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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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实验是如何终结的？ 高能物理学的规模
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20世纪30年代的宇宙射线实验在复杂的实验中开辟了新的领域。随着精密云室、真空管以及电子电路的发展，对于粒子相互作用细节的研究远远超出了麦克斯韦的想象，他曾对我们能否进入个体微观物理学现象研究领域不抱有信心。但在规模方面，从麦克斯韦的仪器到20世纪30年代宇宙射线设备改变并不那么显著。
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这样微妙的变化无法和宇宙射线物理学与20世纪70年代的加速物理学之间的差别相比拟。粒子物理学实验需要飞机库大小的实验区域，而非桌面或房间大小的装置。大多数建设于第二次世界大战之后的实验室在类似工业厂房的地方进行这些大型的实验。[1]直到20世纪70年代初期，已经有15个运行的主要高能加速装置实验室，其中8个位于美国，3个位于苏联，以及除跨国欧洲实验室——欧洲核子中心之外，位于欧洲的3个国家实验室。[2]仅在联邦政府资助的美国高能物理实验室，便有1700名物理学博士以及1200名研究生。[3]总计大约2200人构成了高能物理学领域领取薪水的劳动力群体，每年各方面需要消耗211700000美元，占联邦政府在物理学预算投入总数的三分之一。[4]
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实验者与理论家的一个区别就是人数。在热学、电学、磁学以及物理光学等传统领域，这两个团体相差1900人。虽然已经有一批包括普朗克和洛伦兹在内的纯粹的理论家；然而，对于大多数物理学家来说，进行实验是他们职业生涯中不可缺少的一部分。交替的竞争与协作，描绘了在原子物理领域内、正式始于1920年以后的理论与实验之间现代关系的特点。[5]即使在那时，理论家的数量仍然相对较少，并且在经济上和制度上完全依靠他们的实验室同事。
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随着量子力学的到来，两种文化之间的差距进一步拉大：理论家收获了足够成功并完备的全套工具，用以证明独立的存在性。在20世纪30年代，贝特、弗里、奥本海默、魏茨泽克、威廉姆斯以及玻尔等众多物理学家都以建立关于宇宙射线与核现象的理论以及培养新一代理论家为全职工作。在美国，理论物理学博士的论文数目大约徘徊在总数的10%：1930年99篇中有8篇；1931年98篇中有5篇；1932年112篇中有10篇；1933年127篇中有18篇；1934年111篇中有8篇；1935年149篇中有11篇。[6]直到1975年之前，这两类物理学家接受不同的培训，有不同的资助来源，并且在学科研究中以不同的方式前行。在基础粒子物理学领域，理论家的数量逐渐增加，到1968年，该数目略低于高级美国研究生总数的一半（682人中有316人）。[7]对于粒子物理学的学生来说，他们做出的选择给就业前景带来持续影响。博士研究期间选择实验或是理论基本上决定了其后博士后及可能的永久性职位的方向。[8]并且一旦这些学生成长为专业人士，仍有很大几率继续留在其所在的理论或实验文化，如表4.1所示。
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表4.1 实验与理论的连续性
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