諾貝爾物理學獎得主康普頓

周鐵樓

阿瑟•康普頓（Arthur Holly Compton, 1892-1962）是美國著名物理學家，1927年的諾貝爾物理學獎得主，在科學界有崇高的地位。

一門俊傑

康普頓生於美國俄亥俄州伍斯特郡（Wooster, Ohio），父親伊萊亞斯（Elias Compton）曾先後擔任伍斯特大學的哲學教授和校長，大哥卡爾（Karl Compton）是著名物理學家，曾任麻省理工學院校長，弟弟威爾遜（Wilson Compton）是外交官，曾擔任華盛頓州立大學校長。康普頓本人則曾任教於聖路易斯華盛頓大學和芝加哥大學，第二次世界大戰以後，回到聖路易斯華盛頓大學出任校長，全家堪稱一門俊傑。

康普頓隨長兄卡爾進入父親任教的伍斯特大學攻讀物理。他於1913年拿到學士學位，然後到普林斯頓大學深造，1916年取得博士學位。1918年開始研究X射線的散射，1920年出任聖路易斯華盛頓大學物理教授。1922年發現X射線對自由電子發生散射時，光子的能量減少，波長變大，這個現象被稱為「康普頓效應（Compton Effect）」或「康普頓散射（Compton Scattering）」，是近代物理學的一大發現。進一步證實了愛因斯坦的光子理論，揭示出光的二象性，從而導致了近代量子物理學的誕生和發展。另一方面，康普頓效應也闡明了電磁輻射與物質相互作用的基本規律。因此，無論從理論或實驗上，它都具有極其深遠的意義。1927年康普頓因這個成就而獲得諾貝爾物理學獎。

康普頓的信仰

康普頓是虔誠的基督徒，他相信上帝創造天地，認為宇宙背後精密的設計絕不可能出於巧合。據熟悉康普頓的人說，他從星期一到星期五都專心做研究和教學，星期六和星期天則完全服事上帝，常在教會裡講道。

他說，現代科學全力發展科技，以求改善人類生活。人們的食品較以前多，房子較以前舒適，衣服質量也比以前提高了，交通工具更快速、更舒適。可人們在自己所創造的物質文明裡，仍不能滿足。要怎樣才滿足呢？科學家沒有答案，政治家和經濟學家同樣沒有答案。他舉了一個例子，說曾於1920年自製了一架礦石收音機，但不久就不用了，因為廣播節目內容不值得一聽。

他把宇宙比喻為一個設計精密的大時鐘，裡面含有智慧，設計者就是上帝。他說，整個宇宙需要有一個偉大而又統一的原理作為基本概念才可以做研究，否則「科學家沒有這樣的原理，怎麼能將科學研究中所得各項單一的知識，組織成為一個系統呢？」

對於科學與宗教的衝突，他的看法是：科學可能會引起神學家對某些概念上的修正（因前了解不完全正確），宗教則能填補科學的不足。在摸索期間，因雙方知識仍然有限，所以會產生磨擦。但他建議，大家不要害怕磨擦，反需有乘風破浪勇往直前探討真理的心態。

不信上帝的人當然反對康普頓對宇宙有「智慧設計」的說法，但他們絕無法用科學來證明上帝不存在。康普頓相信，人類對宇宙認識越多，越不可能相信宇宙的形成是出於碰巧。

不信上帝的人以為「上帝存在」只是一個假設，不能用實驗證明，故此不應當接受。康普頓指出：「實在說來，科學所有的假設、原理、定律，大部分都是未經過證實的。科學方法就是使用未經證實的假定做研究工作，這叫做工作的假定。」他以「能量不滅定律」為例，雖然截至目前為止，已經通過了好多考驗，但仍有未知之數，因此有可能在未來需加以修正；可是物理學家並沒有因此就拒絕接受這個「能量不滅定律」。由此看到，科學家對於「能量不滅定律」其實是抱著信心接受的。

康普頓說，我們雖然不能以科學方法來證實上帝存在，但相信有一位有理性、有智慧的上帝存在，完全合乎科學。當「我們相信上帝，就能對宇宙有合理的解釋」。

為紀念這位基督徒物理學家，有多項事物以其名字命名。月球上康普頓環形山的命名是為了紀念阿瑟•康普頓和他的兄長卡爾•康普頓。聖路易斯華盛頓大學的物理研究大樓也以其名字命名。康普頓在芝加哥的舊居被列入美國國家歷史古蹟。美國國家航空航天局把大型軌道天文台計劃中的伽瑪射線天文衛星命名為康普頓伽瑪射線天文台。

編輯室注：康普頓出生於敬畏上帝的家庭，父親是長老會牧師兼大學教授和校長，母親任職於教會的海外宣教部。姊姊瑪利去印度、巴基斯坦宣教。康普頓大學畢業以後，曾想作牧師或宣教士，他父親卻看出上帝在這兒子身上有特別的旨意，鼓勵他以物理學見證上帝。

後來果如他父親所料，康普頓在物理學上成就很大，35歲便獲得諾貝爾物理學獎，且終其一生以科學為上帝作見證，教主日學，講道，並在教會擔任多項事奉工作。