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　　2006年12月26日，中國(guó)臺(tái)灣南部海域發(fā)生了7.2級(jí)的地震，雖然沒(méi)有造成人員傷亡和建筑物損失，但破壞卻十分嚴(yán)重。地震造成13條國(guó)際海底光纜受損，中國(guó)至歐洲大陸部分語(yǔ)音通信和數(shù)據(jù)專線中斷，更為嚴(yán)重的是，互聯(lián)網(wǎng)大面積擁堵、癱瘓，中國(guó)、日本、韓國(guó)、新加坡成為重災(zāi)區(qū)。

　　這件事告訴我們，現(xiàn)今人類已經(jīng)離不開(kāi)信息，而信息離不開(kāi)海底光纜。在不聲不響中，這些比頭發(fā)絲還細(xì)的石英玻璃光導(dǎo)纖維影響著億萬(wàn)人的生活，它們的暢通牽動(dòng)著全世界人的神經(jīng)！

　　提到光纜，不能不提起一位華裔科學(xué)家，他就是高錕。

　　高錕

　　1933年高錕出生于上海，童年時(shí)候的他迷上了化學(xué)，他家的三樓就是他的實(shí)驗(yàn)室。他自制的東西五花八門(mén)，有滅火筒、煙花、爆竹、曬相紙，甚至試做過(guò)炸藥。他用紅磷粉混合氯酸鉀，與泥拌和搓成彈丸，他把風(fēng)干后的彈丸扔下三樓，結(jié)果爆炸了，幸好沒(méi)有傷著人。后來(lái)，他又迷上了無(wú)線電，自己組裝了六七個(gè)真空管的收音機(jī)。這些經(jīng)歷，一點(diǎn)點(diǎn)地開(kāi)啟了高錕科學(xué)智慧的潛能。

　　考入香港大學(xué)以后，由于當(dāng)時(shí)的香港大學(xué)沒(méi)有他想要學(xué)的電機(jī)工程專業(yè)，只好轉(zhuǎn)到了倫敦大學(xué)。1963年，在倫敦大學(xué)博士研究生還沒(méi)有畢業(yè)時(shí)，高錕就加入英國(guó)哈羅電信標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室工作。他先后輾轉(zhuǎn)在4個(gè)部門(mén)里工作，從理論到實(shí)踐積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，后來(lái)被指定為電子光學(xué)研究組的負(fù)責(zé)人。

　　高錕在實(shí)驗(yàn)室（60年代）

　　1964年12月是高錕進(jìn)入成功道路的關(guān)鍵時(shí)刻，他接管了這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)通信項(xiàng)目。多年來(lái)，這個(gè)研究組的前任領(lǐng)導(dǎo)一直熱衷于薄膜波導(dǎo)通信，但高錕卻獨(dú)具慧眼。自從激光問(wèn)世之后，這種能長(zhǎng)距離傳輸?shù)奶厥夤饩鸵鹆怂淖⒁猓庾R(shí)到利用激光進(jìn)行光纖通信更具有發(fā)展前景，于是放棄了已經(jīng)進(jìn)行了多年的項(xiàng)目，毅然開(kāi)啟光纖通信研究。此舉意味著另起爐灶，一切從頭做起，不僅要從理論上論證光導(dǎo)纖維通信的可能性，還要因?yàn)榧す庠诳諝庵袀鬏斝盘?hào)的波動(dòng)極大，先解決傳輸激光信號(hào)的介質(zhì)難題。

　　1965年，在獲得倫敦大學(xué)電機(jī)工程專業(yè)博士學(xué)位后，高錕立刻全身心地投入到這項(xiàng)研究中。

　　1966年1月，他向英國(guó)電氣工程師學(xué)會(huì)（IEE）遞交申請(qǐng)報(bào)告，提出了他的大膽設(shè)想，并從理論上探討了光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代通信的可能性及發(fā)展前景。

　　1966年7月7日高錕與英國(guó)電氣工程師喬治·哈可汗（George Hockham）以“光頻率的介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)”為題，聯(lián)名寫(xiě)出論文，投寄到英國(guó)《電氣工程師學(xué)會(huì)進(jìn)展》雜志上。這篇論文首次從理論上論證了利用玻璃纖維實(shí)現(xiàn)光通信的可能性，并成為當(dāng)今光纖通信的理論基礎(chǔ)。

　　雖然高錕和他的同事哈可汗很早就光纖通信項(xiàng)目開(kāi)始實(shí)驗(yàn)研究，然而他們的這項(xiàng)研究并不被看好，幾年中，有不少同行陸續(xù)從這個(gè)領(lǐng)域退出去。

　　正如這些人所料，高錕也遭遇到了基礎(chǔ)性的困難——玻璃纖維傳輸信號(hào)的損耗問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)光纖通信，光纖所傳播的信號(hào)衰減值是有極限要求的，即每千米衰減不得超過(guò)20分貝。但在當(dāng)時(shí)，制造玻璃纖維的工藝要求十分嚴(yán)格，他們辛辛苦苦研發(fā)出來(lái)的玻璃纖維衰減值竟然高達(dá)每千米1000分貝，有時(shí)甚至更高。這意味著，要么接著找，但情況并不樂(lè)觀，要么像大多數(shù)同行那樣，轉(zhuǎn)身放棄。

