[论文解读] Photon: New light on an old name

Helge Kragh|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2014

Chemistry and Stereochemistry Studies参考文献 29被引用 6

一句话总结

本文研究了术语'photon'的历史起源，揭示该术语并非如普遍认为的那样由吉尔伯特·N·刘易斯于1926年提出。相反，该术语最早由L. T. 特罗兰德（1916年）、J. 杰利（1921年）独立提出，随后由法国科学家雷内·沃默泽（1925年）和F. 沃尔弗斯（1926年）提出，其中特罗兰德具有优先权。本研究通过追溯该术语在生理学和量子物理中的早期使用，纠正了物理学史上长期存在的误解。

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.

研究动机与目标

• 调查物理学中'photon'一词的历史起源。
• 纠正普遍认为吉尔伯特·N·刘易斯于1926年创造了该术语的错误观念。
• 识别并分析科学文献中'photon'一词的早期使用。
• 厘清该术语在物理学和生理学中首次出现的优先权。
• 记录刘易斯采用该术语之前被遗忘的早期使用情况。

提出的方法

• 对20世纪初的科学文献进行详细的历史分析。
• 查阅1916年至1926年间活跃的物理学家和生理学家的档案资料与已发表著作。
• 交叉比对'photon'一词在光、视觉和量子理论相关语境中的提及。
• 将早期'photon'用法的概念框架与刘易斯后来的定义进行比较。
• 通过引文追踪和时间序列分析，确定早期用法中的优先顺序。

实验结果

研究问题

• RQ1 谁最早在科学语境中使用'photon'一词，时间为何？
• RQ2 在1926年之前，'photon'一词是否已在物理学或生理学中被使用？
• RQ3 为何尽管存在更早的使用，刘易斯1926年的采用仍被广泛认为是该术语的首创？
• RQ4 在刘易斯提出定义之前，'photon'一词在不同科学领域中的意义如何演变？
• RQ5 是什么原因导致了刘易斯之前'photon'用法的历史性被忽视？

主要发现

• L. T. 特罗兰德于1916年在视觉感知语境中首次使用'photon'一词，比刘易斯早了八年。
• J. 杰利于1921年独立提出该术语，同样用于生理学语境，指代视觉感觉的单位。
• 雷内·沃默泽于1925年在法语生理学期刊中使用该术语，将光描述为由'photons'作为视觉感知单位组成。
• F. 沃尔弗斯于1926年在光学物理语境中使用该术语，将其与量子理论联系起来，早于刘易斯的采用。
• 尽管存在这些更早的用法，刘易斯1926年的表述最终占据主导地位，导致人们普遍认为是他创造了该术语。
• 刘易斯之前的'photon'用法因传播范围有限且未融入主流量子物理而被广泛遗忘。