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实验是如何终结的？ [:1700965636]
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实验是如何终结的？ 中期约束
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特定的理论或者实验的程序化目标持久度虽然低于那些重大的主题，例如统一、离散性、持续性，以及仪器的类型，但更加适合特定机构及人员。像布罗代尔提出的“社会时代”，对这些程序化愿望的承诺涉及不只一项个体计算或实验，但是并不构成类似奥斯特或者法拉第对信奉力统一的长期或广泛约束。德哈斯与爱因斯坦对于实验的贡献是在莱顿对磁矩早期研究工作的继续。并且在回到荷兰后，他延续了此种精确的磁测量方法。通过早期的合作，德哈斯带给柏林自由电子不会导致物质磁性特质的信念。因此，细致的磁测量方法而非原则塑造了他的研究风格。同时，他也倾向于发现物质中束缚电子的某些形式。德哈斯的预设可被认为是实验性的而非理论性的，尽管区别并不严格。
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有时，实验和理论假设并不是完全的分离。考虑到其他一些引入混合理论与实验工具的，并对此领域做出一定贡献的物理学家。例如理查森，曾经在卡文迪什实验室受过培训，1905年的卡文迪什实验室是世界上几个为数不多的、理所当然地认为电子为一种材料颗粒的几个地方之一。汤姆森关于阴极射线的实验，与理查森自己关于热金属电子发射而获得诺贝尔奖项的研究工作一样，提供了一种实验时间背景，利用了电荷载体材料在经历电子理论重大变化后仍保持不变的概念。此英国传统的微粒调查，伴随着光谱学的解释，侵蚀了麦克斯韦的电荷载体场变量的置换。因此，先前理论和实验假设的结合使得理查森的旋磁实验看似合理。
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通过把阴极射线和热离子效应联系到旋磁效应，理查森给予旋磁实验一个自然量：一个电子的角动量与磁矩的比例应该近似于电子的质量与电荷的比例。理查森与斯图尔特的实验设计本质上都取决于电子模型。环绕正电荷的电子简单图像通过确定规模形成了设备的建造式样。因此，不像麦克斯韦，理查森以及后来的爱因斯坦有着一块特定的非凡空间去探索。此层次的理论使得理查森将获得怎样的g值成为一个开放性的问题。
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巴奈特已经找出了能够阐明地磁学的问题及实验。他的关于地磁场精密机械的理论发生了改变，但他对于此课题探索的终极信念延续在他早期职业生涯的大部分时间里。他对于此问题的关注在1918年就职于卡耐基研究所地磁部门时得到制度上的承认，尽管在那时，他的想法正在朝新的方向发展。当巴奈特沉浸于地球物理学中，他沉浸在一个充满不同于爱因斯坦所面临问题的世界。什么能够解释我们星球的旋转轴与磁轴的重合？通过凭借地球内部的未知物理确定实验样本的过程，巴奈特含蓄地提出关于关键性原理的理论观点，这些观点与爱因斯坦、德哈斯以及理查森所提出的大相径庭。就巴奈特所期待的结果的程度来说，他希望是很大的，即使不足以完全解释地球磁场，至少要足够有力，以便未知力的引用可以弥补存在的差距。
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爱因斯坦也有不同于物理学广泛统一目标的信奉。在旋磁效应中，他看到了令他如此赞赏的实例化统计力学，并且磁分子的方向很好地与郎之万提出用于解释居里定律的数据研究相结合。爱因斯坦对于旋磁效应的预测通过配置他及其他人在其他领域有效利用的技术变得更具说服力。
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在计划层次，密立根期望能够将构成宇宙射线的γ射线的生产联系到宇宙空间中更加有序的物质的形成。这点在对于指定单个进程时比发现宇宙反熵过程这一更加普遍更加长期的目标更进一步，必须在此背景下才能理解密立根以及他学生及同事的工作。更具体地说，密立根有一系列相对短期的特定模型，可以预测宇宙射线光子准确的能带。每一层次都影响了密立根的实验过程及结束实验的决定，尽管他是以不同的方式做了这些。广泛的神学问题增加了此类研究的风险，其中对于密立根来说，就宇宙射线光谱研究所提供的动力而言是无可置疑的。与后来物理学背道而驰的那些密立根的判断可能导致我们改造他的理论课程影响学校实验过程的方式。但不管后来的裁定是如何评价密立根对于“原子构造”的信奉，他的实验方案设定了范围并且制成了带来一些重要宇宙射线发现的仪器，这些发现于安德森在正电子与μ介子研究中取得的成就中达到顶峰。
