赵梓森:追“光”路上的“80后”院士
2019-09-10顾静怡
顾静怡
从2G、3G、4G到5G,高速发展的互联网让人们享受到信息社会的便利。但很少有人知道,高速运行的互联网背后,离不开赵梓森院士的发明。如果没有他当年发明石英玻璃,没有他制造出的第一根实用光纤,就不会有光导纤维这种“玻璃丝”架起的“信息桥梁”,更不会有今天的互联网和通信网络。
赵梓森在中国通信发展史上留下了极为重要的足迹,他被誉为“中国光纤之父”。但和他的赫赫功绩相比,这位院士显得异常低调,他常说,自己就是“玩玻璃丝”的人,这辈子最高兴的事,就是人们能用中国的光纤打电话。
1932年,赵梓森出生在上海卢湾区的一个制衣作坊家庭。他从小爱玩,也兴趣广泛,不过,他不喜欢死记硬背。但凡需要背诵的英语、历史、地理他统统不及格,唯独喜欢数理化和捣鼓小制作。
有一次,他看到别人有玩具飞机,回去后琢磨来琢磨去,硬是使出浑身解数做了一个模型飞机。巧的是,当时上海正组织学生模型飞机比赛,赵梓森就拿着这个作品去参赛,没想到还得了名次,受到了上海市长的亲自颁奖。然而,因为偏科太严重,他只上了一个很差的高中,后来勉强考进了农学院。进大学一年后,赵梓森就发现所学的科目都需要背诵,他感觉自己被点了“死穴”。他决定重新参加高考,并在刻苦复读一年后如愿考入上海交通大学电机系电信专业。
1954年,赵梓森大学毕业后被分配到武汉邮科院当老师。尽管当时基础教学占据了他大量时间,但他依然坚持研究工作。他很清楚,百废待兴的新中国,一定需要大规模的基础设施建设。1971年,院领导让赵梓森牵头负责国家科研项目“激光大气传输通信”。在没有仪表设备的情况下,他便“土法上马”,将天线搬到屋顶,利用太阳校正了天线,实现了“大气传输激光通信”,传输速度从8米迅速提高到了10千米,课题获得了成功,同事们都很高兴,然而,赵梓森却高兴不起来。他发现大气传输光通信无法实现全天候通信,碰到雨、雪、雾等天气,装置就失灵了。
1972年底,一个偶然的机会,赵梓森在外文杂志上看到美国在研究“光纤通信”——利用玻璃丝进行通信。他敏锐地感觉到了光纤的前景,对“玻璃丝”开始了当时国内前所未有的研究,最终确认了光纤通信技术的可行性和巨大潜力。不过,由于对光纤通信不了解,当他提出把“光纤通信”列为科研项目时,却遭到了绝大多数人的反对。为了上项目,他一次次争取,不遗余力地呼吁,但仍无法打消大家的疑虑。
怎么办?赵梓森决定力排万难,自行研制光纤。他四处寻找场地。最后,厕所旁一间废弃的清洗间成了他研制光纤的“实验室”,他就这样在厕所旁“玩”开了。
“实验室”虽然有了,但没有做实验的设备。赵梓森又想到了“土法”。他用电炉、试管和酒精灯等最原始的实验设备,用最简单的烧烤工艺,用最基本的四氯化硅和氧气为原料。他找来破旧机床,用螺丝钉和橡皮泥代替精密调准器。他像小时候做飞机模型一样,憋足了劲儿,执着地做着自己认准的事。
为了熔炼石英玻璃,他开始了一次又一次的试验。然而,困难可以克服,危险却防不胜防。一次实验中,在倒四氯化硅的时候,液体一下子喷溅到了他的右眼。由于氯气释放浓度太大,眼睛剧痛,他当场就晕倒了。被送进医院后,医生因为没有见过这种情况而束手无策。他却很淡定地指点医生用蒸馏水为自己冲洗眼睛,打吊针消炎。眼睛刚一消肿,还未痊愈,他就又回到了实验室。
条件简陋、危险频发,这一切都没能阻碍赵梓森研究光纤的步伐。经过数千次的试验,他终于熔炼出高纯度的石英玻璃。1977年,在掌握了光纖工艺、完成了对块料折射率的测试后,他用“淘”来的旧车床和废旧机械零件组成的光纤拉丝机,拉制出了中国第一根纯石英光纤,成功传输黑白电视信号,引起了国家的高度重视,中国光纤通信技术也从此迈入了“快车道”。
有了国家的支持,赵梓森在光纤通信发展的路上步子迈得更大了。他知道拉出光纤,只是走向光纤通信的第一步,而激光器和通信机这两个核心部件却被外国人“卡着脖子”。赵梓森不甘心。经过两年多的努力,他拿下了半导体激光器这个“拦路虎”,自主生产出了我国第一个享有知识产权的长波长半导体激光器,摆脱了对国外技术的依赖。从研制实用性光纤,到进行实践性光纤,光纤通信用“脉冲调相”替代,跨过了通信机这个“世界难题”。
1981年,邮电部和国家科委决定在武汉建设中国第一条实用化的光纤线路。赵梓森还是用“土法”自制了27米高的拉丝塔。1982年12月31日,光纤铺设贯通了武汉三镇,“八二工程”全线开通,中国进入了光纤数字化通信时代。在此后的10年间,赵梓森的团队将大容量高传速的光纤通信线路连通到天南海北,完成了我国信息高速公路的建设。其中,1993年完成的全长3046千米的“京汉广工程”,跨越北京、湖北、湖南、广东等6省市,是当时世界上最长的架空光缆通信线路。光纤量产的时代终于来了。
赵梓森的确爱玩。高中时期,他玩上了小提琴,门德尔松、巴赫、莫扎特等知名音乐家他都能说出一二。他玩了大半辈子小提琴,几乎每天都有必拉的曲目。夫人曾打趣他拉琴的节拍不准,他却笑着说:“拉琴一为喜欢,二为锻炼手指,因为做实验需要手指灵敏。”他还得意地说:“许多关键技术的设计灵感,就是我在拉琴时猛然想到的。”
如果说小提琴是赵梓森的最爱,那做实验就是他一辈子无法割舍的情结。明知实验有危险,他却从来都是不惧危险、身先士卒。他在实验室从早待到晚,觉得乐在其中。玩了一辈子实验,即便退休了也玩心不减。他舍不得离开实验室,仍然每天要去实验室。领导劝他年纪大了不要太累,他却幽默地说:“我是‘80后’,还年轻哦。”
如今,他依旧担任武汉邮电科学研究院首席顾问和华中科技大学等学校的博士生导师。已是87岁高龄的他,坚持每天上网查看国内科技学术网站,时常去各大城市甚至海外参加各类学术活动。他通过海外学术文章了解到,现在光纤的主要材料二氧化硅,在生产过程中会产生氯气,对环境有不利影响,就建议用环保的有机硅代替二氧化硅。他的心里始终装着光纤,总想着要用最新的材料,做出更高水平的光纤,让中国的光纤在世界上领跑。
赵梓森说得最多的是:“我还干得动,我的脑子天天都在动,我喜欢做实验。”每当听到人们尊称他为“中国的光纤之父”时,他都会摆摆手:“我的高兴不在于当不当‘父’,而在于我做的事情能为老百姓,为社会服务。”
从在厕所旁拉出中国第一根实用光纤,到中国的光纤占据世界市场的半壁江山……几十年来,赵梓森砥砺奋进,披肝沥胆,这位“玩玻璃丝”的耄耋院士,在追“光”的路上,依旧“青春飞扬”。