本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
大多數對物理學有一定興趣的人都會告訴你，是誰提出了夸克的概念——默裡·蓋爾曼。
現在，把知道蓋爾曼的那群人聚集起來，問問他們亨利·肯德爾、傑羅姆·弗裡德曼和理查德·泰勒是誰。很可能你會看到大多數人一臉茫然。
然而，“提出這個想法”是蓋爾曼在1964年與喬治·茨威格獨立提出這個概念時所做的全部。如果沒有肯德爾、弗裡德曼和泰勒在斯坦福直線加速器中心（SLAC）的1968年實驗，夸克將仍然只是一個理論，一個被自信地假設但從未被證實的無稽之談。
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類似的現象在流行的物理學觀點中普遍存在。每個人都知道保羅·狄拉克，他推測了正電子的存在，但有多少人知道真正發現正電子的卡爾·安德森和他的合作者塞思·內德邁耶？人們也都知道沃爾夫岡·泡利和恩里科·費米在30年代提出了幽靈粒子中微子的要求，但問問科普愛好者他們是否知道雷蒙德·戴維斯30多年來對中微子鍥而不捨的追求，你很可能會看到人們皺起眉頭。最後，即使在今天，一個小學生也可能知道愛因斯坦關於恆星引力場會彎曲星光的預測，但亞瑟·愛丁頓對這一事實的驗證卻鮮為人知。
我開始思考公眾對理論家與實驗家的評價之間存在的這種明顯差距，是因為我讀到物理學教授查德·奧澤爾的一篇文章，他從我對美國著名物理學家的文章中獲得啟發，提出了一個有力的觀點，即雖然美國理論家在戰後幾年落後於歐洲同行，但他們在1920年代幾乎與歐洲人平起平坐。他的觀點是，我們往往會過分強調理論的作用而忽視實驗。
現在毫無疑問，物理學家自己會第一個認識到實驗家的價值；例如，安德森、戴維斯和肯德爾-弗裡德曼-泰勒三人組都獲得了諾貝爾獎。但他們在公眾心目中的認可度從模糊到不存在。考慮到實驗在物理學和所有科學中的重要性，這種認知上的差距尤其令人震驚，自伽利略（傳說中）從比薩斜塔扔下鐵球以來，實驗一直是科學方法的核心範例。理查德·費曼曾對實驗的至高無上地位表示讚揚，他說：
“一般來說，我們透過以下過程尋找新的規律。首先我們猜測它。然後我們計算猜測的結果，看看如果我們猜測的這個規律是正確的會意味著什麼。然後我們將計算結果與自然界進行比較，透過實驗或經驗，直接與觀察結果進行比較，看看它是否有效。如果它與實驗結果不符，那就是錯誤的。在這個簡單的陳述中，蘊含著科學的關鍵。你的猜測有多麼美妙並不重要。你有多聰明，誰做的猜測，或者他叫什麼名字並不重要——如果它與實驗結果不符，那就是錯誤的。”
實驗物理學的絕對權威人物歐內斯特·盧瑟福對實驗發出了更加尖銳和響亮的讚揚。他對理論家的看法是，“他們玩弄他們的符號，但我們揭示了自然的真實事實”。據說他還告誡在他指導下工作的有能力的（其中九人獲得了諾貝爾獎）學生，不要“讓我抓到任何人在談論宇宙”。
盧瑟福是終極的實驗家，費曼是終極的理論家，但費曼很清楚，一個精心設計的實驗才是真正能讓理論成立或破產的唯一因素。具有諷刺意味的是，公眾對實驗家的貶低也適用於費曼自己的工作。他發展的量子電動力學理論也許是物理學中最準確的理論。舉個例子，它可以正確地計算出電子的磁矩，精度達到了前所未有的15位小數。但如果沒有實驗家設計出越來越巧妙的實驗來測量這個引數，我們就永遠不會知道這一點。然而，每個人都聽說過費曼，但誰聽說過蘭姆、庫什或福利？
在我看來，至少有兩個重要的原因導致公眾，儘管他們默認了實驗在物理學中至關重要的作用，卻未能給予實驗家應有的尊重。首先是理論物理學透過紙上談兵的推測，在揭示宇宙最深奧的奧秘方面取得了巨大的成功。沒有人不會驚歎於像愛因斯坦或玻爾這樣的人，他們只用一些事實和紙筆，在短時間內就推斷出了宇宙的宏偉執行原則。
與他們基於純粹思想的努力相比，實驗家們的相應努力，他們跪在地上，在手上塗上厚厚的油脂，把大部分時間花在焊接電路和在車床上製作精密機器零件上，聽起來很單調乏味。然而，這項平凡的工作是實現硬事實發現的偉大結局的必要步驟。即使是理論家和實驗家的罕見組合也意識到了這一點；例如，儘管費米對理論做出了開創性的貢獻，但他總是說他最喜歡的是實驗，而且人們經常發現他在執行最平凡的任務。
