尽管宣称“科学进步源于实验”，但实际上整个科学历史文献都在关注着理论的发展。无论研究者的对象是17世纪的科学革命、19世纪的场论，还是20世纪的相对论和量子力学，他们谱写的历史都突出概念的演变，而非实验室实践。正如爱因斯坦所言，似乎有一种不对称性只存在于历史分析中，而非存在于事件本身。
本书适合于对“理论如何从现代物理实验室产生”这一问题感兴趣的读者。它既不是对粒子物理学的概述，也不是物理教学中引用的对“伟大试验”成果的总结。[1]相反，这本书是写给那些对历史、哲学和实验室科学社会学感兴趣的读者，以及工作中的物理学家。本书源于对以下几个问题的思索：是哪些理论让实验者坚信微观物理作用？他们可以借助于何种实验仪器？在获得具有说服力论据的过程中，从实验工作台到工厂实验室这种势不可挡的历史扩张趋势产生了什么样的影响？
和大多数对物理学如何发展的解释不同，本书不仅将目光投注于实验室，对1926年之后的20世纪物理学发展也采取了不同的对待方式。长久以来，物理学发展史一直深陷在狭义相对论与非相对性量子力学的争论中。若没有经历第二次世界大战，谁能想象20世纪的政治格局会是怎样？毋庸置疑，量子力学的提出是一项具有划时代意义的伟大成就，但它只是20世纪物理学研究的开始，而非结束。我们的工作不是喟叹大型加速器的高昂造价，而是到实验室内部，去探究物理学家们如何在一亿分之一秒内发生的数十个相似过程中辨别出某一个过程的存在。
为了刻画大型实验，历史学家需要丰富的文献。部分素材来源于笔记、信函或发表的论文。此外，还有一些源于爱因斯坦的专利著作、巴奈特对地磁学的研究以及密立根的宗教著作。然而，常规的科学史研究方法并不适用于大型实验。之后的物理学家不再沿用笛卡尔或是爱因斯坦书信的沟通方式，在他们著作中可获得的有关其日常工作的内容也越来越少。20世纪70年代的实验者不再像密立根或卢瑟福那样，用笔记忠实地记录日常事项了。
本书三分之一的内容是关于高能物理实验的。事实上，当我开始探索高能物理实验时，常常有人告诫我，与此相关的文献匮乏，不可能对20世纪后期的物理学开展研究。所有重要的信息，基本都是通过电话沟通。事实并非如此。相比于更早期的物理学，高能物理学实验的相关文献更为丰富。问题在于我之前不该只寻找笔记和信件这样比较古老的文献类型。在将实验一点一点拼凑起来的过程中，我发现了项目建议书、进度报告、会议记录、计算机输出材料、数据磁带、胶片记录、流程图、电路图、蓝图、扫描记录、管理信件、报告幻灯片，甚至放在仓库中的设备的考古学遗迹。
然而，最重要的一种证据源于科学团队不可分割的社会化关系成分。团队成员必须一起工作。他们在会议上争论不休，并通过会议记录进行总结；他们对团队内部流通的技术备忘录提出建议和对策建议；当数据经过多层分析之后，他们提出要求和反驳。这样的论文构成一种由物理学家创造的新型科学文献，以应对协作性实验的爆炸性增长。对于历史学家，这种新颖的人工产物是一个福音，不仅因为他们跟踪了科学家之间的日常交流，还因为它们是通过团队共同创造：即使某个参与者丢弃了一个副本，其他人通常还有保留。因为备忘录通常是相互的，我可以发现记录中的漏洞，并且在过去七年里，我已经把数百个记录几乎完整地拼接在一起。它们在一起组成了文献记录，并占据了这本书的大部分内容。
