1.諾貝爾獎得主「光纖之父」高錕離世 享年84歲;
據香港媒體報導,香港中文大學前校長、有「光纖之父」之稱的高錕,昨天(9月23日)下午在醫院離世,享年84歲。
高錕光纖、寬帶傳送等科技成就極高,在國際學術領域獲獎無數,並在2009年10月6日獲得諾貝爾物理學獎,以表揚其「在光傳輸於纖維的光學通信領域突破性成就」。然而,高錕早於2004年時,證實患上阿茲海默症。
高錕在職業生涯中,持續鑽研信號傳送的研究,研發光纖通訊技術,並獲得2009年諾貝爾物理學獎、愛迪生電信獎、馬可尼國際獎、貝爾獎、巴倫坦獎章、利布曼獎等多個殊榮。1987年至1996年,高錕出任香港中文大學第三任校長,創立訊息工程學系、建築學系,至2009年退休。
2.一文讀懂高錕:從痴人說夢到光纖之父;
香港中文大學發文敬悼:敬悼中大前校長及光纖之父高錕教授。
一、高錕生平
出生於上海書香門第
1933年11月4日,高錕出生在上海金山的書香門第,住在法租界,父親用一把寶劍的名字為其取名。
祖父高吹萬,乃清末民初著名愛國詩人。其父高君湘是律師,家境優渥,但家教甚嚴。
高錕幼時便受到國學啟蒙。紮實的國學基礎,對其一生產生了深遠影響。
遠赴英國求學
15歲時,高錕舉家遷往香港。次年,高錕進入聖若瑟書院就讀,中學畢業後考入香港大學,後遠赴英國格林威治大學就讀。
1957年,高錕從伍爾維奇理工學院電子工程專業畢業。
1965年,高錕在倫敦大學下屬的倫敦大學學院獲得電機工程博士學位。
工作期間提出的理論初時未獲認同
1957年,高錕讀博士時進入國際電話電報公司,在其英國子公司-標準電話與電纜有限公司(Standard Telephones and Cables Ltd.)任工程師。
1970年,高錕加入香港中文大學,籌辦電子學系,並擔任系主任;1987-1996年任香港中文大學第三任校長;1996年當選為中國科學院外籍院士;2000年被《亞洲新聞周刊》選為「二十世紀亞洲風雲人物」。
但他未有放棄,繼續研究及改良技術,至1981年第一代光纖系統面世,他亦因此獲得「光纖之父」美譽。
在1987年,高錕回港出任中文大學第三任校長,期間創立訊息工程學系,直至1996年退休。
2003年初,高錕被證實患上阿茲海默病,此後,為幫助阿茲海默症患者,高錕與其夫人成立了高錕慈善基金。
2009年,在提出光纖通訊後四十多年,高錕獲得諾貝爾物理學獎。
2018年9月23日,高錕病逝於香港,終年84歲。
二、高錕的主要貢獻
遲來的諾貝爾物理學獎
高錕在國際電話電報公司任職期間,即從事光導纖維在通訊領域運用的研究。
1964年,他提出在電話網絡中以光代替電流,以玻璃纖維代替導線。
1965年,在以無數實驗為基礎的一篇論文中提出以石英基玻璃纖維作長程信息傳遞,將帶來一場通訊業的革命,並提出當玻璃纖維損耗率下降到20分貝/公裡時,光纖維通訊就會成功。
1966年,在標準電話實驗室與何克漢共同提出光纖可以用作通信媒介。
高錕在電磁波導、陶瓷科學(包括光纖製造)方面獲28項專利。由於他取得的成果,有超過10億公裡的光纜以閃電般的速度通過寬帶網際網路,為全球各地的辦事處和家居提供數據。
基於研究利用玻璃纖維傳送訊號的知識,高錕於1966年發表了一篇題為《光頻率介質纖維表面波導》的論文,提出利用石英基玻璃纖維,可進行長距離及高訊息量的訊息傳送。
簡單地說,只要解決好玻璃純度和成分等問題,就能夠利用玻璃製作光學纖維,從而高效傳輸信息。
高錕的理論初時未獲認同,更有媒體嘲笑他「痴人說夢」。
但在爭論中,高錕的設想逐步變成現實:利用石英玻璃製成的光纖應用越來越廣泛,全世界掀起了一場光纖通信的革命。
1971年,世界上第一條1公裡長的光纖問世,第一個光纖通訊系統也在1981年啟用。高錕「光纖之父」美譽傳遍世界。
