“光纤之父”赵梓森:用一根“玻璃丝”开辟中国通信路
2023-05-13
人物介绍:赵梓森,1932年出生于上海,祖籍广东中山。1954年毕业于上海交通大学电信系。1995年当选中国工程院院士。1977年在无比简陋条件下研制出了中国第一根实用型光纤,采用石英光纤作传输介质、半导体激光器作光源、脉冲编码调制为通信制式的方案建立了中国的光纤通信技术体系。
领导科研技术团队架设起贯通全国的光纤通信线路,主导借鉴和引进国外先进制造技术发展我国的光纤通信产业,倡议并支撑建立起武汉·中国光谷这个全球最大的光电产品研产基地。
作为中国光纤通信技术的主要奠基人和公认的开拓者,他被誉为“中国光纤之父”,为我国光纤通信事业作出了杰出贡献。
40年前,他用一根“玻璃丝”将图像信号传到黑白电视上,彻底打破了国外的技术垄断,让原本价格高昂的光纤材料,彻底降低了身家,继而走进千家万户。40年后,中国的光纤通信已经占领世界一半的市场,这一切都离开一个老人,他就是中国的光纤之父——赵梓森。
光纤技术,一直被视作是互联网通信技术的命脉之一。我们如今之所以能够轻松上网通信,躺在家里就能通过网络,尽知天下大事,就是因为这一根根看似不起眼的光纤,将千家万户联系到了一起。
求学:不达兴趣不罢休
赵梓森1932年出生于上海卢湾区一个很小的制衣作坊家庭。他自幼兴趣广泛,尤偏于理科和制作,尚在小学和初中阶段,就因陋就简制造过氢气球、矿石收音机、滑翔飞机模型和小提琴等。
1937年8月,“淞沪会战”爆发,日军强占了他们家新盖的房子,全家人被迫颠沛流离,遍尝生活艰辛,因而促使其从小就树立了科学救国的理想。1949年高中毕业时,因追求感兴趣的动手性强的实用性学科,他先后从浙江大学农艺系、复旦大学生物系退学,两次重新参加高考,最后于1950年入读上海交通大学电机系电信专业,为他日后接触和研制光纤打下了基础。
1954年,他大学毕业后被分配到武汉邮电学校当老师,在教授基础学科之余不忘刻苦钻研实用通信知识,虽多次因为专攻学术问题遭受政治迫害和冲击,但始终相信“天生我材必有用”,一直醉心于多项自己感兴趣的小制作和技术发明。
“文革”期间,他白天参加政治学习,晚上在家偷偷自制电视机和高端收音机,为后来的光纤研究奠定了扎实的理论基础。功夫不负有心人,他的不懈努力不断得到回报。1959年,他率领团队研制的可解三阶微分方程的模拟计算机,在“武汉市高校五年成就展览会”上演示获得成功,被授予“武汉市高校科技成果特等奖”。
1964年,他独立演算提出的 “0-∞法解网络”解“梅森公式”因简洁实用得到学术界高度评价。1973年,他采用太阳光做平行光源,主导解决了立项研究多年而长期鲜有突破的国家级大气激光通信项目。这些理论研究和实践成果,既是他多年专注于科研兴趣不断积累的结果,也是他科研天赋和能力的反映,从此领导和同事们一致认可他为“技术专家”,觉得他“搞科研很有一套”,这为他日后说服领导并促成光纤研制积累了人力资本。
光纤:咬定青山不放松
1973年,主导解决了大气激光通信难题后,当许多同事为此欢欣鼓舞之时,赵梓森却非常冷静地看到这种技术会受到天气和障碍物的局限,难有好的发展前景,于是开始思考新的通信方式。在听说玻璃丝(光纤)能够通信后,他急切去湖北省图书馆找到华裔英籍科学家高锟于1966年首次发表的关于光纤通信的论文——《光频介质波导》抄写阅读,初步认可了光纤通信技术的可行性和巨大发展潜力。他后又通过多方了解,知道美国和英国等发达国家已经在研制光纤通信技术并取得初步的成功后,更加坚信了自己的判断,感觉找到了光纤通信这座“青山”。
就他的性格而言,咬定青山就难以放松。但当时的中国,因为长期的政治运动和信息闭塞,不仅是领导层,就连科研人员都不相信玻璃丝可以通信。怎么办?赵梓森意识到,机会不是坐等来的,而必须通过努力才能争取到。他抓住一切可能的时机,不遗余力地呼吁和说服各层级领导支持和发展中国的光纤通信研究,并最终把握住了三次重大的机会。
第一次是1973年5月,他作为技术代表,在出席全国邮电科研规划会议时,从刚访美归国的著名科學家钱伟长那里打听到美国已经秘密研制成功实用光纤的消息后,非常着急,感觉时不我待,硬是多方说服会议领导把“积极创造条件开展光导纤维研制工作”这句话列入到未来科研规划中来,促使光导纤维研制第一次成为一般性研究课题。
第二次是1974年10月,他创新性提出的符合我国国情的光纤通信研究技术方案(石英光纤作传输介质、半导体激光器作光源、脉冲编码调制为通信制式),在国务院科技办组织的“背靠背辩论”中,“击败”已经有前期研究基础且研究实力明显强于自己的竞争单位,使光纤研制项目首次被纳入到国家课题的层面,为我国的光纤研制确立了正确的方向。
