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他用光纤改变了世界!

激光制造网 来源:强多多实验室2024-11-21 我要评论(0 )   

今天的你我,生活在一个全球信息高速发展的时代,拥有着被5G、AI包围的互联网通信世界,早已离不开手机、社交软件、新媒体……即时通信、高速互联,这些人们早已习以为...

今天的你我,生活在一个全球信息高速发展的时代,拥有着被5G、AI包围的互联网通信世界,早已离不开手机、社交软件、新媒体……

 

即时通信、高速互联,这些人们早已习以为常的事情,但在几十年前,却被当成是“痴人说梦”。

 

与光游戏,让光“束”游走,用光纤传送信息……这一切,都要得益于这位“光纤之父”当年,大胆向传统思维挑战,坚定地将光的能量拉满,掀起人类通信技术的革命。

 

让我们隆重请出本期主人公,著名的华裔物理学家、教育家,光纤通讯、电机工程专家,香港中文大学前校长、中国科学院外籍院士,2009年诺贝尔物理学奖获得者:


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高锟(1933~2018)


Father of Fiber Optic Communications

“锟”字如是:从磨砺中向世界展露锋芒

时代少年 科技创新

1933年11月4日,上海市金山区(当时属江苏省金山县)法租界,小高锟出生了。


高父以宝刀、宝剑之意为其取名,冥冥中似乎为儿子未来的成功之路埋下伏笔。

 

书香门第,墨宝满堂,江南望族,高家世代都是了不起的人。

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摄于1949年前后的高家老宅

图源金山区博物馆

祖父高吹万,是晚清著名诗人、革命家,南社的重要成员;

堂伯父高旭,是中国同盟会江苏主盟人、南社创始人、诗人;

堂叔父高君平,是近代中国天文研究的开拓者,推算出了周代北极星的正确位置;

父亲高君湘,法理学博士,作为留美返沪的大律师,曾供职于国际法庭;

母亲金静芬也是一位教育工作者。

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全家福,左二为高锟

如此家庭环境,高锟从小就接受了“中西合璧”的教育,就读于当时上海最顶级的贵族学校。


除了在西式学堂里学习的英文、法文,家里还有私塾老师的国学文化加持,四书五经亦是他的所好。

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这就注定了他看世界的方式会更立体

顶着家族浓重的笔墨风雅,更多地接触西式教育后的高锟不止于此。除了博览群书,高家这个调皮又灵动的好奇宝宝,还是个妥妥的DIY达人和“小小科学家”,搞实验,更是一把好手。

 

家里的书房、小阁楼,成了他探索世界、萌发科学梦的温床。几岁的他,就能把闹钟拆得七零八落、把收音机大卸八块,对无线电感兴趣的他,通过自学还亲手鼓捣出有5-6个真空管的收音机。

 

桩桩件件都能惊掉家人的下巴……

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孩子真没少造(白眼)

左二为幼年高锟

玩儿这些也就算了,毕竟安全还是有保障的。可任谁都想不到,着迷化学的小高锟,甚至尝试过自制炸弹!那会儿,他才刚12岁。

 

看看他的土法子:将红磷粉和氯酸钾混合,加水调成糊状,掺入湿泥内,搓成一颗颗弹丸,待风干后,往街头一扔,即刻发生爆炸。

 

左邻右舍被整的惊慌失措,好在未伤及路人,高爸也自此禁止儿子做实验。咳咳,认真滴说,这个咱真不提倡哈~危险!

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这谁家的“野”孩砸

高锟和弟弟

1948年,高家移居台湾,再迁往香港。1949年,15岁的高锟入读香港圣约瑟书院,之后以全港前十的成绩,考入香港大学。

 

尖子生的身份,给了高锟很多选择。但由于当时的港大还未开设电机工程系,对光电通讯已有巨大执念,将电机工程确定为事业梦想的高锟,只得远赴英国进修(1954年)。

 

起初,他就读于伦敦东部的伍利奇理工学院(今格林威治大学),接着又考取了伦敦大学电子工程理学学士学位。

 

1957年刚毕业的时候,高锟在英国国际电话电报公司做工程师,后被聘为实验室研究员,开始研究光导纤维在通讯领域的运用。这期间,他继续读博,并于1965年,顺利获取电机工程哲学博士学位。

 

Dr.高已经开始默默地在通讯领域蓄力啦!

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图为高锟在英国哈洛的

标准电信实验室(1966年)

很多人说,这是一个富家少爷的奋斗故事。但,正如此言,“一个人必须万般努力,才能看起来毫不费力”,他后面愈加闪耀的人生,可不是任何一个富少都能达成的。

 

咱们继续往下看~

光电传奇 普惠大众

光,这个世界上最为平常的东西,时刻存在,却总被忽略,长久以来却又一直无法捕捉、称量,更别提利用了。

 

事实上,从1841年开始,就有科学家尝试利用玻璃棒或水柱,制造传输光的管道;

到了1959年,激光也被发明了出来;

但在高锟之前,“光纤”的实际价值仅限于医疗等领域,彼时的主流科学家认为,基于极高的损耗,光纤不过也就用在短短的胃镜导管上,至于长距离通信,根本是不可能的事情。

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基于这样的历史背景,1964年,高锟提出一个想法:让光代替电流,成为传输信息的新载体。