高錕還開發了實現光纖通訊所需的輔助性子系統。他在單模纖維的構造、纖維的強度和耐久性、纖維連接器和耦合器以及擴散均衡特性等多個領域都作了大量的研究,而這些研究成果都是使信號在無放大的條件下,以每秒億兆位元傳送至距離以萬米為單位的成功關鍵。
2009年,高錕首次提出光纖通訊後四十多年,終獲得諾貝爾物理學獎,諾貝爾委員會讚揚他「在纖維中傳送光以達成光學通訊的開拓成就(for groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communication)」。
這是一份遲來的榮譽,高錕在科學上的貢獻已經遠遠超越了時代的局限,讓世界能夠更快進入到信息爆發的時代。而現在談起「光纖之父」的稱號,高錕博士也並不在意。
2010年,高錕先後獲得「影響世界華人大獎」,以及英女王壽辰「爵士勳銜」及香港「大紫荊勳章」。
三、高錕其人
高錕在香港中文大學任職期間,有時會受到同學們的惡作劇捉弄,這點從其學生梁文道的《我的老校長高錕》一文中,也可略知一二。
梁文道曾回憶稱他當年在念書的時候,學生們都認為高錕只是個糟老頭,並沒有多麼厲害。梁文道的一個同學是那時學生報的編輯,趕在高錕退休之前,在報上發了一篇文章,總結他的政績,標題裡有一句「八年校長一事無成」,大家看了都拍手叫好。
同學們對高錕做的惡作劇,高錕也只是笑笑,並不懲罰。
畢業之後,梁文道才從當年幹過學生會和學生報的老同學那裡得知,原來高錕每年都會親筆寫信給他們,感謝他們的工作。
而且每年都會自掏腰包,私下捐給這兩個組織各兩萬港幣的補助金,請他們自行分配給家境比較困難的同學。
美國總統歐巴馬曾評價其:你的研究完全改變了世界,促進了美國及世界經濟的發展,我本人為你而感到驕傲,世界欠你一個極大人情。
喧囂之中他是唯一的平靜
在獲諾獎之前,高錕陸續得到過15項國際大獎,其中包括瑞典愛立信國際獎以及日本諾貝爾獎。直到他的研究問世43年後,人們終於記起他的成就,諾貝爾物理學獎到來時,他自己,卻記不得了。
通知高錕獲得諾貝爾物理學獎的當天,他正從老人健康中心回到家,高錕順從地聽著太太黃美芸的「指揮」,換鞋、喝牛奶、吃蛋糕、穿馬甲。他的眼睛總不願意離開黃美芸,他喜歡衝著她笑,她是他自傳中第一章「邂逅」的主人公,也是他眼下唯一叫得出名字的人。
「電視裡在播諾貝爾獎,那是給你的。」在美國的家裡,黃美芸告訴高錕。
「給我的?哦……挺好的。」這位華裔科學家面無表情地說。
事實上,76歲的高錕早在5年前就已患上了阿爾茨海默氏症(老年痴呆)。這幾年,除了幾條簡短的消息偶爾透露一下他的病情外,這位被譽為「光纖之父」的老人幾乎淡出了人們的視野。每天,他只是和妻子打網球,去健康中心和其他老人一起運動手腳。
隨著病情的發展,高錕的記憶力、表達能力逐漸下降,平時的言談舉止像小孩一樣。幫黃美芸洗完菜後,他會扭頭向妻子邀功:「你看,我做好了。」而黃美芸也笑著鼓勵他:「做得不錯」。
一片喧囂之中,只有高錕本人是平靜的。面對不同媒體的鏡頭,高錕總是穿著一件紅色的線衫,淺淺地微笑著。「我實在不是一個太有趣的人,沒有什麼大喜大悲,一直以來都太過平穩。」他曾這樣總結自己。
3.諾獎得主、「光纖之父」高錕逝世,曾被評價為「真正的君子」;
上海交通大學教授陳益新曾評價道:「我的這位朋友是一位樂於助人、熱心桑梓的謙謙君子。」
高錕於2003年確診腦退化症後,行動和認知能力受到很大影響。2009年獲得的諾貝爾物理學獎,對他來說,可算是「遲來的獎項」。
在此,感謝高錕校長為世界通訊行業以及慈善事業做出的貢獻。
在全球寬帶建設如火如荼的今天,也許6000公裡的海纜系統已經顯得稀鬆平常,但通信圈人士知道,這已經是光通信史上排的上號的光纜系統長度。也或許有人問,從非洲到南美洲的通信,難道不可以走衛星通信嗎?
