一九一五年七月二十八日，汤斯生于美国南卡罗莱纳州的格林威尔。他从小就喜欢自然科学，并以自然收藏家自居。当四周的同学在玩汽车模型、小机械玩偶时，他在观察天空的星星、树叶、昆虫、野鸟、石头。 汤斯后来写道：" 一个人如果从小就喜欢大自然，大自然就会成为他一生的玩伴。"一个孩子最好的玩具，其实不用昂贵的花费。大自然的一草一木、一块石头、一块破布、一条橡皮筋都可以让孩子发展出几近无限的想像力。太精致的玩具反而扼杀孩子的想象空间。 汤斯八十岁时，回首童年如此写道："我的父母是虔诚的基督徒，除了经常带孩子接近大自然，给孩子培养对大自然的兴趣外，也让我体会到上帝不只是无所不在，而且在我的身边。" 一九三一年，汤斯进入一所默默无闻的教会学校就读。他起初念生物系，不久又转到语文系，后又转到物理系。幸好那所学校很好转系，不然恐怕会限制了这个三心二意学生日后的发展。汤斯写道： "我从十三岁就开始思索什麽是我一生最重要的事？我对什麽都有兴趣，但是信仰帮助我看出什麽是重要的。我选物理，因为那是最接近真实世界的学问。"

他是我患难时的力量

大学里转了三个系，影响了汤斯的成绩。申请研究所时，他的申请信全部遭到拒绝，汤斯写道："我祷告，希望仍有一线希望。"最后杜克大学接受他的入学申请，但是不提供奖学金资助。 汤斯带着仅有的五百美金前往杜克大学。一九三七年他取得硕士学位时已经囊空如洗。他申请博士班时，因为念硕士时表现平平，再度四处碰壁。汤斯还是祷告，忽然著名的加州理工学院收他，并给他奖学金。 汤斯写道："我的求学生涯遇到很多挫折，但是我象一部压路机，一直坚持地压到底。当我回顾我的一生，才发现最大的成功，都是靠着上帝的帮助，从失败中站起来的。 很多人会问：'如果有上帝，事情怎麽会失败至此？'我的答复是：'失败不是怀疑上帝的时候，上帝不会被人的失败所限制。当我失败时，上帝仍与我在一起，他是我的力量。'" 一九三九年，汤斯以优异的成绩，取得加州理工学院物理学博士的学位。

经得起被人扭来扭去

汤斯取得博士后，写信到几所大学申请教职，却都石沈大海。当时开采石油可以带来大笔的利润，使地质系成?热门科系，汤斯的同学因此都跳入地质钻探的行业。汤斯不为所动，他写道："我的人生不为热门，而为价值。我宁愿去高中教物理，也不去石油公司看地层图。" 忽然，贝尔电话实验室通知他爱雇，学物理的去搞电话？太不象话! 汤斯又想推辞，他的指导教授听了跳起来，叫道："天啊，这是好工作!"汤斯只好去报到。 一年以后，贝尔公司的主管找他去："汤斯博士，为了作战，空军需要轰炸用的良好侦测系统，一种波长1.5公分的微小导弹器。这是你的任务。尽快做出来。" 汤斯不肯："念物理系时，电子学是我最弱的一门课。" "那是你个人的问题，不该是公司的问题。" "但我是很纯的物理学家，不能做工程的事。" "连物理都懂的人，会不懂工程？" 汤斯带着一肚子的气回去钻研徵波电子学，竟发现自己进入一个新的研究领域。

雷射的发现

两年后，汤斯制造出一台微波侦测器，不过他发现空气中的水蒸气也会吸收这一段的徵波。因此他建言，轰炸机在空袭日本与太平洋时，因为那里的空气比较潮湿，1.5公分波长的微小侦测器，可能会受到很大的干扰。但是空军不听他的建言，立刻拿去使用，果然效果不佳，两年辛苦所制顿成废铁。 汤斯难过却不失望，他写道："年轻就是开发新领域的本钱。我无意间发现微波是研究分子特性的重要工具。"他建议发展更短的徵波器，但是贝尔公司不感兴趣。

