一九一五年七月二十八日，湯斯生於美國南卡羅萊納州的格林威爾。他從小就喜歡自然科學，並以自然收藏家自居。當四周的同學在玩汽車模型、小機械玩偶時，他在觀察天空的星星、樹葉、昆蟲、野鳥、石頭。 湯斯後來寫道：" 一個人如果從小就喜歡大自然，大自然就會成為他一生的玩伴。"一個孩子最好的玩具，其實不用昂貴的花費。大自然的一草一木、一塊石頭、一塊破布、一條橡皮筋都可以讓孩子發展出幾近無限的想像力。太精致的玩具反而扼殺孩子的想象空間。

湯斯八十歲時，回首童年如此寫道："我的父母是虔誠的基督徒，除了經常帶孩子接近大自然，給孩子培養對大自然的興趣外，也讓我體會到上帝不只是無所不在，而且在我的身邊。"

一九三一年，湯斯進入一所默默無聞的教會學校就讀。他起初念生物系，不久又轉到語文系，後又轉到物理系。幸好那所學校很好轉系，不然恐怕會限制了這個三心二意學生日後的發展。湯斯寫道： "我從十三歲就開始思索什麼是我一生最重要的事？我對什麼都有興趣，但是信仰幫助我看出什麼是重要的。我選物理，因為那是最接近真實世界的學問。"

他是我患難時的力量

大學裡轉了三個系，影響了湯斯的成績。申請研究所時，他的申請信全部遭到拒絕，湯斯寫道："我禱告，希望仍有一線希望。"最後杜克大學接受他的入學申請，但是不提供獎學金資助。

湯斯帶著僅有的五百美金前往杜克大學。一九三七年他取得碩士學位時已經囊空如洗。他申請博士班時，因為念碩士時表現平平，再度四處碰壁。湯斯還是禱告，忽然著名的加州理工學院收他，並給他獎學金。 湯斯寫道："我的求學生涯遇到很多挫折，但是我象一部壓路機，一直堅持地壓到底。當我回顧我的一生，才發現最大的成功，都是靠著上帝的幫助，從失敗中站起來的。

很多人會問：'如果有上帝，事情怎麼會失敗至此？'我的答復是：'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。'" 一九三九年，湯斯以優異的成績，取得加州理工學院物理學博士的學位。

經得起被人扭來扭去

湯斯取得博士後，寫信到幾所大學申請教職，卻都石沈大海。當時開採石油可以帶來大筆的利潤，使地質系成為熱門科系，湯斯的同學因此都跳入地質鑽探的行業。湯斯不為所動，他寫道："我的人生不為熱門，而為價值。我寧願去高中教物理，也不去石油公司看地層圖。" 忽然，貝爾電話實驗室通知他愛雇，學物理的去搞電話？太不象話! 湯斯又想推辭，他的指導教授聽了跳起來，叫道："天啊，這是好工作!"湯斯只好去報到。 一年以後，貝爾公司的主管找他去："湯斯博士，為了作戰，空軍需要轟炸用的良好偵測系統，一種波長1.5公分的微小導彈器。這是你的任務。儘快做出來。" 湯斯不肯："念物理系時，電子學是我最弱的一門課。" "那是你個人的問題，不該是公司的問題。" "但我是很純的物理學家，不能做工程的事。" "連物理都懂的人，會不懂工程？" 湯斯帶著一肚子的氣回去鑽研徵波電子學，竟發現自己進入一個新的研究領域。