其實走衛星通信也不是不可以,只不過32Tbit/s這樣的大帶寬是目前衛星通信難以企及的,另外一個更重要的原因就在於衛星通信的空口通信損耗太高,並且不是太穩定,性價比很低。
衛星通信的損耗高,性價比低,難道光通信就沒有損耗?其實如果回顧光通信的歷史就會發現,最初光通信的損耗幾乎是大到令科學家們一致心灰意冷的地步,幾乎等同於放棄。
這個時候,我們會更加懷念起一個人。他就是光纖之父——高錕。
無論是大到國家的寬帶計劃,如美國的信息高速公路,小至街頭巷尾常說的光纖到樓、光纖到戶,現代的信息科技已經和光通信難解難分。很難想像如果沒有光通信,我們將無法享受到上網看電影的樂趣,也享受不到3G、4G,以及即將到來的5G移動通信的各種福利,儘管移動通信在接入的層面不需要光通信,但傳輸卻是離不開的。
也可以這麼說,如果沒有光通信,我們整個信息社會的傳輸模式還停留在幾十年前。由此我們不禁要問,光通信是如何到來的,而高錕又是如何讓曾經幾乎被放棄的光通信成為現代通信最耀眼的明星?
讓我們一起回顧光通信以及光纖之父高錕走過的探索之路。
早在十九世紀中期,就有兩位科學家發現了光的全內反射現象。全內反射現象又稱為全反射,即當光線從較高折射率的介質進入到較低折射率的介質時,如果入射角大於某一臨界角,光線將不發生折射,而是所有的入射光線將被反射。
科學家們做過這樣的實驗,他們將帶孔的水桶注滿水,把光打在水桶內,結果發現光線竟然沿著彎曲的水流平滑地流出來,這個現象顛覆了人們習慣性的認為光線的直線傳播。這裡需要說明的是,光線其實依然是直線傳播的,只不過在特定的介質內發生了折射。
根據光具有的反射及折射現象,在十九世紀末,美國發明家貝爾就發明了「光話機」,這是一種具有科學前瞻性的設備,即使現在看來原理也有領先之處。其原理就是用能感受震動的薄鏡片將聚集後的陽光反射出去,因薄鏡受到聲音震動而改變光線的強度,而接收方再將加載了聲音信息的光線還原成聲音。
但這個原型機卻不能達到貝爾預期的效果。貝爾因此說「我聽到光線的笑聲、咳嗽聲和歌唱聲」。貝爾也發現,沒有達到預期效果的原因是空氣作為光線傳播介質,本身就會帶來很大的衰減,光線傳播了一段距離後強度變得很弱,因此也失去了實用價值。
在此之後雖然也出現了多種傳播介質,可以讓光線在其中轉彎,但衰減的問題並沒有得到解決,因此每三米就衰減過半的性能也之能應用於醫用內窺鏡。
1966年,高錕發表了論文《光頻率的介質纖維表面波導》,論證了玻璃介質能夠完成光線傳播的條件,並首次提出用玻璃纖維作為光傳播介質並用於通信的理論。在光通信史上,這是一個具有劃時代意義的理論,但遺憾的是,論文發表以後卻如石沉大海,業界對此毫無興趣。
在此我們也肯定猜到,如果高錕就此放棄,就不會有後來的光通信。那麼是什麼因素造就光通信後來的輝煌,而高錕又經歷了怎樣的人生軌跡?這就得從高錕的童年說起。
高錕生於上海,高錕的祖父高吹萬是一位晚清的詩人,與常州錢名山、崑山胡石亭齊名「江南三名士」,並且與柳亞子交往深厚。他自稱為「閒閒山莊」的莊主,並自撰門聯一幅:「苟全性命於亂世,別有天地在人間。」
高錕年幼時接受舊式的私塾教育,直至十歲時進入一所西式學校學習。那是一所旅法留學生創辦的學校,學校透出的自由民主科學氣息深深影響到了童年時的高錕。
在這張難得的照片之中,坐在中間的為高錕。幼年時的高錕對科學充滿了興趣,六年級時便開始做化學實驗,他與好夥伴周同學一起成功地通過電解水製備了氫氣與氧氣。除了化學實驗,高錕對無線電也頗有興趣,他和周同學因此又走進了無線電的新天地。而無線電的科技實踐也在高錕心裡埋下了電機工程的種子。