一九四七年哥伦比亚大学聘请汤斯担任教职，他终于如愿以偿。四年后，他以热激发氨分子，发射出0.1公分波长的光，这是第一台微波发射器。一九六零年，他继续以更高的能量激动电子，所放出的波长更短，甚至已到红外线与紫外线光区了，这就称为雷射。

今天雷射的使用非常广泛，在医学手术上、太空侦讯、精密焊接，甚至连超市使用商品条码的读码器，也使用雷射。这都是汤斯的贡献。为此，他获得诺贝尔物理奖。

银河系的讯号

一九六七年，汤斯转至加州柏克莱大学任教，他开始教"天文分子学"，利用微波探测宇宙的物质，这是近代研究宇宙学的重要技术。 过去的科学家认?星球之间完全真空。没有任何物质存在。但是汤斯早先在贝尔电话公司工作时，就发现朝向银河系的雷达，会持续收到一些微弱的电波。他向公司报告，主管回复："那是雷达收讯不良的噪音，不要管就是了。"

汤斯实在有够"铁齿"，他将银河系传来的微弱讯号利用徵波技术进行光谱分析，发现"那片遥远的空间，除了有氢分子、氦分子以外，还有有机芳香环分子存在，难怪科学家会在宇宙陨石中，发现有机质。如果根据生命是进化而来的假设，这些有机质在宇宙间飘浮了几亿年，早该会凝聚成什麽生命体？" 汤期继续观测，又写道："由飘浮的有机分子到凝聚的宇宙星云，变化由每平方公分10个分子到108个分子，这些不同密度的宇宙星云，温度都非常低，约在绝对温度10~70度(摄氏温度-263~-203度)之间，所有的分子几乎处在静止不动的状态下，所以是不可能产生生命的。"

宇宙生命的探索

汤斯写道："有人认为生命是象矿物的结晶，由有机分子凝聚而成，这是不正确的。矿物的分子是根据热力学定律，摆在最低乱度的位置。生命却是更复杂多变的有机分子，每一个分子都被奇妙的摆在'精确'的位置上。" "有人认为，地球上的生命是宇宙陨石上的有机质带来的。这个看法也是错误的。宇宙星辰上的有机物，具有左旋光特性与具有右旋光特性的有机质，各占百分之五十，但是地球 上生命体的关键有机分子，全是左旋光特性。可见生命的开始，是在一种特殊的情况下， 不是随便来一颗陨石就产生。" "也有人认为，宇宙这麽大，一兆兆个星球里，总会有生命的几率吧？但是生命的产生不是一种机率，而是一个奥秘。除非我们能了解生命产生的初始条件是什麽，讨论生命在不同星球上存在的机率才有意义，否则问生命存在不同星球上的概率是没有意义的。"

"如果生命是一个奥秘，那麽科学家在宇宙间寻找什麽？寻找宇宙的知识。这是人类无止境发出'我到底在哪里？我要往哪里去'的探求。不同的时代对于宇宙的起源有不同的说法，但是最有意思的不是这些理论，而是人类为什麽这麽关心他的起源？"

"过去的历史中，对于宇宙学与天体论，科学与信仰有过冲突，其实那是字句之争，是肤浅之视。事实上，科学了解宇宙形成的法则，信仰了解宇宙存在的意义。一个科学家长期委身在研究里，他必定要相信探索这些宇宙法则是有意义的。科学与信仰是相辅相成的。"

一九六九年，汤斯在研究教学之余，兼任美国太空总署的外太空探测工作。一九八六年他自柏克莱大学退休，以荣誉教授身分继续用哈伯望远镜探索宇宙。对他而言，宇宙是充满无限赞叹的美丽诗篇。

本文采至张文亮教授的《我看到大山小山在跳舞》－ 科学大师的求学 、恋爱与理念之(三)。