公平地說，當許多實驗家，儘管他們的裝置很巧妙，但“僅僅”驗證了理論家已經說過的事情時，很難不欽佩理論家。安德森可能發現了正電子，但狄拉克首先發明了它。愛丁頓可能觀察到了偏轉的星光，但愛因斯坦只是根據似乎是神奇的推測，憑空把它摘了出來。
首先，重要的是要意識到，我們對愛因斯坦的所有敬畏感都只是在事後才產生的，是在對廣義相對論進行了數千次越來越嚴格的測試，並毫無疑問地證實了該理論的真實性之後。正如費曼所說，無論理論看起來多麼漂亮，無論其創造者聽起來多麼聰明，在它被驗證之前，它都只不過是一個假設。未經證實的愛因斯坦將是一個神秘主義者。幸運的是，公眾似乎逐漸意識到，醜陋的、沾滿油脂和焊錫的實驗對優雅的理論施加了束縛。這在弦理論的流行版本中最為明顯；在它的支持者們一度興奮地崛起之後，公眾似乎越來越意識到弦理論框架不斷呈現的理論與實驗之間的巨大鴻溝。事實上，弦理論是對知情公眾區分事實和推測能力的一次完美考驗，到目前為止，跡象似乎很有希望。
其次，還有一些實驗家做出的發現沒有理論先例的突出例子。這使得盧瑟福和法拉第成為歷史上最偉大的兩位實驗物理學家。盧瑟福在1908年發現了原子核，但物理學家花了30年時間才發展出原子核的具體理論。同樣，法拉第發現了電和磁之間無縫的聯絡——透過實驗實現統一的極少數例子之一——但直到他去世後，麥克斯韋才提出了他開創性的電磁理論。實驗家經常追隨理論家的腳步，但他們引領道路的例子與愛因斯坦、玻爾或費曼的工作一樣充滿創造力和成就。即使他們追隨，他們也是彌合思想與硬事實之間差距的人。
公眾似乎低估實驗的關鍵作用的另一個重要原因是，物理學的普及化偏向於理論。而在這裡，至少部分責任必須歸咎於實驗家自己。例如，如果我們思考一下過去20年中主要的物理學普及者是誰，我們想到的名字包括布賴恩·格林、麗莎·蘭道爾、倫納德·薩斯坎德、布賴恩·考克斯和肖恩·卡羅爾。幾乎沒有實驗家上榜；阿尼爾·阿南塔斯瓦米是少數幾位揭示實驗家在驗證尖端理論方面所做的英勇努力的作家之一。在之前的一篇文章中，我提到公眾如何被餵養越來越奇特和投機的物理學內容，這傾向於影響他們對他們認為物理學中最重要的領域的看法。宇宙學和量子理論在他們的名單上名列前茅，凝聚態物理學和生物物理學排名較低。但凝聚態理論的排名仍然高於凝聚態實驗。觀測宇宙學仍然次於對大爆炸的推測。這種情況必須改變。
如果我們想提高實驗學家在公眾中的知名度，並將他們置於大眾物理學殿堂中應有的地位，主要的行動必須來自實驗學家自身。毫無疑問，在過去的二十年裡，實驗物理學取得了一些驚人的進展，因此肯定不乏可以講述的故事。例如，就在去年，物理學諾貝爾獎授予了Serge Haroche和David Weinland，他們在捕獲離子和原子以及驗證量子力學一些最離奇的預測方面取得了驚人的成就。然而，哪裡有詳細闡述這些成功的書籍呢？三年前，物理學諾貝爾獎再次授予了使用最簡單和最巧妙的方法制造石墨烯的實驗者。但仍然沒有關於這些實驗的生動書籍。還有很多其他的主題，從超新星和X射線天文觀測到使用雷射操縱單個DNA分子，這些都可以富有成效地被寫入通俗物理學書籍中。此外，操縱這些工具來探索自然界秘密的樂趣，對於實踐者來說，和計算時空曲率對於理論學家來說一樣令人興奮。將發現事物的個人快樂傳達給公眾，這取決於那些熟練運用這些機器的人。
實驗是科學的最終仲裁者，令人遺憾的是，目前流行的物理學文獻並沒有反映這一至關重要的事實。實驗者和他們的記者朋友現在需要接過接力棒並繼續前進。他們需要向公眾傳達為什麼離子阱和李群一樣引人入勝，為什麼即使是最優雅的數學大廈也可能在令人困惑的實驗證據面前崩潰，為什麼，用盧瑟福的話說，“理論家們玩弄著他們的符號，而他們才是揭示自然真實事實的人”。
更新： Tom Swanson，Chad Orzel和 ZapperZ 都提出了他們自己卓越的觀點。我同意他們的兩個主要觀點（感謝：Jennifer Ouellette）；即實驗者總是必須至少了解一些理論才能理解他們的實驗（盧瑟福當然是這樣做的），並且時間和空間的限制可能會使實驗者更難定期涉足科普寫作。此外，Brian Cox 是一名實驗學家，而不是理論家。