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“光纤之父”为人类连通信息时代

来源:新华网
摘要:在互联网中畅游、欣赏高清晰电视转播节目、与千里之外的友人通话,又或者躺在病床上接受胃镜检查,这些事情改变着人类的生活,但人们可曾想到,这一切都要归功于英籍华裔科学家高锟发明的“光导纤维”,即“光纤”。被誉为“光纤之父”的高锟,用他的发明为人类连通了信息时代。但在争论中,高锟的设想逐步变成现实:利用......

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在互联网中畅游、欣赏高清晰电视转播节目、与千里之外的友人通话,又或者躺在病床上接受胃镜检查,这些事情改变着人类的生活,但人们可曾想到,这一切都要归功于英籍华裔科学家高锟发明的“光导纤维”,即“光纤”。被誉为“光纤之父”的高锟,用他的发明为人类连通了信息时代。  

人们很早就知道,光能够沿着容器中放出的曲线水流传输,也能够在弯曲的玻璃棒中前进。这并非是光直线传输的特性发生了改变,而是因为光的全反射作用,即在特定条件下,光在弯曲的水流或者玻璃棒的内表面中发生了多次全反射,看起来好像光在弯曲前进。  

进入19世纪以来,人类陆续发明了电报、电话等,长距离的信息交换成为可能。而伴随着科学技术的不断进步,人类越来越迫切需要寻找到一种高速、便捷,同时还要兼具制造成本低廉、信号损失很小的长距离信息传递介质。  

1966年,高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文,开创性地提出光导纤维在通信上应用的基本原理,描述了长程及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性。简单地说,只要解决好玻璃纯度和成分等问题,就能够利用玻璃制作光学纤维,从而高效传输信息。这一设想提出之后,有人称之为匪夷所思,也有人对此大加褒扬。但在争论中,高锟的设想逐步变成现实:利用石英玻璃制成的光纤应用越来越广泛,全世界掀起了一场光纤通信的革命。  

如今,利用多股光纤制作而成的光缆已经铺遍全球,成为互联网、全球通信网络等的基石;光纤在医学上也获得了广泛应用,诸如胃镜等内窥镜可以让医生看见患者体内的情况;光纤系统还在工业上获得大量应用,在各类生产制造和机械加工等方面大显身手。  

高锟的发明不仅有效解决了信息长距离传输的问题,而且还极大地提高了效率并降低了成本。例如,同样一对线路,光纤的信息传输容量是金属线路的成千上万倍;制作光纤的原料是沙石中含有的石英,而金属线路则需要贵重得多的铜等金属。此外,光纤还具有重量轻、损耗低、保真度高、抗干扰能力强、工作性能可靠等诸多优点。  

今天,光纤构成了支撑我们信息社会的环路系统。这种低损耗性的玻璃纤维推动了诸如互联网等全球宽带通信系统的发展。诺贝尔奖评委会这样描述说:“光流动在细小如线的玻璃丝中,它携带着各种信息数据传递向每一个方向,文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。”



        据香港中文大学6日晚发布的消息,中大前校长、有“光纤之父”之称的著名华人学者高锟对于获得本年度诺贝尔物理学奖深感荣幸和惊喜。  

        高锟的获奖感言当晚由香港中文大学副校长杨纲凯转述。高锟表示:“我对于获颁诺贝尔物理学奖深感荣幸。诺贝尔奖鲜有表彰应用科学的成就,故我从来没有想过会获奖,感到非常惊喜。”  

        他还表示,过去四十年,光纤大大促进了资讯世界的发展及进步,也有赖光纤的出现,这个喜讯已于瞬间传到千里之外。  

        当晚,香港中文大学校长刘遵义向全体中大师生发表公开信,祝贺前校长高锟获得本年度诺贝尔物理学奖。公开信表示,中大师生以此辉煌成就为荣,这同时也是全香港乃至所有华人的喜讯。  



  一千年内光纤不会被替代  

        高锟曾经接受过香港《文汇报》的采访。  

        记者问道:“现在您经常谈及新时代中新生活的新工具,您预计在多长的时间内,光纤会被另一种新工具取代?”  

