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图6.1 在研究附属专业中独立的子实验
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正如在20世纪30年代那样，随着实验变得越来越复杂，自我支持的分项实验的聚集变得越来越频繁。我们看到这种情况在宇宙射线的实验中发生过，例如，在宇宙射线的试验中，斯特里特制定富塞尔使用为使组合的簇射理论明确而设计的薄板来探索簇射效应；此外，斯特里特指导了斯蒂文森和伍德沃德的工作。安德森、内尔以及皮克林在密立根的指导下工作；之后，安德森指导了尼德美尔的研究工作。通常发表的著作上会同时署有导师和学生的名字。为显示在这类实验中的这种紧密的同盟关系，可能需要附上带有方框的表格来代表实验，如图6.2所示。方框A可代表密立根，方框B可代表早期安德森关于“次级电子能量”的研究，方框C可代表内尔的纬度效应测量等。每项辅助调查都用于遵循密立根提出的总体实验项目因果关系的影响。在密立根的案例中，主要的光子假设引起了关于纬度变化以及次级电子能量分布的预测。
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图6.2 一个研究组内局部独立存在的附属实验
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在E1A等高能物理实验中，社会、技术以及论证结构本质上要比出现在早期实验中的要复杂得多。起初，有三位主要研究者：鲁比亚、克莱因以及曼恩，每位都负责选择其他的教授、助理教授、博士后学生以及研究生。例如，克莱因选择了一位叫做理查德·伊姆利的博士后学生；曼恩选择了一位叫做梅辛的研究生；鲁比亚则带来了一位名叫苏拉克的助理教授，苏拉克进而在早期数据分析时聘用了参与“第一次”E1A实验的哈佛研究生。在E1A之后的规模更大、时间更近的实验中，这些递阶关系甚至更加明显。在1983年的W发现实验中，有超过130个实验者的署名。[1]在欧洲核子中心中针对正负电子的既定实验可能有数百个署名；如果建造超导超级对撞机的话，可能会有超过400名物理学家进行同一个实验。
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等级制度发展壮大的一个结果是形成政策决定集中化的趋势。只有E1A和加尔加梅勒的领导能够决定在何时何地发布结果。例如，只有他们能够决定哈佛-威斯康辛-宾夕法尼亚-费米实验室小组会使用改变的探测器来重复E1A实验或者在关于费米实验室会首先进行那项实验的协商中做出方针决策。只有拉加里格、鲁塞以及其他少数人能够就加尔加梅勒应该将安置超级质子同步加速器的决定直接地与欧洲核子中心管理部门讨价还价。随着实验的规模越来越大，类似的决定必须集中到更少的人手中。民主原则除外，很容易看到只有很小一部分实验物理学家会指挥重要的高能物理学实验，如果每次实验都需要花费上亿美金。这样的关于物理学结构的集中研究的影响会是很深远的，并且应该细致研究；其他科学分支，包括固体态物理学、生物化学以及天体物理学，快速地朝着更大规模来发展。
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[1] Arnison et al.，“Large-Transverse Energy Electrons，”Phys.Lett.B 122（1983）：103-116.
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实验是如何终结的？ [:1700965643]
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实验是如何终结的？ 子组、论据与历史
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不是所有的战后发展都会带着实验者走向集中化。起初可能会显得自相矛盾。科学论断的产生，特别是那些通过数据分析得来的，会经历局部的分散，就像将单独的大型实验移交给各式各样的子组。如果我们简要描述这些子组的结构以及他们的子分析目标，在E1A与加尔加梅勒内论据的组成会更加明晰，使我们能够了解一些关于大规模实验本质的大致情况。
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E1A与加尔加梅勒都有各自的领导者：在欧洲的安德烈·拉加里格以及在美国的克莱因、曼恩以及鲁比亚这三位杰出的代表。然后，每个团队再次被拆分：美国派系被分为两个小组，一个在哈佛，另一个吸纳了来自麦迪逊、费米实验室以及宾夕法尼亚大学的人员。在欧洲研究的初期，一个子组集中注意力于强子中性流，而另一个主要致力于单电子搜索。甚至拆分这些子组是因为中性流的测试在主要背景研究上需要许多改变。实验者开始关注描绘高能物理学特性的高度网状的内部结构分项研究（见图6.3），而非描绘宇宙射线研究特性的实验联盟。
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图6.3 高能物理实验内子组的抽象结构。每个方框选定一类背景研究，最终形成一份内部报告，例如在协作会议中陈述的技术备忘录
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在大西洋两岸，一些参与者由于早期解释过的原因，开始了强烈倾向于相信中性流不存在的实验。以最宽广的角度，加尔加梅勒协作团队分成了两个组，一个主要对强子信号感兴趣，而另一个主要关注轻子信号（见图6.4）
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图6.4 加尔加梅勒中性流背景的广泛示意图。图解了轻子和强子背景与任一背景下的主要任务之间的分离
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实际上这些组群是高度复合的；未达到公开于内部发行物的子实验水平，必须再次细分。项目复杂度在于要确定“直接中子”（产生于荷电流的屏蔽下）不能解释类似中性流的事件。只有几个辅助演示是空间分布的论据，热力学平衡的论据，在欧洲核子中心的蒙特卡罗项目和奥赛的固定平均自由路径，以及缪塞、巴尔迪和普利亚提出的独立模型。其他的细分部分在宇宙射线和停止μ介子的背景计算范围之内。为了处理级联，小组必须模拟角度、能量以及弹性分布。
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重要的是，轻子中性流背景与强子背景几乎没有共同点。特别是，对于单电子搜索，中子的问题并不存在，并且没有任何需要担心的来自原子核内部的复杂化物理学。反而，此证明要求实验团队排除电子中微子、污染束流是可能产生单电子的。此外，他们必须证明光子不应承担创建隐藏了正电子的非对称正电子对的责任，或者是承担将电子从原子中分离并呈现出来的责任。
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在大西洋的西岸，E1A没有什么重大机会去记录中微子电子，即使克莱因考虑过那种可能性。他们的实验沿不同的线路拆分（见图6.5）。值得注意的是，加尔加梅勒的一些重要背景在E1A中被很轻易地排除了。更大的探测器使光子或中子几乎不可能穿透到机械设备用来接收事件的中心空间。
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图6.5 在哈佛-威斯康辛-宾夕法尼亚-费米实验室实验中的两个主要背景互相矛盾。在他们的“第一次”实验中（基于哈佛），几乎没有穿透现象的实验并且更多的关注宽角度μ介子。在“第二次”实验中，实验队伍重新调整了硬件以消除或评估可能出现的宽角度μ介子问题。在这样做时，他们慢慢地意识到穿透现象已经成为一个重要的问题。
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为详细看到协作是如何进行在大角度μ介子问题分析中的证明（“第一次”哈佛-威斯康辛-宾夕法尼亚-费米实验室实验），让我们以古典主义者剖析历史的方式拆分为期六周的论证中的步骤。结果是与图6.4和6.5所示的流程图不同的示意图。图6.6揭示了哈佛-威斯康辛-宾夕法尼亚-费米实验室报告的前四稿的演变。我称之为“动态谱系”，称之为“谱系”是因为它借鉴了古典文本在描绘手稿谱系树时的传统，动态是因为我们能看到是如何采用每次修改来增加直接性和稳定性的。
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