勇于尝试的“光纤之父”高锟
2021-01-14本刊综合
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光纤即光导纤维,它虽小,但是传输量惊人,作用堪称巨大,是“连通世界”的伟大发明。得益于它,我们可以在互联网上“冲浪”、欣赏高清电视转播节目、与千里之外的友人通话、通过电子邮箱传输文件……
说到光纤,就不得不提到一位华裔科学家,他就是“光纤之父”高锟。高锟敢于尝试,一直在为自己的梦想努力着。
爱玩科学实验
高锟于1933年出生在上海,小时候住在法租界一栋三层楼的房子里。
童年时,高锟对化学十分感兴趣。抗日战争快结束的时候,高锟迷上了化学实验,于是和一个志趣相投的同学在自家三楼设立了一个“实验室”。他和这个同学在“实验室”里做了很多很复杂的实验,其中,用滴定法制造硫酸铜所形成的蓝色硫酸铜结晶在阳光下闪闪生辉,这让两个好奇心强的少年极为震撼。
高锟利用所学的知识推想:假如将一种像红磷那样的易燃物质与氯酸钾一类的强力氧化剂混合,再稍加摩擦,会不会燃烧呢?高锟将红磷粉与氯酸钾混合,倒入水后调成糊状,再填塞到湿润的泥土里,搓成一颗颗弹丸。待弹丸风干后,他和小伙伴们将这“泥球炸弹”掷向猫狗,把它们吓得四处逃窜。
高锟和小伙伴们很开心,丝毫没有意识到因某种“无知”而陷入危险境地。后来,高锟准备自制胶卷,他的堂哥在帮他制造硝酸银时,被意外溅出的炽热酸性液体烧伤了手。最终,危险的实验被大人们发现并喝令停止。
迷上无线电
后来,高锟迷上了无线电,小小年纪的他成功组装了一台无线电收音机。
那天,高锟和家人逛商店。他在一个柜台前看到一盒无线电收音机的零件套时,停住了脚步,央求爸爸妈妈道:“你们给我买这个吧,不危险的。”他爸爸说:“如果你能够组装成功,那么我还会买更多零件,让你组装其他款式的收音机。”
在此后几天的课余时间,高锟一直在摆弄电磁圈、电容器、晶体棒、耳机和电线,并不时地翻书,了解无线电的原理。几经挫折,他终于制作了一台简单的收音机。当从听筒里收听到电台广播时,他说:“那感觉真是妙极了。什么也没有的空气里竟然蕴藏音乐,简直是魔术!”
这段经历对高锟的事业影响很大,日后他对电机工程的兴趣或许就是这时候在心中埋下的种子。
打破质疑终成功
上个世纪60年代,已经移居香港的高锟以优异的成绩完成了学业,并在1965年获得了伦敦大学学院电机工程博士学位。正是在这一年,高锟开始对各种非导体的纤维深入开展实验。
1966年7月,高锟在一篇论文中首次提出用玻璃纤维作为光波导用于通信的理论。简单地说,就是用玻璃制造比头发丝还细的光纤,用它代替体积庞大的千百万条铜线,作为长距离的通信线路。其出发点是改善传统的通信系统,使传输量更大,速度更快。
这一设想提出之后,有人认为匪夷所思,如同痴人说梦,甚至认为高锟神经有问题。但在质疑声中,高锟充分论证了光纤用于通信的可行性,逐步将设想变成现实:世界上第一根光纤由石英玻璃制造而成,用以传送容量几近无限的信息,科学界大为震惊。
在研究的过程中,为了寻找那种“没有杂质的玻璃”,高锟可是费尽了周折。他去了许多玻璃工厂,去过世界各地的研究室以及工厂,企图找到突破口。那段时间,他饱受嘲笑,许多科学家都说,世界上不存在没有杂质的玻璃,但他的信心丝毫没有被动摇。他说:“所有科学家都要觉得自己是对的,都应该固执,否则哪来的成功?”
光纤替代铜线,应用越来越广泛,全世界掀起了一场光纤通信的革命。1981年,第一个光纤系统成功问世,高锟这位“光纤之父”声名鹊起。2009年,高锟因在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”的突破性成就获得诺贝尔物理学奖。