        “我相信在一千年内不会。”绝少以高姿态说话的高锟,这次的回答却充满信心,但旋即又加了一句:“你最好也不要太相信我,正如以往我也不相信专家。”说罢,他兀自笑起来,笑声中荡漾着自信和追求。  



  爱情甜蜜眷顾家庭  

        光纤,是高锟人生中最大的成就,亦是改变了他一生的一项实验;而另一项萦绕他一生的实验则是甜蜜的爱情。  

        一提及太太黄美芳,高锟更掩不住满脸的幸福和满足。只要一有机会,高锟就对太太赞不绝口。“你看我每次讲座的电脑程序和幻灯片都是我太太帮我准备和设计好的;对我的演讲很有帮助。记得我在1966年宣读论文时的电脑幻灯片也是太太帮我做的。”  

        “听说您在研究光纤的过程中,什么实验都难不倒您,而面对爱情的考验却连半年的时间也熬不过去?”  

        “噢,那是我和太太刚开始谈恋爱的时候,我太太要给我一个考验:叫我半年内不要去找她,如果半年之内大家都很挂念对方,那就是当真的。我就不肯答应,说如果现在大家都没有信心,那半年后也不会有信心。”高锟边说边笑,在灿烂笑容的背后是对太太情深不渝的爱恋。  

        高锟夫妇现有一子一女,都在美国硅谷生活和工作,夫妇两人每年都会抽空到美国探望他们。  

        “我很爱他们,但又很少有时间陪他们,所以相聚的时间总会主动为家人做一顿丰盛的晚餐。”面对亲眷和爱人,再伟大的科学家也会放下自己的身段,更何况是一向平易近人的高锟教授呢?  



        闲来潜水捏陶塑  

        科研工作背后的高锟充满孩子气,因而在儿女眼中,他是一位思想广阔、寓工作于游戏的好父亲;而且他性情随和,与他共事多年的私人助理从未见他发过脾气。  

        对高锟而言,凡是新奇、新鲜的事物都能引起他的极大兴趣。他在60岁的时候才开始学习潜水。“当潜水的时候,可以欣赏到一览无余的美丽海底世界,令人心情愉悦。”  

        喜欢翱游海底、借此减压的高锟教授如今又迷上了打网球和做陶艺。“打网球需要跑动,您的体力能跟上吗?”  

        “还好。不过我现在最喜欢做陶艺,静静地抚弄泥土,这种感觉我很喜欢。”



  昨晚,2009年度诺贝尔物理学奖在瑞典皇家科学院揭晓,华人科学家高锟、拥有美国和加拿大双重国籍的威拉德·博伊尔和美国人乔治·史密斯3人共同获得这一荣耀,以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。  

  在互联网中畅游、欣赏高清晰电视转播节目、与千里之外的友人通话,又或者躺在病床上接受胃镜检查,这些事情改变着人类的生活。但人们可曾想到,这一切都要归功于华人科学家高锟发明的“光导纤维”,即“光纤”。被誉为“光纤之父”的高锟,用他的发明为人类连通了信息时代。  



  童年时最喜欢化学  

  高锟是继去年钱永健获得诺贝尔化学奖之后,又一位获得诺贝尔奖的华裔科学家。  

  1933年,他在上海出生,住在法租界,祖籍金山县。其祖父高吹万是清末民初著名文学团体南社的爱国诗人。高锟的父亲是位律师,家境还算富裕。年幼时,高家曾聘请家庭教师,教导高锟诵读四书五经。少年时代,他被送去上海世界学校  (即今日的国际学校)读小学,除学习中文外,还学习英文和法文。  

  高家所住的一栋三层楼房子的三楼,是高锟童年时的实验室。起初,他对化学最有兴趣,曾尝试自制炸弹。用红磷粉和氯酸钾混和,加上水并调成糊状,再掺入湿泥内,搓成一颗颗弹丸。待风干之后扔下街头,果然发生爆炸。幸好没有伤及途人。此外,少年高锟还曾经制造过灭火筒、焰火、烟花和晒相纸。后来,他又迷上了无线电,小小年纪就曾成功地装了一部有五六个真空管的收音机。  

  五十年代初,高锟随全家移居到香港,此后考入香港大学,1957年获伦敦大学理学院电机工程学学士学位。  1965年,获英国伦敦大学电子工程学博士。  



  曾被讥讽是“疯子”  

  1966年,高锟提出了用玻璃代替铜线的大胆设想:利用玻璃清澈、透明的性质,使用光来传送信号。对这个设想,许多人都认为匪夷所思,甚至认为高锟是疯子。但高锟成功论证了光导纤维的可行性。  

