诺贝尔物理学奖得主康普顿

周铁楼

阿瑟•康普顿（Arthur Holly Compton, 1892-1962）是美国著名物理学家，1927年的诺贝尔物理学奖得主，在科学界有崇高的地位。

一门俊杰

康普顿生于美国俄亥俄州伍斯特郡（Wooster, Ohio），父亲伊莱亚斯（Elias Compton）曾先后担任伍斯特大学的哲学教授和校长，大哥卡尔（Karl Compton）是著名物理学家，曾任麻省理工学院校长，弟弟威尔逊（Wilson Compton）是外交官，曾担任华盛顿州立大学校长。康普顿本人则曾任教于圣路易斯华盛顿大学和芝加哥大学，第二次世界大战以后，回到圣路易斯华盛顿大学出任校长，全家堪称一门俊杰。

康普顿随长兄卡尔进入父亲任教的伍斯特大学攻读物理。他于1913年拿到学士学位，然后到普林斯顿大学深造，1916年取得博士学位。1918年开始研究X射线的散射，1920年出任圣路易斯华盛顿大学物理教授。1922年发现X射线对自由电子发生散射时，光子的能量减少，波长变大，这个现象被称为“康普顿效应（Compton Effect）”或“康普顿散射（Compton Scattering）”，是近代物理学的一大发现。进一步证实了爱因斯坦的光子理论，揭示出光的二象性，从而导致了近代量子物理学的诞生和发展。另一方面，康普顿效应也阐明了电磁辐射与物质相互作用的基本规律。因此，无论从理论或实验上，它都具有极其深远的意义。1927年康普顿因这个成就而获得诺贝尔物理学奖。

康普顿的信仰

康普顿是虔诚的基督徒，他相信上帝创造天地，认为宇宙背后精密的设计绝不可能出于巧合。据熟悉康普顿的人说，他从星期一到星期五都专心做研究和教学，星期六和星期天则完全服事上帝，常在教会里讲道。

他说，现代科学全力发展科技，以求改善人类生活。人们的食品较以前多，房子较以前舒适，衣服质量也比以前提高了，交通工具更快速、更舒适。可人们在自己所创造的物质文明里，仍不能满足。要怎样才满足呢？科学家没有答案，政治家和经济学家同样没有答案。他举了一个例子，说曾于1920年自制了一架矿石收音机，但不久就不用了，因为广播节目内容不值得一听。

他把宇宙比喻为一个设计精密的大时钟，里面含有智慧，设计者就是上帝。他说，整个宇宙需要有一个伟大而又统一的原理作为基本概念才可以做研究，否则“科学家没有这样的原理，怎么能将科学研究中所得各项单一的知识，组织成为一个系统呢？”

对于科学与宗教的冲突，他的看法是：科学可能会引起神学家对某些概念上的修正（因前了解不完全正确），宗教则能填补科学的不足。在摸索期间，因双方知识仍然有限，所以会产生磨擦。但他建议，大家不要害怕磨擦，反需有乘风破浪勇往直前探讨真理的心态。

不信上帝的人当然反对康普顿对宇宙有“智慧设计”的说法，但他们绝无法用科学来证明上帝不存在。康普顿相信，人类对宇宙认识越多，越不可能相信宇宙的形成是出于碰巧。

不信上帝的人以为“上帝存在”只是一个假设，不能用实验证明，故此不应当接受。康普顿指出：“实在说来，科学所有的假设、原理、定律，大部分都是未经过证实的。科学方法就是使用未经证实的假定做研究工作，这叫做工作的假定。”他以“能量不灭定律”为例，虽然截至目前为止，已经通过了好多考验，但仍有未知之数，因此有可能在未来需加以修正；可是物理学家并没有因此就拒绝接受这个“能量不灭定律”。由此看到，科学家对于“能量不灭定律”其实是抱着信心接受的。

康普顿说，我们虽然不能以科学方法来证实上帝存在，但相信有一位有理性、有智慧的上帝存在，完全合乎科学。当“我们相信上帝，就能对宇宙有合理的解释”。

为纪念这位基督徒物理学家，有多项事物以其名字命名。月球上康普顿环形山的命名是为了纪念阿瑟•康普顿和他的兄长卡尔•康普顿。圣路易斯华盛顿大学的物理研究大楼也以其名字命名。康普顿在芝加哥的旧居被列入美国国家历史古迹。美国国家航空航天局把大型轨道天文台计划中的伽玛射线天文卫星命名为康普顿伽玛射线天文台。

编辑室注：康普顿出生于敬畏上帝的家庭，父亲是长老会牧师兼大学教授和校长，母亲任职于教会的海外宣教部。姊姊玛利去印度、巴基斯坦宣教。康普顿大学毕业以后，曾想作牧师或宣教士，他父亲却看出上帝在这儿子身上有特别的旨意，鼓励他以物理学见证上帝。

后来果如他父亲所料，康普顿在物理学上成就很大，35岁便获得诺贝尔物理学奖，且终其一生以科学为上帝作见证，教主日学，讲道，并在教会担任多项事奉工作。