由科学联合体的发展可以看出，20世纪60年代，科学联合体最多只是20人的组合，而到了20世纪70年代，一个科学联合体扩充到最多可达50人，我们选择中性流实验科学联合体描述它的特点。

 

中性流的发现是高能粒子物理学史上的重要实验，它为弱电统一理论“温伯格－萨拉姆模型”（WS模型）提供了重要证据。20世纪50年代末，物理学家提出很有影响的“V-A”（Vector-Axial-Vector）理论，它的显著特点是弱相互作用通过玻色子W+、W-实现，不带电的中性流过程是不存在的。后来，实验物理学家用质子束轰击固定粒子靶，以便更直接地观察是否产生中微子，这种方法可以避开强子衰变中的强相互作用及电磁相互作用，单独研究弱相互作用。由于弱相互作用非常弱，中微子在泡室中又没有留下任何痕迹，所以实验难度很大，需要庞大的质子同步加速器。当时，只有美国长岛的布鲁克海文实验室（Brookheaven Lab）及CERN等少数几个实验室可以从事这类实验，以前的实验中都没有看到中性流，但在CERN的嘎嘎梅尔（Gargamelle）泡室中进行的中性流实验推翻以往的结论。

 

1965年末，法国决定建造一个大型泡室——嘎嘎梅尔泡室。嘎嘎梅尔泡室是一个长4.8米，直径2米的圆柱体，内部充满重达12吨的液态氟利昂。由于该泡室建造难度大，1970年这一复杂的科学仪器配件才做好。经过两年的安装调试，嘎嘎梅尔泡室于1972年初在CERN投入运行，从PS出来的质子束射入泡室，然后拍摄质子与氟利昂作用径迹的照片，合计83,000张，最后分给各国研究所进行“蒙特卡洛”（Monte Carlo）计算机模拟。1973年夏，拉加里格（A. Lagarrigue）宣布从那些照片中发现有102张存在中性流以及428张存在带电流的证据。[Hasert et al. 1973, p. 121]

 

由哈佛、宾夕法尼亚、威斯康辛三所大学和费米实验室联合的实验小组（后简称HPWF）从年底也开始探测中性流现象。1973年夏天，HPWF中传出存在中性流的消息，但是当年冬天，HPWF在改变实验装置后却得出了不存在中性流的结论。与此同时，CERN另一位实验物理学家斯丁伯格（Jack Steinberger）领导的小组也进行了蒙特卡洛模拟，同样认为大部分中性流是中子背景引起的。这两个否定性结果使嘎嘎梅尔科学联合体处于尴尬境地。1973年冬，嘎嘎梅尔联合体的科学家们设计了一个新的实验，四个能量分别达到4GeV、7GeV、12GeV和19GeV的质子进入嘎嘎梅尔泡室，鲁塞（A. Rousset）、波梅洛（L. Pomello）、派特森（J. B. M. Pattison）和海特（D. Haidt） 四位科学家迅速分析了7GeV质子在泡室的径迹照片。此时，中子背景被彻底排除，弱中性流的存在被完全证实 [Haidt, D 2004, p. 25]。1974年，HPWF被迫检查并改变了他们的蒙特卡洛模拟计算结果，也认为有弱中性流存在。

 

作为第一个大型科学联合体，中性流实验团体有其独特的组织特点：

 

1. 从嘎嘎梅尔泡室的修建到嘎嘎梅尔科学联合体发现中性流的过程是CERN二十年来宏观运行政策的微观体现。其一，早在20世纪60年代初，CERN已经和法国商定了该国泡室在CERN的使用规则，嘎嘎梅尔的泡室运行同样遵守了这一规定。1967年，CERN和法国共同成立了嘎嘎梅尔泡室使用者委员会（ Users Committee），委员会决定第一批实验由CERN科学家鲁塞（法）和缪塞（P. Musset）（法）协助领导。其二，嘎嘎梅尔科学联合体包含了7个欧洲科研机构，8个国家共55名科学家，这一联合体被认为是CERN历史上第一个大型科学联合体。如表2所示，CERN内部成员只占20%（10名），参与国中四大强国（英国、法国、德国和意大利）占67%（37名）。

 

更值得关注的是，前苏联和日本科学家都参与其中。虽然在CERN成立之初，各国之间的资源争夺是CERN管理层面临的主要问题，英国科学家抱怨自己的国家花了那么多资金，却没得到的优待；法国科学家认为他们建造了泡室，理应让他们拥有更多的实验时间；德国由于政治原因，开始被其他国家排除在外，但德国在CERN的投资很多，在CERN工作或访问的科学家却寥寥几个；虽然CERN成立之初的定位基本与西欧各国的政治外交策略一致——与美国为友，与苏联为敌。但是，当PS和泡室建造完毕，实验室正式进入科学研究阶段，各国科学家抛开了政治意识形态、地域阻隔，以科学研究为第一目标，只要是才华出众的研究者，无论国籍和信仰，都可以融入CERN大家庭。

 

2、近年来，科学计量学家们对各国的合作情况进行研究时，都得出小国科学家更愿意与他人合作的结论 [Krige 2006; Glanzel & Schubert 2001]。学者们认为，大国的科学家数量众多，他们在国内更容易找到潜在的合作伙伴 [Narin et al. 1991]。但在CERN这样的超国家层面实验室中，情况却恰恰相反，嘎嘎梅尔科学联合体中仅有5名科学家来自小国，大国科学家占绝大多数。而且，从合作趋势来看，大国科学家们更倾向于与其他大国的科学家合作，小国科学家只能扮演附属角色。这些现象可能是当时各国的科研实力所决定的。粒子物理学研究需要耗费大量的人力、物力和财力，当时欧洲各国中只有英国和法国有建造加速器和泡室的经验。如果不具备加速器和泡室运作的基本知识，粒子物理学的前沿研究无从开展。所以，在CERN倡导国际合作的宗旨下，科学家们会寻找同样富于经验的其他大国科学家，其他9个小国在CERN逐渐熟悉各类仪器的运作后，才会融入大型科学联合体中来。

