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物理课本教了你光纤全反射,但没有讲述过这个诺奖得主

来源:同乐城娱乐   发布时间:2019-06-23   点击量:238

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    高锟的研究克服了光导通信的光衰减痛点,并大力推进光缆的建设。无论是有线带宽还是移动通信,网络的主干始终是有线网络,光纤的出现使得高速的网络传输得以实现。高锟与妻子黄美芸克服了来自父辈的阻挠,两人相伴一生,是为佳话。

高锟祖籍上海金山,华裔物理学家、香港中文大学前校长、香港中文大学电子学系首名教授。高锟长期从事光导纤维在通讯领域的应用,在他的努力下世界第一条光纤问世,被称为“光纤之父”。遗憾的是,这名影响了一代人互联网使用习惯的人,于9月23日在香港逝世,享年84岁。

人教版高中物理课本中,在“光的反射”一章提到了一个非常重要的概念——“全反射”。指的是光从光密介质射向光疏介质时,当入射角大于临界角时,发生的只有反射光线,没有折射光线的现象。基于这个概念,课本又提到了光导纤维的概念,光导纤维利用中心和外皮两种不同的介质,使光信号在光导纤维中发生无损耗的传输。

物理课本告诉了你全反射的光导纤维构建了高速有线网络,但没有给你讲述这名“光纤之父”的算不上传奇,却也足以羡煞旁人的一生。

光速铁路”的总设计师

在十几年前,家里的宽带动辄还是1M、2M的时候,光纤对绝大多数人来说还是陌生的。人们对光纤的印象基本上只有,成本高和速度快两个概念。直到最近几年,宽带一次又一次的提速,百兆宽带也成了家常便饭的时候,用户才感受到这种“一旦用了就回不去”的技术。如今,全球有超过10亿公里的光缆,为世界范围信息通讯提供服务,而跟据06年的数据,全球铁路总长也只有137万公里。密布全球的光缆,或许比交通线路更像是信息时代的“社会骨架”,而一手建立起这副“骨架”的人,就是高锟。

1933年,高锟在上海金山出生,住在上海法租界的他在上海国际小学读完了小学。

1949年,已经全家搬到了香港的高锟进入圣若瑟书院继续学业。圣若瑟书院是香港颇为有名的一所男子学校,从这里走出来的知名校友除了学术界的高锟、梁智仁教授等,不少人粉的郭富城、陈奕迅、陈伟霆等明星艺人也出自这所学校。

1957年,高锟从英国伍尔维奇理工学院(如今的英国格林威治大学)电子工程专业毕业。

1960年,还在伦敦大学读博的高锟进入国际电话电报公司(ITT),并一直在ITT的标准电信实验公司工作了十年。

1970年,被高锟说服的美国康宁公司制造出了低耗损的试验性光纤。此时,港中文新成立了电子学系,高锟受邀出任系主任,后来成为电子学系第一位讲座教授。

1976年,美国亚特兰大开通了世界第一条光纤通信的实验线路。

1981年,世界首个光缆系统问世,高锟从此坐实了“光纤之父”的名号。

1987年,高锟荣升香港中文大学校长,并与1996年退休。

2004年,高锟罹患阿尔兹海默症。

2009年,高锟因“开创性的研究与发展光纤通讯系统中低损耗光纤”而获得诺贝尔物理学奖,由于此时高锟的身体状况决定免除颁奖仪式上的礼仪,瑞典国王卡尔十六世亲自将奖颁给了高锟。

2010年,高锟回到香港中文大学,将诺贝尔奖及人生其他17个重要奖项,永久赠与香港中文大学。

高锟一生中绝大多数时间都投身在了光导纤维和电磁波导的通信上,但他对现代网络技术发展的推动,影响了所有活在移动互联网时代的人。虽然从类别上讲,光纤宽带和无线宽带应用的是完全不同的技术,但移动通信的无线网络同样来源于骨干网、城域网的有线网络,是基站把有线的网络传输变成了无线的移动通信,而有线网络速度的提升,则要归功于光纤。

20年来,我们已经看见了移动通信从2G向5G衍变的进程,先进的无线电技术让移动通信的传输速度从KB走向GB,但每一次的移动通信技术更新都是以骨干网传输速率的升级为前提。这就相当于要在相同的时间内灌满更大一盆水,一定要先把水龙头的流量更大。而高锟的光纤技术,就给了“水龙头”更大流量的可能。

