人的結(jié)局總是比先前的一生更受人矚目。
　　——莎士比亞《理查二世》
　　論證的策略
　　1974年11月9日，還未到凌晨4點(diǎn)，在斯坦福直線加速器——一臺(tái)足有2英里長(zhǎng)的裝置——一旁，夜班實(shí)驗(yàn)人員正在準(zhǔn)備一項(xiàng)重要實(shí)驗(yàn)的啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)人員認(rèn)真地在小組工作記錄中寫下了這樣的警示故事：
　　他在這片區(qū)域勤奮地工作了幾周，已經(jīng)很累了。他俯身觀察流水上的淘盤，發(fā)現(xiàn)了兩小塊閃光的黃色團(tuán)塊�！俺霈F(xiàn)了！”他叫出聲來(lái)，直起身仔細(xì)地觀察盤子里的物質(zhì)。眾人都跑過(guò)來(lái)觀看，在混亂中淘盤和里面的東西一同掉進(jìn)了水里。這些團(tuán)塊物質(zhì)是金嗎？還是硫化鐵？他開始重新細(xì)細(xì)地篩查淤泥。斯坦福直線加速器中心和勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室，1974年11月3日至25日日志。
　　“我們的首要任務(wù)是確定探測(cè)器是否仍然在工作中，還有三聯(lián)部件的標(biāo)準(zhǔn)分析程序功能是否正�！�…”記錄手冊(cè)里又這樣寫道。由此，我們又一次投入到了檢查和常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作中。這樣的工作已經(jīng)持續(xù)了數(shù)年，而就在幾個(gè)小時(shí)之后我們將發(fā)現(xiàn)psi粒子。這一發(fā)現(xiàn)將開啟夸克和計(jì)量物理學(xué)的“新時(shí)代”。通過(guò)整個(gè)夏天不間斷地檢查、復(fù)查和數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)人員漸漸意識(shí)到，一個(gè)新的奇跡已漸露頭角。在接下來(lái)的幾個(gè)小時(shí)之后，人的想法將被證明是真實(shí)的。這樣的論證狀態(tài)改變肯定在每一次實(shí)驗(yàn)中都會(huì)發(fā)生，也決定著實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。本書關(guān)注的正是這一轉(zhuǎn)變。
　　從歷史的觀點(diǎn)來(lái)看，“實(shí)驗(yàn)是如何終結(jié)的”這一問(wèn)題之所以會(huì)引發(fā)我們的興趣，是因?yàn)樗鼘㈥P(guān)注點(diǎn)引領(lǐng)到了實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)瞬間，在這一瞬間里，儀表、經(jīng)驗(yàn)、理論、計(jì)算法和社會(huì)科學(xué)等聚集到了一處，具有了引人入勝的魅力。為了了解實(shí)驗(yàn)是如何終結(jié)的，我們必須縮小歷史性的關(guān)注范圍，了解實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)、證據(jù)、技術(shù)和硬件等，正是這些內(nèi)容推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)人員前進(jìn)，給予他們信心，讓他們相信面前的淘盤里是金而不是硫化鐵。對(duì)于任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)者而言，要做出終止實(shí)驗(yàn)研究的決定并不容易，需要投入的東西很多，一旦項(xiàng)目終止也將面臨許多風(fēng)險(xiǎn)。研究人員何時(shí)能列舉出足夠的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，對(duì)這一點(diǎn)的評(píng)判決定了他們的信譽(yù)程度。在20世紀(jì)末期，投入到粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中的資源量十分龐大，從開始計(jì)劃到成果發(fā)表需要五至十年的時(shí)間，花費(fèi)上千萬(wàn)美元的經(jīng)費(fèi)，動(dòng)用幾十甚至上百名研究人員進(jìn)行通力合作，因此研究涉及的風(fēng)險(xiǎn)和賭注也大大增加。人們協(xié)同合作發(fā)表了研究結(jié)果后，壓力也隨之上升了。理論家們將努力去了解這些新的數(shù)字代表的含義，其他實(shí)驗(yàn)小組也將重新審視自己的實(shí)驗(yàn)日程。
　　從哲學(xué)原因和歷史原因而言，“實(shí)驗(yàn)是如何終結(jié)的”這一問(wèn)題意義十足。實(shí)驗(yàn)者對(duì)客觀事實(shí)、對(duì)人造之物，以至于對(duì)一種效果、一個(gè)粒子的論證均將不會(huì)以演繹論證的封閉形式進(jìn)行。長(zhǎng)期以來(lái)，圍繞著一個(gè)話題——有限的事實(shí)集合將不足以證明一般結(jié)論——哲學(xué)家們一直未曾停止?fàn)幷�；而迪昂（Duhem）、奎因(Quine)和帕特南（Putnam）等人卻著重強(qiáng)調(diào)，實(shí)驗(yàn)面對(duì)的不是單一的假設(shè)，而是互相聯(lián)系的判斷網(wǎng)絡(luò)。但更嚴(yán)重的問(wèn)題在于，這一網(wǎng)絡(luò)中不僅包括明確的判斷，也包含了無(wú)數(shù)的輔助性假設(shè)。正如迪昂所言：
　　同幾何學(xué)家使用的歸謬法不同，實(shí)驗(yàn)中的矛盾現(xiàn)象并無(wú)將物理假設(shè)轉(zhuǎn)為無(wú)可辯駁的真理這樣的能力；為使其具有這樣的能力，需要列舉出全部的假設(shè)情況，覆蓋一定的現(xiàn)象集群；但是物理學(xué)家們永遠(yuǎn)無(wú)法確定自己是否已經(jīng)窮盡了所有可想象出的假設(shè)。物理理論真相的決定也并不是像投擲硬幣一樣非正即反。
　　在這里我們應(yīng)該加上一句： 這一真相也不是實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性所決定的。
　　雖然窮盡并列出所有假設(shè)是不可能的任務(wù)，但是研究者們可以以先導(dǎo)性或平行研究的方式來(lái)說(shuō)明，特定的模仿和“背景”效應(yīng)是足可以忽略不計(jì)的。在實(shí)驗(yàn)者試圖將信號(hào)從噪聲中分離出來(lái)時(shí)，可以采取的策略至少有三種： 構(gòu)建裝置設(shè)備以排除背景噪聲的影響，或者對(duì)背景噪聲進(jìn)行測(cè)試或計(jì)算以將其從觀察中排除出去。下面談到的這個(gè)范例十分直觀地說(shuō)明了這一點(diǎn)： 亨利·卡文迪什（Henry Cavendish）是18世紀(jì)末期的一名出色的實(shí)驗(yàn)者，一直以來(lái)他在實(shí)驗(yàn)室中尋求著物體萬(wàn)有引力的測(cè)算方法。他將木棒用細(xì)金屬線懸吊起來(lái)，在木棒的兩端各懸掛一個(gè)鉛球，用兩個(gè)較大的靜止鉛球靠近懸掛著的鉛球砝碼。若懸掛著的球被吸引，木棒將出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)。為了測(cè)算牛頓萬(wàn)有引力理論下微小的力的值，即懸掛著的鉛球重量的五千萬(wàn)分之一，即便是極微小的溫度改變也需要避免，否則空氣中將出現(xiàn)電流，妨礙木棒的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而阻礙實(shí)驗(yàn)正常效果的出現(xiàn)。鑒于此，卡文迪什自行建造了實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，將儀器關(guān)閉在房間內(nèi)，通過(guò)遠(yuǎn)程控制調(diào)整大球的位置，使用望遠(yuǎn)鏡觀察并測(cè)量?jī)x器臂，進(jìn)而阻斷了背景的影響。