人生更大的敌人就是自己
2008年7月，我们终于有了之一批数据，接下来又是漫长的数据分析过程 。每一种系统误差都有人负责研究怎么修正，怎么确定最后的误差值 。在数据分析的过程中，也总是会发现一些之前没有考虑到的误差来源，这时候可能还需要在后续实验中进行有针对性的测量来确定之一批数据的系统误差 。在数据分析的过程中，更大的危险莫过于自己先入为主的意识 。
学界流传着一种 “研究生效应” 的传言 。欧洲核子研究中心（CERN）的很多实验也在找标准模型以外的粒子，这些项目中很多也是一些研究生的毕业项目 。一般来说，如果学生的分析与标准模型一致，那就是很平凡的结果 。只要分析没有大问题，导师都会让他通过 。但是一旦学生的分析结果有和标准模型不一致的发现，那么导师就会非常仔细地审核学生的分析，看看他的分析是否可信 。所以很多学生倾向于 “符合标准模型” 这种结果以尽快毕业 。如果有这样的心理偏向，就很可能在数据分析还不彻底但是结果符合标准模型时，学生就说工作做完了 。这样分析出来的结果显然就没有什么说服力 。先不论这个传言的真假，“研究生效应”在我们的实验中是一定要避免的 。
怎么排除这种心理偏向呢？一个物理界公认的做法是叫 “盲分析”（blind*** ysis），就是在自己宣布自己对分析结果有信心之前，自己不知道结果是什么 。在我们的实验中，我们把实验中用来测量子自旋进动频率的时钟稍微调偏一点，偏离值由合作组之外的人严格保管 。这个时钟的控制面板也被保密人锁起来了 。因为这个偏差值和我们预期的系统误差处于同一个数量级，除了保密人，没有人能够通过分析数据来知道这个数 。等我们对自己的分析 *** 胸有成竹时，保密人再告诉我们这个偏离值，我们用它来计算最终的分析结果 。很多人戏称这个过程为 “打开盒子” 。
之一批数据的分析整整经历了两年半的时间 。终于，合作组的所有人都同意最后的数据分析方案，可以打开盒子看最终的结果了 。
文章插图
“打开盒子”的程序
为了谨慎起见，不让一些意外引起轩然 *** ，我们打开盒子看实验结果的过程是严格保密的 。所有参加那个会议的人都要签署保密协议，保证任何结果都不外传，然后按照既定日期向公众公开结果 。在4月7日 Chris Polly 的报告中，他也分享了这激动人心的一刻 。我们把我们盲分析的结果和时钟频率偏移量作为输入，最终结果作为输出，写了一个程序 。然后保密的时钟频率偏移量被从信封里拿出来，输入到程序里，按下return键，我们便看到了实验的最终结果 。实验结果和布鲁克海文的实验结果高度一致，两者合在一起后与标准模型的偏差达到4.2个标准差！欢呼声立刻从zoom的各个终端传来 。
史诗级的接力赛
讲到这里，大家不难看出，Muon g-2实验的两大困难分别是保证实验的平稳运行和有理有据的给实验结果一个误差 。为什么误差分析这么重要？因为所有不谈误差的测量都是耍流氓！
那么，我们的数据分析是否可能有错误呢？答案是可能的，但是我很有信心，读到我们实验结果的读者提出来的可能产生误差的原因我们都考虑过了，而且我们还仔细分析了那些不从事这个实验几年的人根本想不到的误差来源 。火眼金睛的组员们在分析数据的时候发现问题，经过几个月的讨论，确定误差的产生机制，然后设计一个测量方案去验证，最后设计一个分析 *** 去降低此类误差，并且给出它对最终结果的影响 。
理论计算的误差也是一样 。可能有人会问，为什么理论计算也有误差？其实μ子的反常磁矩计算中的一部分，也就是真空中“夸克泡泡”的影响，是需要用到正负电子散射实验的结果的，那么这个实验的结果就会连带进入μ子的反常磁矩的计算误差里 。另外一种 *** 是用量子色动力学从之一性原理进行计算，但这些计算也是要经过很多步近似来得到 。所以，这些基于标准模型的计算也是有误差的，但是这些误差也是理论物理学家们经过严格分析给出的结论 。虽然现在μ子的反常磁矩的实验测量值和理论计算值之间的偏差还没有达到5个标准差这个指标，但是想在标准模型内解释这个偏差，或者找到实验上的缺陷，也是一项艰巨的任务 。
在我参与到Muon g-2这个实验的四年多的历程里，我很荣幸能和这么多世界顶尖科学家一起为这个目标奋斗，看着我们的实验项目成长 。在这个过程中，有奋战多年的博士生毕业了，有年轻的博士生加入了，有的博士后终于在科研行业内找到了职位，有的博士后最终还是选择去了工业界，有几位老一辈的科学家，最终还是没有等到之一批数据结果出来的那一天 。
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