第三次是1977年5月,在“邮电部工业学大庆展览会”上,他演示了用自行研制的光纤传输黑白电视信号,得到了时任邮电部部长钟夫翔的称赞和赏识,光纤通信因此被破格列为国家级重点攻关项目,从而促成其所在单位放弃了原来确定的重点攻关目标,而改为全院通力攻关光纤通信,并将其任命为技术负责人,主导全院的光纤通信技术研究。我国的光纤通信研究从此迈入了“快车道”。
产业:支撑建立大光谷
如果用人体血液循环系统做比喻,“京汉广工程”只是光纤通信线路的大动脉,要把光纤通信深入到每个城市和乡村,实现光纤入户,还需要建立数量庞大的分支动脉、小动脉和毛细血管网。如此一来,单靠武汉邮科院和全国为数不多的几家单位生产相关材料和设备显然是不够的,必须加强光纤和光电产品的产业化和规模化。
1983年,国家计委和邮电部考虑到我国工业基础薄弱,为了使光纤通信、光纤光缆迅速形成产业,决定寻求外企合作,武汉邮科院被指定为负责单位。
1984年,邮电部、湖北省和武汉市三方达成协议,在武汉建设邮电部武汉通信光纤厂,赵梓森担任中方技术负责人。他经过认真调研和艰苦谈判,于1985年与荷兰飞利浦公司达成协议,合作建立中外合作公司——长飞公司。
长飞公司1988年成立,1992年即建成投产。不过,因工业基础过于薄弱,在投产的数年间国产光纤与世界先进水平仍存在较大差距,这也导致了在1988年至1998年建设“八纵八横”的一系列光缆干线工程中,一律采用进口的购自美国康宁公司的光纤。面对长飞公司发展初期面临的技术困难,他始终亲临一线指导,不断帮助公司提高技术水平。经过6年多的发展,到1998年长飞公司生产的光纤质量已接近世界先进水平,量产突破100万公里,现在该公司的技术和市场占有率已大大超过早期技术合作的飞利浦公司,成为中国第一、世界知名的大型公司。长飞公司的建立和发展,抑制了国外产品对中国光纤产业的控制,使得中国的光纤产业由弱到强,最终成为世界光纤制造大国。
美国有一个硅谷,中国有一个光谷。“武汉·中国光谷”拥有国内最大的光纤、光缆和光电器件生产基地,最大的光通信技术研发基地,是中国在光电子信息领域参与国际竞争的标志性品牌。
此光谷建立有一個源头不容忽视——赵梓森。1995年,因在中国光纤通信领域的开创性工作与突出贡献,赵梓森被评选为中国工程院院士。同年,他首次提出加快武汉的光电子产业发展,将武汉建设成全国的光电子产业基地。
2000年5月7日,湖北省科协主持召开“中国光谷建设武汉地区院士和专家座谈会”,会上,包括赵梓森在内的26位院士和专家在《关于加快技术创新,发展我国光电子信息产业的建议》上签名,吁请党中央、国务院批准武汉建设国家级光电子信息产业基地——“中国光谷”,意在集全国之力,促进中国光电子信息产业的重组与扩张,形成武汉光电子产业的示范效应和名牌效应。
2001年2月28日,科技部正式批准在武汉建立国家光电子信息技术产业化基地,命名为武汉·中国光谷。光谷建成后,很快达成了预期目标。从2001年立项批建到2007年,只用了不到六年时间,武汉·中国光谷就成为了世界上最大的光电子产品研产基地。
在对赵院士的采访中,他多次讲一个“四年和四十年”的故事。有一次上海交大的同班同学聚会时,有位学习成绩始终排在他前列的同学说:“赵梓森,我们在上海交大才学了那么点通信知识,你又没上过研究生,而且被分配到武汉邮电学校那么小的单位,最后是怎么搞出那么多成就,当选为院士的?”
赵院士回应道:“虽然本科才四年,但毕业四十年后,我每晚都在家里坚持学习啊!”是啊,大学四年很短,但四十年坚持学习却很长,很不容易。是什么力量促使赵院士四十年如一日坚持学习和钻研的?每当询问他这个问题时,他都毫不犹豫地回答:兴趣。让他为立志做科学家的青少年提建议时,他也总是坚定地说:兴趣最重要。的确,纵观赵院士的一生,正是对科研和制作矢志不移的兴趣促使他开创、推动和建立起了我国的光纤通信事业,从而实现了自己科学报国的理想。
“中国现在的光纤,已占世界光纤市场的半壁江山。接下来,我们要使用新材料,做更高水平的光纤,继续在世界领跑。”赵梓森说,“我现在感到最欣慰的,就是看到中国用上自己的光纤通信。”
结语
对光纤通信,最早绝大多数人认为不可能。后来,虽然光纤通信已经实现,但由于光源和其他光电器件不成熟,使光纤通信的优越性不能充分发挥,许多人对光纤通信评价不高,尚不重视。
现在,光纤通信技术充分成熟,光纤通信已广泛使用,因特网和无线移动通信网,都必须以光纤网为基础而运行,人们的生活与光纤通信息息相关。可以说:光纤通信是信息时代的重要支柱。2022年12月16日,中国信息通信研究院官网发布了《中国宽带发展白皮书(2022年)》,其中写道:截至2022年9月底,中国光纤用户达5.5亿户,数量居全球首位。
这5.5亿用户能使用高质量的光纤通信,都要感谢“中国光纤之父”赵梓森。
就在上述白皮书发布前一日,赵梓森在武汉逝世,享年90岁。中国通信领域痛失一面旗帜。
(来源:楚天都市报、中国科学报)
责任编辑/李雪曼