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，在斯坦福直線加速器——一臺足有2英里長的裝置——一旁，夜班實驗人員正在準備一項重要實驗的啟動運轉(zhuǎn)。實驗人員認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塊�！俺霈F(xiàn)了！”他叫出聲來，直起身仔細地觀察盤子里的物質(zhì)。眾人都跑過來觀看，在混亂中淘盤和里面的東西一同掉進了水里。這些團塊物質(zhì)是金嗎？還是硫化鐵？他開始重新細細地篩查淤泥。斯坦福直線加速器中心和勞倫斯伯克利實驗室，1974年11月3日至25日日志。
　　“我們的首要任務(wù)是確定探測器是否仍然在工作中，還有三聯(lián)部件的標準分析程序功能是否正�！�…”記錄手冊里又這樣寫道。由此，我們又一次投入到了檢查和常規(guī)實驗操作中。這樣的工作已經(jīng)持續(xù)了數(shù)年，而就在幾個小時之后我們將發(fā)現(xiàn)psi粒子。這一發(fā)現(xiàn)將開啟夸克和計量物理學的“新時代”。通過整個夏天不間斷地檢查、復(fù)查和數(shù)據(jù)分析，實驗人員漸漸意識到，一個新的奇跡已漸露頭角。在接下來的幾個小時之后，人的想法將被證明是真實的。這樣的論證狀態(tài)改變肯定在每一次實驗中都會發(fā)生，也決定著實驗的結(jié)果。本書關(guān)注的正是這一轉(zhuǎn)變。
　　從歷史的觀點來看，“實驗是如何終結(jié)的”這一問題之所以會引發(fā)我們的興趣，是因為它將關(guān)注點引領(lǐng)到了實驗中的一個瞬間，在這一瞬間里，儀表、經(jīng)驗、理論、計算法和社會科學等聚集到了一處，具有了引人入勝的魅力。為了了解實驗是如何終結(jié)的，我們必須縮小歷史性的關(guān)注范圍，了解實驗中的參數(shù)、證據(jù)、技術(shù)和硬件等，正是這些內(nèi)容推動了實驗人員前進，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。對于任何一個實驗者而言，要做出終止實驗研究的決定并不容易，需要投入的東西很多，一旦項目終止也將面臨許多風險。研究人員何時能列舉出足夠的實驗證據(jù)，對這一點的評判決定了他們的信譽程度。在20世紀末期，投入到粒子物理學實驗研究中的資源量十分龐大，從開始計劃到成果發(fā)表需要五至十年的時間，花費上千萬美元的經(jīng)費，動用幾十甚至上百名研究人員進行通力合作，因此研究涉及的風險和賭注也大大增加。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，其他實驗小組也將重新審視自己的實驗日程。
　　從哲學原因和歷史原因而言，“實驗是如何終結(jié)的”這一問題意義十足。實驗者對客觀事實、對人造之物，以至于對一種效果、一個粒子的論證均將不會以演繹論證的封閉形式進行。長期以來，圍繞著一個話題——有限的事實集合將不足以證明一般結(jié)論——哲學家們一直未曾停止爭論；而迪昂（Duhem）、奎因(Quine)和帕特南（Putnam）等人卻著重強調(diào)，實驗面對的不是單一的假設(shè)，而是互相聯(lián)系的判斷網(wǎng)絡(luò)。但更嚴重的問題在于，這一網(wǎng)絡(luò)中不僅包括明確的判斷，也包含了無數(shù)的輔助性假設(shè)。正如迪昂所言：
　　同幾何學家使用的歸謬法不同，實驗中的矛盾現(xiàn)象并無將物理假設(shè)轉(zhuǎn)為無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；但是物理學家們永遠無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： 這一真相也不是實驗結(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性或平行研究的方式來說明，特定的模仿和“背景”效應(yīng)是足可以忽略不計的。在實驗者試圖將信號從噪聲中分離出來時，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，或者對背景噪聲進行測試或計算以將其從觀察中排除出去。下面談到的這個范例十分直觀地說明了這一點： 亨利·卡文迪什（Henry Cavendish）是18世紀末期的一名出色的實驗者，一直以來他在實驗室中尋求著物體萬有引力的測算方法。他將木棒用細金屬線懸吊起來，在木棒的兩端各懸掛一個鉛球，用兩個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)。為了測算牛頓萬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)，進而阻礙實驗正常效果的出現(xiàn)。鑒于此，卡文迪什自行建造了實驗儀器設(shè)備，將儀器關(guān)閉在房間內(nèi)，通過遠程控制調(diào)整大球的位置，使用望遠鏡觀察并測量儀器臂，進而阻斷了背景的影響。