　　由于認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)研究對(duì)于通信技術(shù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)意義和商用價(jià)值，高錕選擇了堅(jiān)持，他率領(lǐng)研究組展開(kāi)了尋找材料的攻堅(jiān)戰(zhàn)。他們實(shí)驗(yàn)了各種各樣的玻璃和其他介質(zhì)材料，對(duì)各種不同材料做不同波長(zhǎng)段的精確測(cè)量。高錕產(chǎn)生了試一試提純石英玻璃的想法，因?yàn)椴ＡР牧现械碾s質(zhì)有可能是產(chǎn)生光信號(hào)衰減的決定性因素，他認(rèn)為只要設(shè)法減少玻璃中的雜質(zhì)，衰減自然就會(huì)消除。

　　為了尋找新材料，研發(fā)新的器配件，高錕又率領(lǐng)研究組造訪了民用和軍用的有關(guān)單位，訪問(wèn)了美國(guó)和日本，參觀了許多玻璃和聚合物工廠、研究所，會(huì)見(jiàn)各相關(guān)領(lǐng)域的工程師、技術(shù)人員、科學(xué)家和商人，就改進(jìn)玻璃纖維制作工藝進(jìn)行切磋。

　　高錕

　　1969年，他們終于研發(fā)成功一種超級(jí)透明石英玻璃纖維，經(jīng)測(cè)量，這種材料每千米信號(hào)衰減為4分貝，在民用與軍用上都具有極高的應(yīng)用前景。

　　在這項(xiàng)研究過(guò)程中，高錕共發(fā)表論文一百多篇，獲得了三十多項(xiàng)專利，既解決了光導(dǎo)纖維芯材料，也解決了光纖的支持外殼材料，同時(shí)還研究了對(duì)應(yīng)于高頻傳輸?shù)摹疤忍亍薄攘啃畔⒌膯挝患夹g(shù)，正因如此，高錕又被稱為“太比特技術(shù)之父”“寬帶之父”。

　　現(xiàn)在，加萬(wàn)的氦氖激光器與高錕的光纖通信，這兩項(xiàng)發(fā)明已經(jīng)成為現(xiàn)代通信技術(shù)的兩大里程碑事件。高錕的設(shè)想也逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，利用石英玻璃制成的光纖應(yīng)用越來(lái)越廣，它們?cè)谌澜缪杆傧破鹆艘粓?chǎng)光纖通信革命。

　　特別是1977年，貝爾研究所和日本電報(bào)電話公司幾乎同時(shí)宣布研制成功壽命達(dá)到100萬(wàn)小時(shí)的半導(dǎo)體激光器，更為光纖通信的迅猛發(fā)展注入了活力。

　　1977年，世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國(guó)芝加哥投入商用，速率達(dá)到每秒4.5億比特。

　　到了2012年，日本電報(bào)電話公司宣布單芯光纜已經(jīng)能達(dá)到每秒1000萬(wàn)億比特 ，在不使用中繼器情況下，傳輸距離達(dá)到50千米。現(xiàn)代的光纜還可以把上千根光纖組合在一條光纜中，具有強(qiáng)大的帶寬潛力，既可以傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，又可以傳輸視頻信號(hào)。

　　上圖所示為多芯的通信電纜，目前已經(jīng)達(dá)到144芯！僅一束光纜中的一條單根光纖，傳輸速度就可以達(dá)到每秒幾千兆比特（Gb/s）的信號(hào)。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的爆發(fā)性增長(zhǎng)，世界各國(guó)都在競(jìng)相發(fā)展超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離的光纖信息傳輸技術(shù)。信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了各個(gè)科技領(lǐng)域的發(fā)展，而科技的迅速發(fā)展，又正反饋地使通信技術(shù)騰飛起來(lái)。所有這一切，都發(fā)端于20世紀(jì)六七十年代的高錕研究組的工作。

　　2003年，高錕罹患阿爾茨海默癥，大腦萎縮使這位頂尖科學(xué)家變得像小孩子那樣單純。昔日的光纖通信之父已經(jīng)不記得什么是“光纖”了，但是科學(xué)并沒(méi)有忘記他。迅猛發(fā)展的光纖通信處處留有高錕的印記。

　　高錕領(lǐng)取諾獎(jiǎng)時(shí)的情景

　　在2009年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式上，高錕獲得特許，不必走到臺(tái)上，免去了三鞠躬的禮儀，瑞典國(guó)王卡爾六世破例走下臺(tái)來(lái)到高錕的面前，將諾貝爾獎(jiǎng)的獎(jiǎng)牌和證書(shū)親自頒發(fā)到高錕的手中。

　　來(lái)源：《科學(xué)史上的365天》

　　作者：魏鳳文 武軼