  不过,为寻找那种  “没有杂质的玻璃”,他也费尽周折。为此,他去了许多玻璃工厂,到过美国的贝尔实验室及日本、德国,跟人们讨论玻璃的制法。那段时间,他遭受到许多人的嘲笑,说世界上并不存在没有杂质的玻璃。但高锟的信心并没有丝毫的动摇。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。  

  再后来,他发明了石英玻璃,制造出世界上第一根光导纤维,使科学界大为震惊。  

  此后,高锟几乎每年都获得国际性大奖,但由于专利权是属于雇用他的英国公司的,他并没有从中得到很多的财富。受中国传统文化影响极深的高辊,以一种近乎老庄哲学的态度说:“我的发明确有成就,是我的运气,我应该心满意足了。  ”  



  任大学校长治学严谨  

  1970年,他到香港中文大学任电子工程系主任兼电子学教授。1987年10月,高锟担任香港中文大学校长,直到1996年正式退休。而在与内地科技界的交流合作中,高锟主张“一步一步把双方的联系实际化”。他于1996年当选为中国科学院外籍院士。退休后的高锟仍然担任着多个高科技发展机构的领导职务,是香港政府的智囊人物之一。  

  在学习上,高锟曾说,“应该学习如何集中,懂一样东西,专心认识,深入思维,不但能够专注于一种学问,亦会拉高对其它知识的认识能力,事事都能看得深入一点。”高锟正是以这样的学习态度来治学的。  

  高锟的获奖感言昨晚由香港中文大学副校长杨纲凯转述。高锟表示:“我对于获颁诺贝尔物理学奖深感荣幸。诺贝尔奖鲜有表彰应用科学的成就,故我从来没有想过会获奖,感到非常惊喜。”他还表示,过去四十年,光纤大大促进了资讯世界的发展及进步,也有赖光纤的出现,这个喜讯已于瞬间传到千里之外。  

  当晚,香港中文大学校长刘遵义向全体中大师生发表公开信,祝贺前校长高琨获得本年度诺贝尔物理学奖。公开信表示,中大师生以此辉煌成就为荣,这也是全香港乃至所有华人的喜讯。  



  每年捐助学生两万港币  

  1987年的中大学生会会长蔡子强说,高锟是他最敬佩的大学校长,叫人心悦诚服的却是他的胸怀。  

  蔡子强回忆说,性格内敛的高锟亲切如朋友般跟学生交谈,“以前中大校长讲威严,但高锟校长好不同,谦谦君子很随和。  ”  

  1993年中大30周年校庆,举办盛大的开放日。蔡子强记得,当天冠盖云集,高锟正要致辞,有学生冲上主礼台,要抢走校长手中的话筒,台上乱作一团。事后,校长步下主礼台,《中大学生报》记者冲上前采访,问校长是否会惩罚学生,高锟一脸诧异,反问:“惩罚?我为什么要惩罚学生?  ”事后各方要求中大处分学生,蔡子强后来才知道,自始至终顶住压力,反对处分学生的,就是高锟校长。  

  “他甚至每年从个人户口中拨出两万元港币,捐助贫困学生。  ”点滴往事,让人看到真正的学者风范,作为大学校长,应如何包容学生、爱护学生,让学生在自由环境中成长,学会什么是独立思考。高锟说过:“千万不要盲目相信专家,要有自己的独立思考。  ”  

  高锟是光纤之父,却不曾取得光纤技术的专利权。他曾表示:“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技术成果。  ”又说:“我还有什么梦想?有啊!现在光纤成本越来越低,我最希望未来的网络用户能够免费上网。  ”  



  闲来最爱给家人做晚餐  

  对光纤的研究是高锟一生最大的成就,他曾经讲过,光纤通讯一千年也不会被其它工具取代,但相信对于高锟来说,更不能被取代的,是他对妻子的爱。高锟爱科学,但更爱太太。早前忙于撰写自己传记的高锟也提过,传记第一个章节,就是写他和太太结婚的情形。  

  高锟以往接受传媒采访时,一提及太太黄美芸,即满脸笑容,掩不住幸福和满足,只要有机会,即对太太赞不绝口。他曾表示,太太是他工作上的得力助手,每次讲座上用的电脑程式及幻灯片,均是由太太准备和设计,  “对我的演讲很有帮助,记得我在1966年宣读论文时的电脑幻灯片,也是太太帮我做的。”  

