■萧如珀 杨信男 译
■1926 年12 月18 日：刘易斯在给《自然》的信中造了“光子”一词
（译自APS News，2012 年12 月）
在20 世纪初，普朗克和爱因斯坦提出了量子的概念，为物理界投下了震撼弹。爱因斯坦1905 年的论文讨论光的粒子本质，但他并没称这些粒子为光子，光子一词是由美国的物理化学家刘易斯（Gilbert Lewis）所创造出来的。
刘易斯是美国马萨诸塞州维贸斯（Weymouth，MA） 人， 他主要都是由家教到家教导，只短暂地于9 ～ 14 岁间到公立学校就读，那时他到内布拉斯加大学（University of Nebraska）注册。3年后，他17 岁，转到哈佛学院就读，1899 年，他年仅24 岁就完成了博士学位。刘易斯在德国当了1 年的访问学者，追随有名的科学家如奥斯特瓦尔德（Wilhelm Ostwald）和能斯特（Walther Nernst）做研究，之后回到哈佛教书。
刘易斯
1904 年，刘易斯到菲律宾当科学度量衡局局长，但他只当了1年，就又回到波士顿，在麻省理工学院任教职。1912 年，他接受了伯克利加州大学的聘任，在那里度过大半的科学生涯。
早期刘易斯对于热力学深感兴趣，尤其是和化学平衡有关的部分，他写了一些论文讨论那时才刚起步的相对论，提出一个替代爱因斯坦质能等效性的推导。1913 年，他被选为美国国家科学院院士。
刘易斯最为人称道的是化学键的研究，尤其在他1916 年的经典论文《原子和分子》中，概述共价键的观念，以及1923 年论文，提出了酸碱反应的电子对理论。早在1902 年，他即一直在他的演讲笔记中使用简略的草图，描述方块状的原子，其中的角落代表电子可能在的位置。最后他了解，原子中的电子会成对地围绕在原子核四周，最常形成一个四面体，而两个键在一起的原子在其中间会共享成对的电子。这些想法后来影响了包括鲍林（Linus Pauling）在内科学家的研究。
他也是最先于1926 年12 月18 日在给《自然》期刊的信中，造了“光子”（photon）这个字，来说明光的单位。严格来说，他对这个字的了解是，它说明了“辐射能”的一个载体，而不是光粒子本身；“我冒昧地提议给这个假设性的新原子一个名字光子，它并非是光，但在每一个辐射的过程中都扮演着重要的角色。”那样说来，他的概念和爱因斯坦1905 年光的量子理论不同，然而“光子”也就被用来说明爱因斯坦原先的用词“光量子”（light quantum）了。
刘易斯在他的家乡维贸斯有一条街，以及当地中学图书馆的一个侧厅，以他的名字命名；加州伯克利大学有刘易斯厅，来纪念他，他还获得了许多专业上的荣誉，以肯定他的研究，唯独少了诺贝尔化学奖。有人臆测那有一部分要归咎于他和能斯特间激烈的竞争，导致能斯特利用他在提名委员会的位置封杀了刘易斯的提名。
尤其令刘易斯失望的是，他的一个学生尤里（Harold Urey）因发现重氢而获得了1934 年诺贝尔化学奖，此研究使用伯克利的回旋加速器来净化重水，说明它的特质，其中有不少应归功于刘易斯的贡献。刘易斯在同一年辞职离开美国国家科学院，也许是因在职场上不受尊敬而生气，也可能是因他所提名的人没被选入那受人尊敬的团体，而一直感到挫折所致。还有一位刘易斯所指导的年轻物理学家西博格（Glenn T. Seaborg）也在1951 年接着获得了诺贝尔奖。（刘易斯的确喜欢和特优的学生一起做研究，而这些学生们后来的成功证明他不凡的判断力。）
刘易斯虽有着科学上的各种成就，但他的人生却以悲剧收场。1946 年，他的一个研究生去伯克利实验室时，在工作台下面发现了刘易斯的尸体，很明显地他是液体氰化氢毒气的牺牲者。他当时的实验一直在使用此物质，但是有一破了的管线致使氰化物渗漏进他实验室的工作区。他官方的死因是冠状动脉疾病，然而多年来一直谣传说，刘易斯是自杀身亡。
这位化学家一直和忧郁奋战，可能源自于诺贝尔奖委员会对他的冷漠，仅管他这一生被提名了35 次，是记录的保持者。在刘易斯死亡那天，他和朗缪尔（Irving Langmuir）共进午餐，朗缪尔因研究表面化学，获得了1923 年的诺贝尔化学奖，那天他去伯克利接受荣誉学位。同事们回想说，刘易斯从那午餐回来后，明显地郁郁寡欢，几个小时后，他即亡故。
我们也许决无法确切知道刘易斯是否自杀，不过他的事迹却一直流传下来，不仅他的科学论文，以及他两个儿子的成就（两个儿子都是化学教授），还有他创造出来的名词。我们每次使用“光子”这个字，都在向刘易斯表示些微的敬意。
（本文转载自2013 年12 月《物理双月刊》， 网 址：http://
psroc.phys.ntu.edu.tw/bimonth/index.php; 萧如珀， 自由业； 杨信男， 台湾大学物理系，Email:[email protected]）
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