在高錕的中學時代正趕上內戰,高錕家人為了躲避戰亂於是輾轉來到香港。高錕以全港前十的成績考入香港大學,並選修電機工程專業。後來高錕又遠渡重洋來到英國就讀伍爾維奇理工學院,現在這個學院已改名為格林威治大學。
從伍爾維奇理工學院畢業以後,高錕進入了國際電話電報公司,而此時也正是通信行業正在醞釀激變的時期。高錕在國際電話電報公司工作的頭兩三年專注於高頻波導管的研究工作。在研究中,高錕發現高頻波具有更高的信息容量,但其特性導致在空氣傳播過程中損耗過大,需要採用特殊的空心線纜進行定向傳播。
在1959年,雷射的橫空出世讓業界看到了新的希望,但信號衰減的現象依然得不到解決,因此其特性並不足以作為遠距離傳輸的載體。但高錕並沒有放棄其他傳輸介質的研究,此時高錕已經在攻讀博士學位。
經過多年的研究,高錕得到一個重要的理論發現:透明材質中的雜質才是造成衰減率過大的主要原因。同時光纖的構想已經在高錕腦海裡成熟,但他也明白,理論中衰減率低於20 dB/km的光導纖維當時根本沒有廠家能夠生產。於是高錕跑遍了世界各地的大型玻璃生產企業,說服他們開展相關的研究。
此時大多數的企業都不願意花高昂的成本研發超純淨玻璃纖維,畢竟做更有商業價值的玻璃器皿更有實際意義。高錕不得不自己動手,成為玻璃工藝專家,並與企業的研發部門一起探討研究可行的高純度玻璃製造工藝。為此高錕甚至找到了當時公司的競爭對手貝爾實驗室。
根據高錕發表的論文,美國康寧公司開始了研發光導纖維。康寧公司是美國著名玻璃生產商,也是當今智慧型手機屏幕大猩猩玻璃的生產商。到了1970年,終於製造出了符合理論的低損耗試驗性光纖,由此開啟了光通信的時代。
讓我們在此也回顧中國光纖發展走過的50年花光流年。
1966年,高錕博士發表了《光頻率的介質纖維表面波導》,並製造出世界第一根可用於通信的光導纖維。
1973年,中國郵電部武漢郵電科學研究院開始研究光纖通信。
1979年,趙梓森教授拉制出中國自主研發的第一根實用光纖。
1980年,多模光纖通信系統開啟商用化,傳輸速率達到140Mbps。
1982年,中國郵電部光纖通信重點科研工程「八二工程」在武漢開通。
1990年,單模光纖通信系統進入商用化階段(565Mbps),數字同步體系(SDH)的技術標準開始制定。
1997年,採用波分復用技術(WDM)的20Gbps 和40Gbps 的光纖產品試驗取得重大突破。
1999年,中國生產的8×2.5Gbps WDM系統首次在青島至大連開通。
2005年,3.2Tbps超大容量的光纖通信系統在上海至杭州開通。
2012年,中國的光纖產能已達到1億2千萬芯公裡。
2009年,諾貝爾物理學獎獲獎名單揭曉,高錕與另外兩位科學家同獲科學界的最高獎項。這是一份遲來的榮譽,高錕在科學上的貢獻已經遠遠超越了時代的局限,讓世界能夠更快進入到信息爆發的時代。而現在談起「光纖之父」的稱號,高錕博士也並不在意。早在2003年,花甲之年的高錕被確診患上阿茲海默症(也就是俗稱的老年痴呆症)。
經過半個多世紀對科學的孜孜以求,即便已經獲得諸多科學的桂冠,但高錕對純真的追求一如既往。儘管他現在的智力在逐漸退化,變得像孩子一樣單純,漸漸他會記不起自己曾經有過了不起的貢獻,忘記了掌聲和鮮花,甚至記不起光纖,但純真的笑容將停留在臉龐。
在諾貝爾頒獎典禮上,高錕獲特別安排,免除走到臺中領獎、鞠躬三次的禮儀,瑞典國王卡爾十六世?古斯塔夫破例走到他面前頒獎。高錕說了「謝謝」,這是他接到獎章與證書後說的唯一一句話。