  两人结婚后,育有一子一女,如今都在美国矽谷工作和生活。全家一起时,高锟最想做的,就是给家人煮一顿丰盛晚餐,他曾说:“我很爱他们,但是很少时间陪他们,所有相聚的时间总会主动当‘阿四’,目的只有一个:为家人做一顿丰盛的晚餐。  ”



  中新网10月6日电  原香港中文大学校长、“光纤之父”高锟6日被宣布获得诺贝尔物理学奖。此前,英国科学博物馆里摆置了他的照片和科学成就,表扬他对人类科学界所做的贡献。中国科学院紫金山天文台也曾将一颗小行星命名为“高锟星”。

  物理学家杨振宁教授在“高锟星”的命名典礼上致词时曾说:“今天以后,我知道每次我和小孙女看夜空的时候,将会告诉她,其中一颗是‘高锟星’。我还会对她说,就在那刹那,数不清的光纤,正在传递着数不尽的数位(bits),把人类世界推进高速资讯的新纪元。”

  高锟教授生于上海,1948年举家移居香港,高中毕业后到英国深造。1957年加入国际电话电报公司(ITT)在英国的标准电信研究实验室当研究员。

  高锟教授在1965年考获伦敦大学电子工程的博士学位。同一时期,他开始提出用光纤来传送资讯,并且为传送讯息的这个新的媒介进行设计。

  高锟教授在1987年到香港中文大学执教,科学家又兼任教育家。但是从自己的经验,他也很难具体说得清怎样的环境可以培养科学家。

  他说:“我从小就喜欢科技,是自然有兴趣的。小学时代,我已经在玩很多科学实验,拿它们作玩具,什么都要拆开来,看看里面是什么样子的,好奇心很强。我的父母亲和科学完全没有关系,他们也没有给我任何压力,要我读科学。”

  高教授笑说:“不是研究,是看里面好不好玩。我运气很好,没有人罚我。如果当时他们觉得我这么做是不好的习惯,那我的好奇心可能会受到打击。”

  高教授还特别提到中学里一位让他印象深刻的科学老师。高教授清楚记得,老师当时讲一个沙特利耶(Chatelier)原理,即任何物体在受到外界压力时将会自然收缩,使自己的构造能够尽量减低所承受的外来压力。

  “老师当时说,我站在课室的角落,你们来推我时,我的身体一定会挪动,以设法减少压力。而假使很多人在推挤一个人时,那就可以呈现晶体的形成了。”

  高锟教授说,这是一个自然的原理,但是老师生动的讲解让他觉得很有意思。

  他说:“有多少学生听过这样的说法,但我不知道其他人听见他这样的说法,是不是同样觉得很有道理。我想,这真是人生的奥妙。”

  高锟教授说:“两个人谈话,我所要说的东西跟你吸收的东西肯定有差别。因为我的年纪比你多了至少一半,你学了比我至少少一半年纪的知识。你是用你的生活经验作成本基础来了解我讲的东西,而我说话的时候,有自己的背景和意念,这是你不知道的。我自己可能知道,也可能不知道,但我所说的每一个字,每一句话,不一定是这几个字眼就能够清楚表达的。”

  高锟教授说:“我们听到什么,都会按自己当时要的反应来处理,但是实际上我们并没有绝对性的了解。这正是现在信息时代里最大的问题。”

  科学能够解决这个问题吗?他说:“我觉得很难。”

  他解释道:“每一个电脑都有人工智能,假使将来做得成功,但你教它一部分的智能之后,它的‘思想’就受到那个方面限制。所以一个电脑就会跟另一个你灌输不同知识的电脑不同。所以电脑将来也会跟人一样,每个都不同。一个电脑和一个人一样,都是受到环境的限制。”

  他说:“假使要电脑和人一样聪明,它吸收知识的速度,必须像人一样慢慢地吸收基本的知识,因为这有一个接触和经验的过程,而人就是把这许多东西混杂在一起,消化吸收,然后有了自己的理解。”

  虽然人与人之间因为语言造成了距离,使人们对一个问题的看法各不相同,“这是人生的奥妙”,但是他认为没有生命的物体之间也应该进行沟通。这并不是不可能的事情。高教授说:“现在感测器和沟通工具的发展越来越快,如果感测器的科技做得好,那以后就会发生这样的情况:一个机器人告诉一套沙发说:‘我要打扫房间,沙发,你把自己移开,我要扫沙发底下。”

  从一个科学家的眼光来看,未来的世界将是一个怎样的世界?

