查尔斯·汤斯（1964年诺贝尔物理学奖得主）
| 出生 | 1915年7月28日 美国南卡罗来纳州格林维尔 |
| 逝世 | 2015年1月27日（99岁） 美国加利福尼亚州伯克利 |
| 国籍 | 美国 |
| 母校 | 弗曼大学、杜克大学、加州理工学院 |
| 知名于 | 发明微波激射器（maser）、发明激光（laser） |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖（1964年） |
| 研究领域 | 量子电子学、微波物理学、天体物理学 |
| 机构 | 贝尔实验室、哥伦比亚大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校 |
生平
查尔斯·哈德·汤斯（Charles Hard Townes）1915年7月28日生于南卡罗来纳州格林维尔。父亲是律师，母亲是家庭主妇。1935年以最优等成绩获弗曼大学理学学士学位，1936年获杜克大学硕士学位，1939年获加州理工学院物理学博士学位。2015年1月27日在伯克利去世，享年99岁，是诺贝尔奖得主中最长寿者之一。
学术生涯
汤斯1939年加入贝尔实验室，在二战期间从事雷达轰炸瞄准系统等军事项目。1948年转至哥伦比亚大学任教，并兼任辐射实验室主任。1951年在华盛顿的一次会议上，他灵光一现想出了产生微波激射的物理方案。1953年他和研究生詹姆斯·戈登和赫伯特·蔡格建造出世界第一台微波激射器（maser），利用氨分子在受激辐射中放大微波信号——"maser"一词即由"微波受激辐射放大"（Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的首字母缩略而来。
1958年汤斯与阿瑟·肖洛发表论文，论证将脉泽原理推广到红外光和可见光波段的可行性，并详细讨论了技术实现方案。1960年西奥多·梅曼在休斯实验室建造出世界第一台红宝石激光器。1960年代后期汤斯将研究兴趣转向天体物理学（天体物理的一部分后被发展为激光测距和自适应光学技术）。1967年他转入加州大学伯克利分校任教授。
获奖成就
1964年，汤斯与尼古拉·巴索夫和亚历山大·普罗霍罗夫（两位苏联科学家）因"对量子电子学领域的开创性工作，导致了基于脉泽-激光原理的振荡器和放大器建造"共同获得诺贝尔物理学奖。
汤斯的核心贡献包括：提出并实现氨分子maser，实现原子和分子尺度的受激辐射放大，这是人类首次造出相干电磁辐射源。与肖洛合著论文奠定了激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的理论基础。他还在非线性光学、光谱学和射电天文学中有重要发现，包括1968年发现星际空间中的氨分子和水分子脉泽源，开创了银河脉泽天文学。
历史贡献
激光的发明是20世纪最重要的技术革命之一。激光从实验室工具渗透到工业制造、医疗手术（眼科LASIK）、通信（光纤通信）、数据存储（CD/DVD）、条形码扫描、激光打印、全息术、激光冷却与捕陷原子（导致玻色-爱因斯坦凝聚实验和1997/2001年诺贝尔奖）、核聚变点火（惯性约束聚变）和科学仪器（拉曼光谱、激光干涉重力波探测——LIGO获2017年诺贝尔奖）。没有汤斯的理论突破，这些都不可能出现。
射电天文学方面，汤斯用maser技术发展了高精度射电望远镜接收器，使天文观测的灵敏度大幅提升。他的星际分子脉泽发现证实了宇宙空间中存在复杂的非热辐射过程，开辟了分子天文学分支，并且为寻找星际有机分子奠定了基础。
轶事典故
汤斯的脉泽构想始于1951年春天华盛顿某公园长椅上的灵光一闪——他坐在那里等一家早餐店开门，突然想到了"用分子激发态代替电子管来放大微波"的方案。他立刻在随身携带的一小片废纸上草拟了计算，后来把这页纸称为"世界上最昂贵的废纸之一"。哥伦比亚大学的同事对脉泽想法普遍持怀疑态度，哥伦比亚物理系副主任认为"这不可能有效"。汤斯回忆说："最可笑的不是他们不信，而是我自己也挺怀疑。"
汤斯曾是冷战期间美国政府的防务顾问，也是"朱迪丝计划"（中程核力量裁军的分析与建议）的成员。他参与过对古巴导弹危机的咨询。他活到99岁，见证了从短波雷达到引力波探测跨越八十年科学变革。他从来不用计算机写论文——所有手稿都是手写。他很晚才同意配备电子邮件账户，但从未使用过。
参考文献
1. Nobel Foundation. "Charles H. Townes – Biographical." NobelPrize.org, 1964. 2. Gordon, J. P., Zeiger, H. J., & Townes, C. H. "Molecular Microwave Oscillator and New Hyperfine Structure in the Microwave Spectrum of NH₃." Physical Review, vol. 95, 1954, pp. 282–284. 3. Schawlow, A. L., & Townes, C. H. "Infrared and Optical Masers." Physical Review, vol. 112, 1958, pp. 1940–1949. 4. Townes, C. H. How the Laser Happened: Adventures of a Scientist. Oxford University Press, 2002. 5. Bertolotti, Mario. The History of the Laser. Institute of Physics Publishing, 2005.