[논문 리뷰] Photon: New light on an old name

Helge Kragh|arXiv (Cornell University)|2014. 01. 01.

Chemistry and Stereochemistry Studies참고 문헌 29인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 '광자(photon)'라는 용어의 역사적 기원을 조사하여, 일반적으로 1926년 기일드 N. 루이스가 이 단어를 창안했다고 믿어왔지만 실제로는 그렇지 않음을 밝힌다. 대신 이 용어는 루이스 이전에 라이언 T. 트롤랜드(1916), 제이. 조리(1921), 그리고 이후 프랑스 과학자 레네 워머서(1925)와 F. 워퍼스(1926)에 의해 독립적으로 제안되었으며, 트롤랜드가 우선권을 가진다. 본 연구는 물리학사에서 오랫동안 퍼져온 오해를 바로잡기 위해, 루이스 이전의 생리학 및 양자역학 분야에서의 '광자' 용어 사용을 추적한다.

ABSTRACT

After G. N. Lewis (1875-1946) proposed the term "photon" in 1926, many physicists adopted it as a more apt name for Einstein's light quantum. However, Lewis' photon was a concept of a very different kind, something few physicists knew or cared about. It turns out that Lewis' name was not quite the neologism that it has usually been assumed to be. The same name was proposed or used earlier, apparently independently, by at least four scientists. Three of the four early proposals were related to physiology or visual perception, and only one to quantum physics. Priority belongs to the American physicist and psychologist L. T. Troland (1889-1932), who coined the word in 1916, and five years later it was independently introduced by the Irish physicist J. Joly (1857-1933). Then in 1925 a French physiologist, Rene Wurmser (1890-1993), wrote about the photon, and in July 1926 his compatriot, the physicist F. Wolfers (ca. 1890-1971), did the same in the context of optical physics. None of the four pre-Lewis versions of "photon" was well known and they were soon forgotten.

연구 동기 및 목표

• 물리학에서 '광자'라는 용어의 역사적 기원을 조사하는 것.
• 기일드 N. 루이스가 1926년에 이 용어를 창안했다는 널리 퍼진 믿음을 바로잡는 것.
• 과학 문헌에서 '광자' 용어의 이른바 사용을 식별하고 분석하는 것.
• 물리학과 생리학 분야에서 이 용어가 처음 나타난 시점의 우선권을 명확히 하는 것.
• 루이스가 이 용어를 도입하기 이전의 잊혀진 초기 사용 사례를 기록하는 것.

제안 방법

• 20세기 초의 과학 문헌에 대한 세밀한 역사적 분석을 수행하는 것.
• 1916년에서 1926년 사이에 활동한 물리학자들과 생리학자들의 기록 자료와 출판된 저작을 검토하는 것.
• 빛, 시각, 양자 이론과 관련된 맥락에서 '광자'라는 용어의 언급을 교차 비교하는 것.
• 초기 '광자' 용어 사용의 개념적 프레임워크를 루이스의 후속 정의와 비교하는 것.
• 인용 추적과 연대순 분석을 통해 초기 사용 사례들 간의 우선권을 규명하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 누가 과학적 맥락에서 '광자'라는 용어를 처음 사용했으며, 언제였는가?
• RQ2 1926년 이전에 물리학 또는 생리학 분야에서 '광자'라는 용어가 더 이르게 사용되었는가?
• RQ3 루이스의 1926년 '광자' 사용이 널리 알려져 있었음에도 불구하고, 더 이른 사용 사례가 존재했는가?
• RQ4 루이스의 정의 이전에 다양한 과학 분야에서 '광자'라는 용어의 의미가 어떻게 변화해 왔는가?
• RQ5 왜 '루이스 이전'의 '광자' 사용 사례들이 역사적으로 묻히게 되었는가?

주요 결과

• 라이언 T. 트롤랜드가 1916년에 시각 인식 맥락에서 '광자'라는 용어를 처음 사용하여, 루이스보다 8년 앞선다.
• 제이. 조리가 1921년에 독립적으로 이 용어를 사용하였으며, 이 또한 생리학적 맥락에서 시각 감각의 단위를 지칭하였다.
• 레네 워머서가 1925년에 프랑스 생리학 저널에서 '광자'라는 용어를 사용하여, 빛이 시각 인식의 단위인 '광자'로 구성되어 있다고 서술하였다.
• F. 워퍼스가 1926년에 광학 물리학 맥락에서 '광자'라는 용어를 사용하였으며, 루이스의 도입 이전에 양자 이론과 연결지어 사용하였다.
• 이러한 이른바 사용에도 불구하고, 루이스의 1926년 정의가 지배적이 되어, 그가 이 용어를 창안했다는 널리 퍼진 믿음이 자리 잡았다.
• 루이스 이전의 '광자' 사용 사례들은 주로 유통 범위가 좁고 주류 양자역학에 통합되지 않아 대부분의 기억에서 사라졌다.