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正如存在纲领性的理论承诺那样，也有纲领性的实验室实践。实验者可能会相信，一般而言，显微镜、望远镜、火花室或者盖革计数器是用于研究现象世界某部分的有效仪器。对于显微镜及火花室信任的问题仍旧存在。物理学家时常通过采用校准试验来做决定，例如斯图尔特曾采用的或者是相同探针的比较反应，例如用于E1A的火花室上所采用的试验。一旦仪器的测试结果与其他仪器的结果及其性能测算的结果相悖，此仪器还有一种其本身的可靠性。
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机械设备能够在无需理论参考的情况下验证结果，也能够引入建立在设备本身的假设。我们可能最好称这些根深蒂固的假设为“技术前提”以此提醒自己设备不是中立的。例如，密立根原来用于研究宇宙射线的设备很明显是借鉴了用于研究X射线与γ射线而开发的实践。仪器的设计方式以实验者的解读为条件。确定γ射线及X射线能量的标准方式是根据需要穿过多少吸收体去测量他们的电离能力而定的。对于密立根来说，在他貌似合理的离子化与深度曲线中看到宇宙射线光子的证据是必然的。
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密立根在加州理工学院所表现出的韧性和能力在卡尔·安德森的早期职业生涯中打上了烙印。这里的实验设计也具有潜在的理论。磁铁会使密立根宇宙光子释放的电子轨道线发生偏转，并且电子能量会显示在宇宙缓慢停滞的空间深处的逆转现象。考虑到磁铁云室的巨大成功，很容易倾向于忽视设计的起源。回想起罗西及斯特里特等人是如何辩称他们的计数器显示出带电粒子穿过了几英尺厚的铅金属。只有理解了密立根的方案才能完全理解安德森、密立根、尼德美尔以及皮克林并不仅仅通过挑战反对方数据有效性来回应数据统计工作的原因，但也会通过动摇竞争者的完整方法。对于现象来说，计算器所给出的结果甚至不可视为判断其真伪的标准。但是，一台设备的制成，程序或者一个理论框架的分析不会像防止破坏原始期望那样去约束实验。接下来我会详细叙述这一点。
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通过追溯第一组中性流实验是如何终结的，我们必须要问在1973年末一个团队确信中性流并不存在的原因是什么。那项研究显示电子触发器只有在最初的实验任务中有效。最终发表的关于中性流的报告无法给出的真相是，在更早的时候，该团队已经有目的地铺设仅仅会记录产生带电轻子过程的电路。这是一种寻找W粒子及探测荷电流理论的完美方式。然而，这对于中性流研究候选者的探索是一个绝对致命的方法。原因是中性流候选者是精确地以在最终状态时带电轻子的缺失为表征。因此，设备本身负载了先前理论预设的物质体现。
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这些例子提出了另一个可供研究的成熟领域。我们对科学信仰在仪器设计中重塑自我的方式所知甚少。我们所需要的是与崇拜纯技术的仪器的古文物研究历史截然不同的内容。我们需要的仪器历史必须是运用科学物质文化来发掘埋藏已久的理论假设及实验实践的考古学。
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实验是如何终结的？ [:1700965637]
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实验是如何终结的？ 短期约束
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最后，实验的设计与阐释可以通过特定的理论与模型，以及类似布罗代尔的“个体时代”的约束来构成。其中为数不多的不同的理论模型可以与任意纲领下的广泛约束共存。但准确地说，因为这些模型会决定确切的数量预测，所以众所周知，他们在控制实验者做出终结实验的决定方面是有效的。如我们所见，爱因斯坦有着一个纲领性的目标，要解释或至少测试零点能量。在第一次与斯特恩（Stern）完成的模型失败后，爱因斯坦回到起点，寻找一种能够解释这种神秘能量的原理。当爱因斯坦思考与斯佩里的专利侵权诉讼时，他看到在航海陀螺罗盘中存在一个完美的类比：地球自转与陀螺罗盘的关系就好像铁棒旋转与轨道电子的关系。
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不仅仅是爱因斯坦对于对称性的一般信仰，更确切地说应该是普遍原理、纲领性目标以及切实的物理模型的组合形成了不可阻挡的理论预设。因此，当爱因斯坦开始他的实验，得出了著名的g=1结论时，他便以一种带有倾向性的方式对系统误差进行评估，从而认定实验结束。
