚-费米实验室小组怀疑中微子改变了电荷，进而成为一个以大角度偏离的μ介子。因此，此事件好像仅仅会产生强子。与图4.1中的事件一样，物理学家后来重新将此归为中性流备选，其中中微子从强子中发散出来，形成向右移动的强子簇射。图由劳伦斯·苏拉克（L.Sulark）提供。
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很大程度上源于这些实验的信心，物理学家开始推广预测中性流的统一规范理论。在20世纪70年代，理论家与实验者均在强、弱以及电磁相互作用规范理论的清晰表述与测试方面付出了巨大的努力。确实，在物理学的历史上，毫不夸张地说可以将20世纪70年代称为“规范理论的十年”。但是，实验者自己是如何开始相信中性流的存在呢？是什么说服了他们是在着眼于实际的效果，而不是机械设备的制品或者环境的产物？我们能否了解到大量粒子物理学的规模是如何影响终结实验的方式的？
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当然，理解这些实验的一个先决条件是讨论建造在20世纪30年代难以想象的大规模工业粒子探测器。此外，我们需要了解更多物理学家所坚持的实验与理论假设。最后，正如在μ介子与旋磁研究中那样，实验室操作不仅会通过获得的积极结果展现，也会以工作过程中产生的无数的错误线索与技术问题等方式为众人所了解。在这里，我们的任务与众多讨论中性流的综合物理学评论不同。[1]
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[1] Baltay，“Neutrino Interactions，”Tokyo（1979），882-903；Cline and Fry，“Neutrino Scattering，”Ann.Rev.Nucl.Sci.27（1977）：209-278；Cundy，“On Neutrino Physics，”London（1974）：IV-131-48；Faissner，“Weak Currents，”Lepton-Hadron Physics（1979），371-432；Kim et al.，“Weak Neutral Current，”Rev.Mod.Phys.53（1981）：211-252；Mann，“Status of Currents，”Gauge Theories（1980），19-54；Myatt，“Neutral Currents，”Bonn（1974），389-406；Rousset，“Neutral Currents，”Philadelphia（1974），141-165；Sciulli，“Experi-menter’s History，”Prog.Particle Nucl.Phys.2（1979）：41-87.
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