  “人类已经能够操纵一个原子了。只要人类能够操纵一个原子,他就能够做各种各样的事。”

  高教授说:“我想我们将来的世界将是我们创造的。我们要它怎样,它就变成怎样。但过程可能会很麻烦,因为保守派和非保守派之间会有争论,会争权夺利。”

  至于科学家要负怎样的责任,扮演怎样的角色呢?高教授曾在接受访问谈到自己当时认为可以透过玻璃传送资讯,但却不为许多人所信,而自己却非常执着。他当时说:“科学家都应该固执。”

  但是科学家在坚持自己的信念,进行任何发明时,却未必能够预料它的后果。以高锟教授发明光纤来说,他当时认为人类应该有更好的讯息交流道路,减少传送资讯的压力,但是从来没有想过后来的网际网络虽然为人们提供很多方便和好处,但也带来很大的危险。

  高教授指出:“保留和环保的问题实际上有冲突。一类生物的逐渐消失到底是自然的,或者是可以被保留下来的?世界是很复杂的,而读科学的人可能比不读科学的人更要领会这种问题,因此大家更要三思而行。”



        新华网上海10月7日电  题:“他是一位真正的谦谦君子”——上海交大教授陈益新眼中的诺贝尔奖得主高锟  

        11年前,陈益新应诺贝尔奖评选机构的咨询推荐过高锟;11年后,陈益新高兴地看到高锟荣获诺贝尔奖。谈起2009年诺贝  

尔物理学奖得主高锟,上海交通大学教授陈益新由衷地说:“我的这位朋友是一位乐于助人、热心桑梓的谦谦君子。”  

        陈益新是国内光纤通信领域的带头人,他和高锟在将近30年的交往中切磋科研、增进友谊。  

        他们的第一次见面在1980年。那时候,中国刚刚开始改革开放,迎来了科学的春天。陈益新当时作为访问学者正在美国从事光纤通信研究,1980年参加了一次国际会议。“那个时候我们刚刚走出国门,对于怎么作报告还比较陌生,有很多海外华人科学家和国外科学界的老朋友来给我做‘参谋’。”陈益新说,“其中就有高锟,因为他在1966年就发表了《光频率介质纤维表面波导》的论文,是公认的‘光纤之父’,所以他的意见很有分量”。  

        虽然是业内公认的权威,但是高锟从来没有给人“权威”的样子。陈益新说:“他那时40多岁,总是笑嘻嘻的样子,非常和善,很谦虚,甚至让人感觉比较腼腆。加上我们年龄相仿,所以一见如故。”  

        此后,陈益新和高锟经常在美国、日本等地的学术会议场合见面。陈益新印象最深的,是上世纪90年代在香港中文大学召开的一次会议。“他那时是香港中大的校长,为了让尽量多的内地学者能够参加,他主动和国家自然科学基金委员会联系好,给学者提供一些补贴。另外,中大还把许多接待学者的宿舍腾出来,让内地学者住。所以,那次国际会议内地有60多位学者参加,这对大家提升学术水平很有帮助。高锟对国家的感情很深,每个人都能感受到这一点。”陈益新说。  

        这些年来,陈益新经常作为东道主,在上海迎接高锟。陈益新说:“他很喜欢上海,还会用上海话开玩笑。在上海期间,除了讲学,我们也安排他去吃吃地道的上海菜,游览上海风景。这些年来,他来上海不下10次。”  

        1998年,陈益新作为国际光纤领域的知名科学家,收到诺贝尔奖组织机构寄来的推荐信,请他推荐一位本领域的诺贝尔奖人选。“我第一个想到的就是高锟,毫不迟疑就推荐了他。我认为他的贡献是非常突出的,因为光纤是信息革命的基础。”  

        11年之后,随着信息革命的继续深入,光纤的重要性更加显现,高锟获得诺贝尔物理学奖也显得水到渠成。陈益新说:“他得奖不是任何一个人推荐的结果,而是科学界的共识。”


作者: 2009-10-8
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