Photons: The History and Mental Models of Light Quanta

این کتاب بر شکل‌گیری تدریجی مفهوم «کوانتوم‌های نور» یا «فوتون‌ها» تمرکز دارد، همانطور که معمولاً از سال 1926 در انگلیسی نامیده می‌شوند. تعداد زیادی از مترادف‌هایی که توسط فیزیکدانان برای نشان دادن این مفهوم استفاده شده است، نشان می‌دهد. که مدل‌های ذهنی مختلفی از «کوانتوم‌های نور» وجود دارد: صرفاً محدود، «بسته‌های انرژی کوانتیزه‌شده» یا «گلوله‌های نور»؟ "اتم های نور" یا "مولکول های نور"؟ "موجودات نوری" یا "امواج کوانتیزه"؟ تکینگی های میدان یا سازه های گسترش یافته فضایی قادر به تداخل هستند؟ "Photons" در G.N. حس لوئیس، یا همانطور که توسط QED تعریف شده است، یعنی ذرات تبادل مجازی که نیروی الکترومغناطیسی را منتقل می کنند؟
اصطلاح کوانتوم نور اولین بار در مقاله آلبرت انیشتین در سال 1905 در یک "دیدگاه ابتکاری" برای مقابله با اثر فوتوالکتریک ظاهر شد. و سایر اشکال برهمکنش نور و ماده، اما مدل ذهنی مرتبط با آن، هم قبل و هم بعد از سال 1905 تاریخچه غنی دارد. در حالی که برخی دیگر ابتدا اهمیت خود را افزایش دادند و سپس کاهش یافتند و در نهایت ناپدید شدند. در ارتباط با این اصطلاحات مختلف، چندین مدل ذهنی از کوانتوم‌های نوری ایجاد شد - شش مورد از آنها در این کتاب با دقت بیشتری مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این کتاب دو رویکرد تاریخ‌نگاری را برای مسئله شکل‌گیری مفهوم مورد بحث قرار می‌دهد: (الف) مدل خود نویسنده از توسعه مفهومی به‌عنوان مجموعه‌ای از برافزایش معنایی و (ب) مدل «آمیختگی مفهومی» مارک ترنر. نشان داده شده است که هر دوی این مدل‌ها مفید هستند و باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرند.
این اولین تاریخچه تاریخ‌نگاری پیچیده مفهوم کامل و همه لایه‌های معنایی دوازده گانه آن است. این به طور سیستماتیک تاریخ علم را با تاریخچه اصطلاحات و تاریخچه الهام گرفته شده فلسفی از ایده ها در پیوند با بینش های علم شناختی ترکیب می کند.

This book focuses on the gradual formation of the concept of ‘light quanta’ or ‘photons’, as they have usually been called in English since 1926. The great number of synonyms that have been used by physicists to denote this concept indicates that there are many different mental models of what ‘light quanta’ are: simply finite, ‘quantized packages of energy’ or ‘bullets of light’? ‘Atoms of light’ or ‘molecules of light’? ‘Light corpuscles’ or ‘quantized waves’? Singularities of the field or spatially extended structures able to interfere? ‘Photons’ in G.N. Lewis’s sense, or as defined by QED, i.e. virtual exchange particles transmitting the electromagnetic force?
The term ‘light quantum’ made its first appearance in Albert Einstein’s 1905 paper on a “heuristic point of view” to cope with the photoelectric effect and other forms of interaction of light and matter, but the mental model associated with it has a rich history both before and after 1905. Some of its semantic layers go as far back as Newton and Kepler, some are only fully expressed several decades later, while others initially increased in importance then diminished and finally vanished. In conjunction with these various terms, several mental models of light quanta were developed—six of them are explored more closely in this book. It discusses two historiographic approaches to the problem of concept formation: (a) the author’s own model of conceptual development as a series of semantic accretions and (b) Mark Turner’s model of ‘conceptual blending’. Both of these models are shown to be useful and should be explored further.
This is the first historiographically sophisticated history of the fully fledged concept and all of its twelve semantic layers. It systematically combines the history of science with the history of terms and a philosophically inspired history of ideas in conjunction with insights from cognitive science.