雷射的發現

兩年後，湯斯製造出一台微波偵測器，不過他發現空氣中的水蒸氣也會吸收這一段的徵波。因此他建言，轟炸機在空襲日本與太平洋時，因麼那裡的空氣比較潮濕，1.5公分波長的微小偵測器，可能會受到很大的干擾。但是空軍不聽他的建言，立刻拿去使用，果然效果不佳，兩年辛苦所制頓成廢鐵。 湯斯難過卻不失望，他寫道："年輕就是開發新領域的本錢。我無意間發現微波是研究分子特性的重要工具。"他建議發展更短的徵波器，但是貝爾公司不感興趣。 一九四七年哥倫比亞大學聘請湯斯擔任教職，他終於如願以償。四年後，他以熱激發氨分子，發射出0.1公分波長的光，這是第一台微波發射器。一九六零年，他繼續以更高的能量激動電子，所放出的波長更短，甚至已到紅外線與紫外線光區了，這就稱為雷射。 今天雷射的使用非常廣泛，在醫學手術上、太空偵訊、精密焊接，甚至連超市使用商品條碼的讀碼器，也使用雷射。這都是湯斯的貢獻。為此，他獲得諾貝爾物理獎。

銀河系的訊號

一九六七年，湯斯轉至加州柏克萊大學任教，他開始教"天文分子學"，利用微波探測宇宙的物質，這是近代研究宇宙學的重要技術。 過去的科學家認為星球之間完全真空。沒有任何物質存在。但是湯斯早先在貝爾電話公司工作時，就發現朝向銀河系的雷達，會持續收到一些微弱的電波。他向公司報告，主管回復："那是雷達收訊不良的噪音，不要管就是了。" 湯斯實在有夠"鐵齒"，他將銀河系傳來的微弱訊號利用徵波技術進行光譜分析，發現"那片遙遠的空間，除了有氫分子、氦分子以外，還有有機芳香環分子存在，難怪科學家會在宇宙隕石中，發現有機質。如果根據生命是進化而來的假設，這些有機質在宇宙間飄浮了幾億年，早該會凝聚成什麼生命體？" 湯期繼續觀測，又寫道："由飄浮的有機分子到凝聚的宇宙星雲，變化由每平方公分10個分子到108個分子，這些不同密度的宇宙星雲，溫度都非常低，約在絕對溫度10~70度(攝氏溫度-263~-203度)之間，所有的分子幾乎處在靜止不動的狀態下，所以是不可能產生生命的。"

宇宙生命的探索

湯斯寫道："有人認為生命是象礦物的結晶，由有機分子凝聚而成，這是不正確的。礦物的分子是根據熱力學定律，擺在最低亂度的位置。生命卻是更複雜多變的有機分子，每一個分子都被奇妙的擺在'精確'的位置上。" "有人認為，地球上的生命是宇宙隕石上的有機質帶來的。這個看法也是錯誤的。宇宙星辰上的有機物，具有左旋光特性與具有右旋光特性的有機質，各占百分之五十，但是地球 上生命體的關鍵有機分子，全是左旋光特性。可見生命的開始，是在一種特殊的情況下， 不是隨便來一顆隕石就產生。"

"也有人認為，宇宙這麼大，一兆兆個星球裡，總會有生命的幾率吧？但是生命的?生不是一種機率，而是一個奧秘。除非我們能瞭解生命產生的初始條件是什麼，討論生命在不同星球上存在的機率才有意義，否則問生命存在不同星球上的概率是沒有意義的。"

"如果生命是一個奧秘，那裡科學家在宇宙間尋找什麼？尋找宇宙的知識。這是人類無止境發出'我到底在哪里？我要往哪里去'的探求。不同的時代對於宇宙的起源有不同的說法，但是最有意思的不是這些理論，而是人類為什麼這麼關心他的起源？"

"過去的歷史中，對於宇宙學與天體論，科學與信仰有過衝突，其實那是字句之爭，是膚淺之視。事實上，科學瞭解宇宙形成的法則，信仰瞭解宇宙存在的意義。一個科學家長期委身在研究裡，他必定要相信探索這些宇宙法則是有意義的。科學與信仰是相輔相成的。"

一九六九年，湯斯在研究教學之餘，兼任美國太空總署的外太空探測工作。一九八六年他自柏克萊大學退休，以榮譽教授身分繼續用哈伯望遠鏡探索宇宙。對他而言，宇宙是充滿無限讚歎的美麗詩篇。

本文採至張文亮教授的《我看到大山小山在跳舞》一科學大師的求學 、戀愛與理念之(三)。