 

作为信号的“搬运工”,光有着无数的优点,但致命的缺陷是,它实在太羸弱了,压根经不起折腾,往往是传输不了一两米就彻底歇菜。(

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给光“保驾护航”

成了高锟研究的第一要义

无数次的实验和潜心研究,经过两年多的时间,高锟找到了突破点——用玻璃代替铜线(纯净的玻璃有可能满足光线衰减率最少的需求)。

 

1966年7月,高锟首先提出这个大胆的设想:“只要解决掉玻璃的纯净度问题,就能实现传输光信号。”

 

他把观点写进论文,发表在相关期刊上。后来,这也被视作是光纤通讯诞生的日子。

 

然而当年的情况非常不乐观,高锟面对的,是无尽的嘲讽。人们觉得这是天方夜谭,简直在痴人说梦,毕竟,哪里去找“完美的玻璃”呢。

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玻璃发呆ing

质疑声不断,高锟知道,只有真正转化出成果,一切设想才算数。从理论到实践,总要经过一段殚精竭虑、坎坷非常的时光。

 

为了充分论证光导纤维的可行性,抱着“一意孤行”的强大信心,高锟费尽周折,亲自参与最纯粹玻璃的制作。


他跑遍了国内外的玻璃工厂、实验室,向材料专家们讨论玻璃的制法,了解实况,愣是从一个科学家硬生生化身玻璃工艺的专家。

 

他还找了很多企业,希望能合作研发“没有杂质的玻璃”,但是这种费钱费力又看不到前景的活儿,不是谁都想接的。直到后来,他接触到了康宁公司(对就是咱熟悉的那个“大猩猩玻璃”制造商)。

 

转机来了。

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不得不说,康宁抓住了这次机遇!

1981年,世界上第一根光导纤维——“光纤”诞生了,引起了科学界一阵轰鸣。

 

从此,比人的头发还要纤细的光纤取代了体积庞大的铜线,成为传送容量接近无限的信息传输管道,彻底改变了人类的通讯模式。

 

通信业从此,翻天啦!

 

此外,高锟还开发了实现光纤通讯所需的辅助性子系统。他在单模纤维的构造、强度和耐久性、纤维连接器和耦合器以及扩散均衡特性等多领域都做了大量研究。

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好一个宽带教父

光纤的发明,无疑是一项伟大的成就,然而功名成就之后的高锟,却选择低调“下场”,默默地走上了他的祖先走过的老路:积极投身教育。

 

1970年,他加入香港中文大学,筹办电子学系,并担任系主任;1987-1996年,担任香港中文大学第三任校长。

 

十年任期内,高锟做了许多开创性的工作:譬如,率先在香港引入相对灵活的“学分制”。

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在香港中文大学的高锟

2009年,在首次提出光纤通讯后的四十多年,76岁的高锟获得了诺贝尔物理学奖(与威拉德·博伊尔和乔治·埃尔伍德·史密斯共享),诺奖委员会赞扬了他“在纤维中传送光以达成光学通讯的开拓成就”。

 

但这位智商超群又亲和善良的学者,已于5年前患上了阿尔兹海默症。因为行动不便,无法上台领奖,主办方为他做了特别的安排:瑞典国王破例走下奖台,将奖牌亲自送到高锟的手里。

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高锟在诺奖现场

其实当天的他,眼睛始终停留在夫人黄美芸身上,“天真”地冲着她笑,顺从地听着“指挥”。这是病中的他唯一认得的人,至于别的,包括“光纤”是什么,他早就没概念了。

 

高锟的其它荣誉奖项,不胜枚举,包括获选为美国国家工程院院士、英国皇家学会院士、中央研究院院士、香港科学院荣誉院士等。

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香港中文大学庆祝会

在高锟的内心中,光纤通信是他的执念,是他的梦想,一直以来,他追求的只是技术成果,从来都不是金钱名利。

 

身为“光纤之父”的他,从始到终都未申请过光纤技术专利,专利权属于曾雇用他的英国公司。因而,他根本没有从中得到什么财富。

 

对此,受访时的高锟曾说:“我没有后悔,也没有怨言,如果事事以金钱为重,我告诉你,今天一定不会有光纤的技术成果。”

 

每年,他还会为贫困学生捐款,用自己获取的奖金成立奖学金。

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他相信,“我的忠诚就是我的盔甲”

忠于科学、忠于自我,是他一生的写照

美国耶鲁大学校长在给高锟授予“荣誉科学博士学位”的仪式上说:

“你的发明改变了世界通讯模式,为信息高速公路奠下基石。把光与玻璃结合后,影像传送、电话和电脑有了极大的发展……”


2018年9月23日,在那个中秋月圆前夕,高锟于香港溘然离世,享年84岁。

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对科学,他有着无限痴迷,对世界,他充满广阔兴致。


他曾言:“做事固执,冥顽不化,可能不是个好品质,但所有的科学家都应该固执己见,一旦认准的路,就要百折不回走到底,撞上南墙也不回头,否则的话,你永远不会成功。”


在科学的世界里,他矢志不移、潜心研究,以一己之力,让光纤技术走入千家万户,让“捉摸”不到的光,真正造福于人类通信业,让即时信息的互通,成为可能。


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