激光之父湯斯的「受激輻射」

文/基甸美國傑出科學家湯斯（Charles Townes）於2015年1月27日去世，享年99歲。湯斯是諾貝爾獎得主、激光先驅、分子天文學大師，被認為是上世紀最重要、最傑出的實驗科學家之一。 輝煌的成就1951年，湯斯在電器公司工作。在研究雷達時，他發現了微波受激輻射後的擴大現象。1954年，他和同事一起研製出maser（「微波受激輻射振蕩器」，又稱「微波激射器」）。Maser就是今天我們所知道的激光的先驅。1960年，湯斯和其他科學家合作研製出激光，也叫「鐳射」，英文是laser，即「光受激輻射後的擴大」的縮寫。激光後來被廣泛應用在科技領域和工業上，今天，在高科技領域，其應用幾乎無處不在。1964年，湯斯因為對激光發明的貢獻而榮獲諾貝爾物理學獎。湯斯同時也是分子天文學這門學科的開創者。1967年，他轉到加州大學柏克萊分校任教後，用微波探測遙遠宇宙星空中的分子，也取得極大的成就，幾乎讓他第二次獲得了諾貝爾獎。1985年，他和其他科學家用紅外線和無線電，觀測到銀河系中央的一個巨大黑洞，也是非常了不起的發現。 豐富的一生湯斯出身於美國的南卡州，父母是虔誠的基督徒，經常帶孩子到大自然中欣賞上帝的創造。湯斯小時候最喜歡採集昆蟲，尤其是蝴蝶。湯斯讀本科時曾轉過3個系，後來的科研也經歷過很多失敗和挫折。但他說：「失敗不是懷疑上帝的時候，上帝不會被人的失敗所限制。當我失敗時，上帝仍與我在一起，他是我的力量。」湯斯既是一名優秀的科學家，又是一名認真的基督徒。他每天堅持讀聖經，對基督教神學、教義有很深的理解。他喜歡唱歌，在教會是唱詩班成員。他在院子里種蘭花、楓樹和松樹，每年出產的楓樹糖漿和聖誕樹還出售給人。聖誕節時，他會裝扮成聖誕老人逗孩子樂。湯斯和妻子於1941年結婚，終身相守70多年。湯斯說，美滿婚姻的秘訣是「真誠的委身與奉獻，加上能夠饒恕」。1986年，他退休後仍「退而不休」，繼續用哈勃望遠鏡探索宇宙。到了90歲高齡時，他仍然到學校去做研究，給年輕的研究生提供指導。湯斯也以對科學和宗教信仰的公開論述和深刻見解而聞名。2005年，他因為對科學與信仰之關係的研究而榮獲Templeton獎（鄧普頓屬靈促進獎），他把一百多萬美元的獎金捐獻給了科學和宗教機構。湯斯堅信，「科學家從一開始就必須要有信仰，如果他要做更艱難的研究就必須要有更深的信仰。因為他必須相信宇宙是有秩序的，而人的理智有足夠的可能性能理解這一秩序。」 深刻的見地他認為，「一個科學家長期委身在科學研究里，他必定要相信探索這些宇宙法則是有意義的」，在「過去的歷史中，對於宇宙學與天體論，科學與信仰有過衝突。但其實那是字句之爭，是眼光膚淺」，而「事實上，科學試圖了解宇宙的機理，宗教則闡明其意義。二者不可分割開來」，「屬靈的世界是看不見的，但很多其他的存在也是如此，比如自由意志」。湯斯在《造波》（Making Waves）一書中指出，儘管現代科學過去一百年的發展對宇宙和生命的起源有大量鼓舞人心的新發現（如宇宙大爆炸和湯斯自己做出貢獻的星際有機分子探測），但隨著科學的發展，科學家們也意識到，關於宇宙和生命有越來越多的基本問題，科學還不能給出最終答案。新的、更深層的問題繼續源源不斷地湧現。生命的起源仍然有很多奧秘。可以自我複製、極其複雜而排列高度準確有序的分子有機體（DNA等）如何能夠產生？為什麼組成地球上生命體的生物大分子的基本單元幾乎都是單一旋光性的？諸如此類的問題，我們仍然沒有確切的答案。關於自由意志、人腦的思維能力、宇宙為什麼有如此精妙的「微調」等等，我們真正了解的甚至更少。科學並不能排除上帝存在的可能性。科學家對我們所處的地球和人類生命的珍貴和獨特了解越多，就越可能增加對造物主的敬畏。科學的探索永無止盡，科學並非終極的真理。另一方面，基因工程等新技術也為科學倫理提出挑戰。科學技術如果被濫用，也可能給人類帶來環境等方面的災難。因此對今天的科學家來說，「獻身於激勵我們的目的，及對宗教智慧有更強的把握，變得比以前任何時候都更迫切需要」。「激光之父」湯斯的生命，體現了「激光」一詞的含義，他的一生也可以說是「受激輻射」的一生。湯斯曾說：「上帝是有位格的，也是無所不在的。上帝是我重要的力量來源，他使我大大不同。」湯斯在科學上的成就，無疑跟他的信仰有關。作為一名傑出的科學家，他從對上帝創造的探索中，得到科學研究的動力和靈感，他是「受激」於創造宇宙萬物的上帝。當信仰化為熱忱從事科研的動力後，靠著上帝的恩典，他能夠在科研領域為上帝發光，用科研成果造福人類，這也是一種榮耀上帝的「輻射」。今天，湯斯已經回到天父的懷抱得享安息，願他的見證繼續激勵我們！
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