“光纤之父”的成就不仅仅是推动通讯技术的发展,高锟更从源头上解决了光导传输的痛点。在还没有光导纤维的时候,光传导的信号衰减是限制光导传输最棘手的问题。那时的人们相信空气是光衰减最小的介质,而在空气中,光传导的极限不过百米。直到高锟在1966年在论文中指出,光衰减的主要原因是介质中的杂质,这才克服了光衰减问题,光导纤维也应运而生。

中科院物理所在今年3月21日发表文章《要不是他,你怎么可能用上一块钱的宽带?》,让一部分人知道了这个物理学家在通讯技术上的成就,但这个看似一板一眼的物理学家在生活中也浪漫至极。

用情至深的浪漫工科教授

诺贝尔奖在继续保持着学术界高度专业性的前提下,我们也必须要承认诺贝尔也在成为更多人茶余饭后的谈资。2001年,以诺贝尔经济学奖得主约翰·纳什为原型的电影《美丽心灵》,在911的阴霾下抚慰了一代人。虽然该片讲述了患有精神分裂症的数学家约翰·福布斯·纳什潜心研究微分几何与博弈论的故事,但他与剧中女主艾莉西亚不离不弃的爱情,更加让人热泪盈眶。

与纳什情绪化的感情不同,高锟的爱情故事则更加具有东方的平和的美满。在自传中高锟便这么写道,“我横跨半个地球,由香港奔赴伦敦,找寻我的命运女神,我们的邂逅终以团圆结局。”

在经历了诸多的荣誉和名利后,高锟在撰写自传时,开篇想到的依然是他深爱的妻子。

高锟与妻子黄美芸在20世纪50年代相识,自由恋爱两年后便迅速结成连理。而高锟父母的婚姻源自媒妁之言,两人直至成亲时才见了彼此第一面。高锟的婚恋观,让他的父母难以接受。

黄美芸的母亲也同样反对这门亲事。黄美芸的母亲寡居多年,独立带大4个孩子,性情专制火爆。因为家中长子也就是美芸的哥哥未婚,所以美芸母亲粗暴地反对美芸先与高锟结合。

无奈之下,黄美芸离家出走,与高锟自筹婚礼。

高锟在自传中这样描述他婚礼这天,“云淡风轻,阳光透过树木的枝叶,在草地上洒下金色的斑点。”黄美芸在伦敦一个圣公会教堂里,身着自己设计的白色织花锦缎礼服与高锟共赴圣坛,切开自制的结婚蛋糕。

婚礼是神圣的,来自双方父母的障碍只会让他们更加珍惜这段感情。“我们未经媒妁之言,也无算命先生算过八字,婚后40多年来琴瑟和谐,也许确是爱情的力量战胜一切。”

直到70岁后,他们同样还是有说不完的话,仿佛两人新婚燕尔。

记住了瓦特和卡尔,你同样应该记住高锟

18世纪中叶,瓦特改良蒸汽机,完成了资本主义从工场手工业向机器大工业的过渡。

19世纪中期,卡尔·本茨发明了由内燃机驱动的汽车,推动了石油化工行业发展,人类进入“电气时代”。

冯·诺依曼被认为是第三次工业革命的关键人物,计算机改变了人类从工作到社交的整个生存状态。互联网公司成为不容忽视一股社会资产,往常在金融、投资圈较为常见的高净值人群开始向TMT行业倾斜。

但无论是Facebook还是Amazon,互联网公司都是建立在庞大用户和产品数据的基础上运营的,只有光纤网络才能传输亿级用户数量的产品数据。北京13号线上来来往往的程序员们,也都是光导纤维的受益者。可以说,是高锟让TMT行业从业者成为了社会的中坚力量。

1996年,高锟当选为中国科学院外籍院士时,中国科学院紫金山天文台将一颗国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。随后杨振宁在致辞中这样说,“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,把人类世界推进高速资讯的新纪元。”

但我们应该记住的不应仅是一颗“高锟星”。电灯泡让我们记住了爱迪生,“光纤之父”高锟,同样应该被我们怀抱着敬意去铭记。

参考资料:

1、《高锟与妻子黄美芸:香港与伦敦的邂逅》_搜狐财经_搜狐财经

2、《“光纤之父”高锟在座位上接受诺贝尔奖》_凤凰卫视

3、《诺奖得主“光纤之父”高锟离世 出身书香门第》_企鹅科普

4、《光纤通信简史》_虎嗅网

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