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密立根也有特定的定量模型用于引导他从广泛的形而上学的纲领性的信仰到用实验方法能够测量的数据。通过确定确切的数量预测，确切的模型有助于确定数据的可接受性或不可接受性。像在爱因斯坦与德哈斯的实验中那样，理论决定了密立根对于数据的评估。正像爱因斯坦与德哈斯在与他们预期不一致的数据中发现问题那样，密立根也力图通过搅动云室中的气流来动摇安德森的言论，他宣称曾拍摄到更具活力的电子，已超出一直受到广泛支持理论的允许范围。
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特定的模型是有余理的，但并不一定是可视化的。奥本海默采用几种簇射模型来规避完全运用量子力学运算这一棘手问题。一种模型仅仅是启发式的；而另一种是更加具体的，由与气体扩散的类比构成。加尔加梅勒合作者必须塑造有穿透力的中子，即使没有能够描述这些粒子中通过混凝土与液体的粒子的基本物理定律。然而，有许多有用的现象学模型用于计算：一些粒子中含有移动固定距离的中子；而其他的则含有带有不同能量的中子分散各处；最复杂的是让中子在中子流中析出。对于哈佛-威斯康辛-宾夕法尼亚-费米实验室实验团队来说，需要类似的本土实验方法。尤其是在第一次E1A实验中，最迫切的需求是要建立μ介子的角分布模型；在第二次实验中，探求强子穿通防护钢壳是至关重要的。
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特定的现象定律起到了多方面的作用。他们可用于计算背景效应。也可用于确认本身的信号。在许多情况下，这些定律用于判断设备是否可靠，如在测试结果违背描述电子或者热力学的完善定律时。就卡尔森和奥本海默的簇射计算来说，他们的工作促成了一次引人注目的关于实体与效应的重新关联。通过将量子电动力学理论与簇射现象建立一种定量关联，奥本海默引发了对云室径迹应该符合用电子来作为解释的效应分类这一意义深远的重新考量。在1935年之前，物理学家认为簇射现象为“爆炸”，新物理的暗示；实验者将直接径迹作为高速原子违背量子电动力学的证据。在奥本海默之后，物理学家引证簇射作为普通量子电动力学事件的证据并展示直接径迹作为一种新粒子的证据。奥本海默的工作重新描绘了高深理论与实验数据的联系，引发了实验方案的全新修订。他重新对之前被认为是没有问题的现象提出质疑，同时确保之前存在问题的效应不再出现问题。
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引入短期实验约束是因为在实验者信任了一种设备之后，甚至在特定设备中，问题仍然存在：能够相信这样的实验或者气泡室图片吗？设备是不是给出了伪造的结果？在粒子物理学中，这些问题从某种意义上讲构成了比年鉴学派所梦想的更加直白的历史故事。因此，在此层面上，关于每个实验结果、每条轨道以及每个信号的数据都必须分类。
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有时，可接受性的标准是常规的。事件是否高于特定的能量？附近是否有其他的径迹？其他的测试，通常不是那么的正式，经常用于评定仪器在特定运行或实验中的性能。这样的决定在局外人看来是极其武断的。教科书中不会告诉你成群的物理学家聚集在欧洲核子中心周围反复讨论实验备选方案。这可能是由于那个经久不衰的言论，至少在采集数据的层面上，人为干涉不应该发生在实验中，或者是如果发生了，任一选择标准均应完全符合预先提到的规则。但在这里，像在每一个科学的流程中，实验程序是既不守规则统治也不是武断的。刻板和无序这种错误的二分法是不适用于数据的分类以及所有其他的解决问题的活动。数据采集需要像修改原理应用或设计设备那样多的判断，这是不是让人感到很惊讶？
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准确地说，打破常规使得一位历史学家评价艾伯特·迈克尔逊（Albert Michelson）干涉仪“更像是艺术而非科学”，并且引用了一则趣闻赞美迈克尔逊的设备为“如果由迈克尔逊操作的话，这将是一件非同寻常的仪器”。[1]当迈克尔逊记录道：“经常发生的是，由于一些细微的因素（其中由于受热天花灯弹起）条纹会突然改变位置，在这种情况下，这一系列的观察结果被驳回，另一个新的系列观察开始。”[2]从中得到的教训并不是实验是反复无常的或者实验者是“有偏见的”。而是我们必须将实验室判断从始至终视为实验过程中细微但又至关重要的一部分。迈克尔逊用训练有素的眼睛及双手来估计什么时候甚至其他光学专家都不会注意到的图像中瞬间的振动能成为停止运行的理由。
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要总结构成实验活动框架的不同实验与理论约束，带有实例的图表是很有帮助的：
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