 

3、现代社会发展的一大趋势是工业和技术集成化，成百上千的工人在流水线旁日复一日做同样的工作，个人的创造性和自主性会被严重限制。默顿式的科学社会学家认为基础科学是一项个人的事业，阻碍个人创造性发挥的团队型研究不可能与基础研究沾边 [Hagstrom, 1965]。但是以中性流实验联合体为代表的基础研究科学团体的构建却推翻了科学社会学家们以前的结论。我们发现作者署名先按照研究机构的字母排序，再根据作者姓名的字母排列。其中我们常见的第一作者和通信作者的署名并没有列在最前面，形式上的第一作者也并不是实质上的第一作者。即使在同时期国家科研机构的科学联合体的发表论文中都没有出现这种署名方式[⑦]，可见CERN的科学联合体完全讲求平等、注重营造民主气氛，在联合体内部淡化国家的概念和等级结构。

  

通过联合体内部成员所写的纪念性文章，我们才能了解到它的组织结构。嘎嘎梅尔科学联合体的组织结构也趋于金字塔型。拉加里格、鲁塞和缪塞三人是领导核心，处于金字塔的顶端；珀金斯（D. H. Perkins）（英）、普利亚（A. Pullia）（意）、D. Haidt（德）等CERN科学家及各研究所参与此联合体的带头人属于金字塔的中层；哈赛特（F. J. Hassert）等研究所的一般科研人员及学生位于金字塔的底层。也许，在CERN成立之时，理论物理学家还试图与技术人员和工程师划清界限。但在嘎嘎梅尔泡室建造并运行后，已经没有所谓的科学家和技术员的区分，拉加里格既负责指导泡室的建造，又指引这一大型科学联合体的研究方向，发现中性流的那两篇著名的论文作者中相当一部分是承担过泡室建造工作的实验物理学家的名字。

 

中性流科学联合体同工业中的各种工作团体是呈现出很多类似之处，例如，只有金字塔顶端和部分金字塔中层的科学家才能把握联合体的全貌和实验的总体进展，有权对实验数据分析下定论。而处于科学联合体金字塔底层的科学家、学生虽然是这一团体的一部分，但他们的工作只是整体实验中很小的一块，即使他们发现了一些所谓的“异常”，可能也并不知道这究竟意味着什么。例如，1972年冬天，德国亚琛工业大学物理研究所的学生哈赛特发现他所看到的照片和数据有些不同之处，但也不知道如何解释，他把这件事告诉导师费斯耐（H. Faissner），费斯耐又向铂金斯汇报了数据分析结果 [Brown et al. 1997]，经过层层传递，到科学联合体的领导层，才揭示了这一发现的重要意义。1973年夏天，嘎嘎梅尔科学联合体并没有对数据分析的结果达成统一意见，但当听说HPWF发现中性流的消息时，是鲁塞和拉加里格最终决定尽快发布结果，抢先发表证明中性流存在的论文 [Pullia 2004]。但这并不意味着科学联合体底层的科学家做的也是枯燥乏味、流水线似的工作，抑制了科研人员的创造性。当时，嘎嘎梅尔科学联合体需要分析的照片多达83,000张，庞大的照片分析工作说明中性流的发现肯定要从基层开始，能证明中性流的照片必定只能从基层的数据分析员手中出现，数据分析并不是单纯的重复劳动。加速器的调整、泡室的运作以及计算机模拟等一系列环节都需要发挥科学家们的智慧。

 

 

20世纪50年代到20世纪70年代，CERN的组织管理模式发生了很大的变化。开始，以英国、法国为代表的各参与国都希望在CERN中尽可能保证本国科学家的利益，各国科学家也都在努力争取自己在CERN得到公平公正的待遇。但是，从CERN的论文合著数和平均合著论文作者数不断上升、到不同国家的科研团队在CERN融合并形成以任务为导向的混合编队都可以看出，CERN在与各国协调商量的过程中，始终保证科学合作、科学研究的重要地位。

 

CERN运作模式的改变是“国家科学”和“超国家科学”的相互制衡。两种不同层面的科学相遇之初，受文化、语言、地缘和政治意识形态影响，自然形成了英国和德国、法国和意大利以及CERN三个主力科研团体，国家科学在此时具有优势地位。但随着大型实验仪器运作需要的人数不断增加、访问学者的队伍不断扩大，原有的学术编队的界限被完全打破，三大主力科研团体的核心成员不变，取而代之的是特殊任务牵引下已混编的科学联合体，以便于完成更有挑战性的任务。

 

对CERN第一个大型跨国层面的科学联合体——中性流研究团体的分析集中体现了两种科学发展形式博弈的结果。在这个科学联合体中，组与组、国与国之间的界限被打破，实验仪器复杂、工作量庞大等重要问题才能够解决，实现了人力和财力资源的大整合。虽然科学联合体内部大国的科学家数量居多、联合体的组织结构也是金字塔型，不是每一个科学家都能够了解实验的全部。但平等、民主的署名形式完全不同于国家科学的科学论文署名形式，有利于调动整个团队的创造活力。在科学联合体的外部，他们一直与美国相互竞争，争夺科学发现的优先权。而在科学联合体的内部，这种署名形式已经超出了默顿所说的科学发现的优先权之争、科学家对荣誉、同行认同的追求等原则。中性流科学联合体的成功也证明超国家层面的科学发展形式最终占据了上风，CERN的科学国际主义主张得以实现。

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