这个项目是以哈佛大学科学历史系的一篇博士论文开始的。我最应感谢的是欧文·希伯特、杰拉尔德·霍尔顿、爱德华·M.珀塞尔，他们在我的研究过程中给予了重要建议和帮助，多年之后我仍发现与他们之间的讨论大有裨益。关于科学史方法的一般问题，我与包括伯纳德·科恩、伊恩·哈金、托马斯·S.库恩和亚瑟·I.米勒在内的很多学者展开过无数次的讨论，并从中受益颇多。西尔万·S.施韦伯和史蒂芬·温伯格支持我继续攻读高能物理学第二学位；与史蒂芬·温伯格的谈话让我第一次接触了中性流实验的历史，继而接触了弱电交互现象学中的问题。1981年至1983年间，霍华德·乔吉和约翰·裴士基几乎每天和我讨论并耐心地指导我的研究。之后的三年，我对该项目进行了重建。
若非获得美国国家科学基金会（NSF）研究生奖学金、美国物理学会（AIP）的援助、霍华德基金会研究补助金，以及皮尤基金会和美国国家科学基金会（SES 8511076号拨款和总统青年研究员奖）的帮助，我很难在这条艰难曲折的道路上坚持下来。哈佛学会从1981年到1983年授予了我初级奖学金，给予了我从事这项研究的自由，这里我还要特别感谢主席伯顿·德雷本对我跨学科研究的支持；感谢我的初级研究员同伴们，特别是苏珊·布劳斯坦、特里·卡斯尔、莫蒂·范戈尔德、理查德·加纳、保罗·金斯帕、尼特·卡伦凡斯、路易斯·阿尔瓦雷斯-高梅、阿尼施·马诺哈尔、唐·里德、利昂·维森特尔和马克·怀斯，感谢他们给了我一段美好的友谊和表达自己想法的机会。
在斯坦福大学，很幸运能够与哲学系、历史系和物理系，以及科学历史委员会的同事一起工作，特别是南希·卡特赖特、弗朗西斯·埃维里特、威尔伯·克诺尔、罗伯特·普洛克特和帕特里克·苏佩斯。阿诺德·戴维森对早期草稿提出过许多建议。我还要向我的东湾同事约翰·海尔布伦表达我最真诚的谢意，感谢他不管在总体上还是具体方面提出的建议。
我还要感谢对这本书的特定章节给予帮助的人。对于第2章的讨论，我感谢J.Z.布赫瓦尔德、D.卡西迪、P.福曼、P.霍夫曼、A.派斯和J.施塔赫尔的帮助。我非常感谢A.J.科克斯、昂德里克·安东·洛仑兹、富兰克林·玻图加尔、H.J.特雷德以及美国物理学会尼尔斯·玻尔图书馆、华盛顿卡内基研究所、爱因斯坦档案馆和以色列耶路撒冷希伯来大学的工作人员帮助我获得了档案资料。在第3章宇宙射线材料的工作过程中，与C.D.安德森、H.A.贝特、L.布朗、D.卡西迪、W.弗里、D.凯夫利斯、G.罗契斯特、R.塞德尔、E.C.史蒂芬孙和J.C.斯特里特的交谈和通信让我受益匪浅；康奈尔大学图书馆档案室汉斯·阿尔布雷希特·贝特的论文、罗伯特·A.密立根和卡尔·D.安德森在加利福尼亚技术研究所档案馆的论文、哈佛大学档案馆的希欧多尔·莱曼、杰贝兹·科里·斯特里特和温德尔·弗里的论文也让我受益很多。
对于他们在帮助我重建第4章阐述的E1A（Experiment 1A）和加尔加梅勒实验室的工作中所付出的时间和精力，我特别感谢两个合作单位的所有成员。在我完成有中性流发现的第一篇文章之后，我给团队的每个成员和许多允许我看他们的论文的参与者写了信。特别荣幸地感谢以下两个合作单位中给予格外帮助的参与者：B.奥伯特、C.巴尔塔、E.贝洛蒂、F.W.布洛克、U.卡梅里尼、D.克莱因、D.C.卡恩迪、H.费斯奈尔、E.菲奥里尼、W.福特、W.弗莱、D.海德特、P.霍伊斯、R.伊姆利、T.W.琼斯、A.M.卢茨、A.K.曼恩、F.梅辛、J.莫芬、P.缪塞、G.米亚特、R.帕尔默、D.H.帕金斯、A.普利亚、D.里德、M.罗伊里尔、A.鲁塞、C.鲁比亚、J.萨克顿、L.R.苏拉克斯和J.P.维亚莱。原来没有合作过，但给了我很大帮助的物理学家有：B.C.巴里什、M.K.盖拉德、D.莫雷莱、E.A.帕施奥斯、C.贝鲁、J.普伦特基、C.普莱斯考特、K.H.瑞什、C.奎格、W.斯莱特恩、M.索尔达特、V.魏斯科普夫、沢田山之内、J.K.沃克以及B.朱米诺。我非常感谢欧洲核子中心（CERN）的档案记录和历史项目，并特别感谢A.巩特尔、约翰·克里格、多米尼克·佩斯特和R.拉姆。费米实验室档案馆和欧洲核子中心档案馆提供了有价值的照片，沢田山之内帮助我从费米实验室主管办公室获得了一些有用的文献。
