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诺贝尔奖华裔获奖者高锟:“光纤之父”的固执

发布:juli阅读:933时间:2011-10-8 14:50:52

  资料图片  光,也许是最平常却最不平常的东西。它时刻在人身旁,很久以来却又一直无法捕捉、称量。高锟,也许就是又一个与光游戏,并作出巨大成就的人。

  如果将光比成水流,那么通过“管道”输送它的科学尝试,早有先例。其理论基础就是光在两种不同的透明介质中传播时,在两种介质的交界处会发生折射,当入射角超过某个极限值,折射的光再也无法跃出边界,透明介质的边缘就会形成镜面,束缚原先四散奔跑的光,成为一道围栏;自此稍作变化,“围栏”便可形成一条输送光的管道。

  由此,从1841年开始,有科学家尝试利用玻璃棒甚至是水柱,制造传输光的管道。1889年,巴黎世博会上,一条条传导着光线的水流组成一道缤纷的瀑布,吸引了许多人的眼球。其后,玻璃光纤被用于胃窥镜,传输光的游戏由此拥有了更实际的意义。

  但直到高锟之前,光纤的实际价值也仅限于医疗等有限领域。

  科学家曾经考虑过将光作为通信信号的传输载体,因为制备玻璃光纤的材料几乎就源于砂石,那远比铜廉价。那是在1960年代。但几经努力,结果却让人失望。光在玻璃光纤中传输,会剧烈衰减,1公里之后就会衰减到100亿分之一――按此计算,如果经过一条1公里长的输水管,“水立方”满满一池的水将只剩下一滴。

  刚过而立之年的高锟,就面对着这样的局面――主流的科学家都认为,基于如此高的损耗,光纤虽然可用在短短的胃镜导管上,但用于长距离通信根本不可能。

  而伟大的发现,往往就蕴藏于对于“不可能”的否定。

  高锟1933年生于中国上海,家境应该属于不错。他小时候住在法租界,父亲是位律师。据报道,童年的高锟对化学最感兴趣,小小年纪的他曾经自己做土炸弹。后来,他又迷上了无线电,小小年纪就曾成功地装了一部收音机。

  1948年,高锟离开上海,举家迁往香港。他曾考入香港大学,但当时的港大没有他感兴趣的电机工程专业,于是他辗转到英国,就读伦敦大学。毕业后加入英国国际电话电报公司任工程师,同时攻读伦敦大学的博士学位。在公司,高锟带领着一个只有几个人的小团队,选择了光纤通信研究这个“不可能的任务”。

  在他成功之后,人们最关心的问题,莫过于为什么初出茅庐的他能扛下当时条件下那股强大的质疑。2004年,他在接受马可尼基金会采访时说,那时公司里的氛围十分宽容:只要你别花太多钱,就可以继续下去。而他,这个从小对各种事情充满好奇心的人,则开始了对传统思维的挑战,这种探索的过程给他带来了大量的乐趣。

  围绕如何降低光在光纤中的剧烈衰减,高锟做了大量研究,排除了一系列影响因素。最终,他证明,玻璃中的离子杂质对光的衰减起到决定性作用,发现了最适合长距离传输的光的波长、或者说颜色。他预言,只要每公里的光衰减量小于20分贝,也就是只要保留1%,就可以用于通信。

  科学的价值,在于揭示出某种技术的极限,如果这种极限是可以实现的,那就意味着为新技术开启了一扇大门。

  高锟的这篇具有历史意义的论文于1966年7月发表。不过,当时人们还无法制造出可以达到高锟要求的那种“超纯净玻璃”。为此,这位物理学家不得不担当起一个“布道者”的角色。他四处拜访玻璃工厂,宣扬他的理论,激励大家一起开发超纯玻璃。

  高锟以及通信界都没有等待太久。4年后的1970年,美国康宁公司发明了一种特殊的玻璃制造工艺,首次迈过了“20分贝/公里”门槛。之后,技术不断进步,到后来,每公里光纤的衰减被控制在5%之内。

  成名之前,高锟曾遭受到许多人的嘲笑,但高锟的信心并没有动摇。他说:所有的科学家都应该固执,都要觉得自己是对的,否则不会成功。

  高锟的发明使信息高速公路在全球迅猛发展,因此获得了巨大的世界性声誉。不过,由于技术的专利权是属于雇用他的公司,他并没有从中得到很多财富。一次,在接受电视采访时,高锟说,我心里觉得,一个人有这样的好运,能做一件前所没有的事情,而且做出来的影响是非常非常大,这对我自己个人说,很满足。就像印刷机让所有老百姓都可以拿到印刷出来的书,可以增加知识,光纤把我们的知识时代,把我们所有的信息,所有要传送的资料,都可以很快地送给人家。所以我很满足,我拿不拿奖,完全对我是没有甚么意思。

  高锟后来离开英国,1987年起担任香港中文大学校长,1996年退休。同年,他当选为中科院外籍院士。中科院院士、中科院上海技术物理研究所研究员沈学础告诉记者,10多年前,高锟就被公认是最有可能获得诺贝尔奖的华人科学家之一。

  (来源:文汇报) 

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