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剔除背景

這些不同類別的約束中的每一個都約束著實驗室的行動和工作中的實驗者看起來符合邏輯的口頭結論。每一個都有助於分離出現象並將它們分類。這些約束的持續壓迫,或者對他們的接受使得從背景中分離出信號得以持續。

米開朗基羅曾經被問到他是如何雕刻他的大理石雕塑巨作的。這位雕刻家謊稱沒有什麼能夠比這更簡單了,所有需要的就是去掉不是大衛的一切。在這方面,實驗室與製片廠沒有太大的不同。如藝術故事所表述的,去除背景這一任務並不附屬於確定前景。這兩個任務地位相同。恰恰因為這個原因,關於背景分析及爭論的討論顯著地出現在開篇。磁場、雲室中的湍流,以及中子碰撞便是那些成功或者失敗的證明所針對的問題。當背景無法得到恰當的限制時,證明就無法保持完整,就像米開朗基羅的聖馬太,在這個作品中,藝術家無法從他的「大理石監獄」中「釋放」出他的雕塑。[1]

在物理學中,從背景中「釋放」一種效果的類似過程與上述提到的許多層面的理論相關聯。通過關於存在什麼樣的東西或者什麼東西組合在一起的闡明假設,每個不同層次的理論可以促進或者阻礙一項研究。一名實驗者經常會精確地設計一台設備來剔除背景;並且,就像在方向的選擇上,可能會剔除今後認為至關重要的現象。在設備的運行中,在記錄現象前,在現代的實驗中經常會以電子的方式產生進一步的選擇。一旦數據記錄後,數據的選擇再次像區分「好」與「壞」那樣區分前景和背景。「壞」結果可以根據很普遍的原理來廢棄,比如當能量很明顯是不守恆的,或者基於描述過程或設備的現象模型細節。有時,一項結果可以完全不予以考慮因為看上去就是錯誤的。

雖然對於背景的關注在理論家的心目中可能不是最重要的,但對實驗者來說這卻是關注的焦點。在20世紀70年代中期,某些研究者聲稱他們已經發現與磁單極子的存在相符合的一種信號。作為回應,路易斯·阿爾瓦雷斯憑借一種一般方法論聲明提出了關於輕子與光子相互作用的專題討論。這一方法論聲明強調了實驗者對於建立合理的證據來對抗備選方案的關注的中心地位。阿爾瓦雷斯強調,聲稱與理論的一致性構成了一個發現是不夠的;這樣做違反了「物理法則」。

為了說明今早我沒有虛構這些「物理法則」這樣一個事實,讓我們回憶在正電子的發現中的單一關鍵要素。大多數物理學家會說正電子的發現涉及觀察到磁雲室中的一個類電子的軌跡偏向錯誤的方向。但這是不正確的,因為其他人之前曾經看到過類電子在雲室中的軌跡彎曲向錯誤的方向;這種結果是由於電子朝著相反的方向移動……

安德森偉大的正電子發現完全依賴於他知道正電子移動的方向這一事實……許多觀察者看到過與正電子假設一致的粒子,但是安德森是第一位能夠否決所有其他備選答案的人。[2]

宣稱大衛在石頭裡是一回事,但能夠剔除所有其他的東西是另外一回事。


註釋

[1] De Tolnay,Michelangelo(1964),96ff.

[2] Alvarez,「Monopole,」Stanford(1975),967-968.