这些年来，我与保罗·米赛尔多次见面。他帮我收集档案记录，我们有过许多为期一天的会议，用于苦思文件和探讨物理学，那些都是我无比美妙的时光。可1985年夏末，他逝世于一次登山事故中，看不到这本著作的完成，对此我深感遗憾。
第3、4、5章的部分内容是以文章形式呈现的。我感谢《物理科学的历史研究》（Historical Studies in the Physical Sciences）、《半人马座》（Centaurus）和《现代物理学评论》（Reviews of Modern Physics）的编辑允许我复印相关材料。参见《爱因斯坦和旋磁实验：1915—1925》（Einstein and the Gyromagnetie Experiments：1915—1925）[2]，《μ介子的发现和量子电动力学失败的革命》（The Discovery of the Muon and the Failed Revolution against Quantum Electrodynamics）[3]和《第一次中性流实验如何结束》（How the First Neutral Current Experiments Ended）[4]。在手稿准备的不同阶段，L.布朗、Y.爱尔卡纳、A.富兰克林、L.霍德森、A.皮克林、D.夏佩尔、R.斯图埃沃和N.怀斯都提供了很有帮助的建议。1982年5月，我有机会在凡利尔基金会和特拉维夫大学赞助的一系列讲座中介绍本书的主要内容。对于在收集材料和准备手稿过程中得到的宝贵援助，我要特别感谢A.阿斯穆斯、M.琼斯、F.基辛、K.彼得森和C.朗格塞夫。
本项目历时漫长，在途中遭遇到各式各样的困难时，我向家人和朋友倾诉，他们给予了我莫大的鼓励，使我相信这一切都是值得的。
向C.A.J.（卡罗兰·A.琼斯）致以最真诚的感谢。
注释
[1] 美国的物理学界和体系的通史可参见Kevles，Physicists（1978）；Segrè，X-Rays to Quarks（1980），其中对许多粒子发现背后的基本思想给出了清晰的物理学解释。Pickering，Constructing Quarks（1984），本书是对20世纪60年代粒子物理学向20世纪70年代早期“新物理学”过渡的一部非常好的历史分析著作。对经典物理实验得出的结果的总结非常有启发意义的著作可参见Shamos，Great Experiments（1959）；Trigg，Landmark Experiments（1975）。罗姆·哈里从《伟大实验》（Great Experiments，1981）中吸收了哲学方面的经验。
[2] Historical Studies in the Physical Sciences 12［1982］：285-323，©1982 by The Regents of the University of California，reprinted by Permission of The Regents.
[3] Centaurus，26［1983］：262-316
[4] Reviews of Modern Physics 55［1983］：477-509.