癮工廠
他的這項發(fā)明已經(jīng)改變了世界
自己卻不索取一絲一毫
只因為他不想當首富
在介紹今天的人物之前
阿光首先要介紹一下“光”
嘿嘿，不是阿光自我介紹哈
是給大家簡單介紹一下真正的光
光充斥著我們的生活
我們能看見的所有物體
都是在光的作用下
才能夠進入我們的眼睛
光的本質(zhì)是能量的一種傳播形式
光源之所以發(fā)出光
是因為光源中原子、分子的運動
所產(chǎn)生的光輻射
并且光的傳播是不需要任何介質(zhì)的
除了以上最基本的信息之外
光還是一種神奇的“東西”
科學家們通過它
才了解到這個世界的奧秘
科學家們通過求解麥克斯韋方程組
得到的光速不變定理
然后又被邁克爾遜-莫雷實驗所證實
而后光速不變原理又成為了
愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論的基本出發(fā)點之一
在此基礎(chǔ)之上
愛因斯坦又總結(jié)出了廣義相對論
讓人類對這個世界的認識又前進了一大步
看了這么多是不是覺得
光這種東西特別神奇？
不過這么高深的話題
阿光的學歷有限
沒辦法給大家詳細介紹
阿光之所以說這么多
就是因為今天要介紹的這個大咖
通過對光的研究
打開了全球互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展時代的大門
他就是著名華裔科學家
高錕
▼
很多光友們可能不認識他
但是你在看阿光這篇文章時
可能就在使用著他的發(fā)明
因為我們現(xiàn)在享受的“百兆光”寬帶
所使用的光纖技術(shù)
就是高錕發(fā)明的
他也因此被譽為“光纖之父”
榮獲了2009年諾貝爾物理學獎
高錕出生于上海書香門第
父親用一把寶劍的名字為其取名
其祖父高吹萬
乃清末民初著名愛國詩人
其父高君湘是一名律師
家境優(yōu)渥，但家教甚嚴
高錕幼時便受到國學啟蒙
扎實的國學基礎(chǔ)
對其一生產(chǎn)生了深遠影響
但是，作為一名改變世界的科學家
他與阿光之前介紹的科學家們一樣
小時候也是個牛掰的“熊孩子”
坐在中間的就是小時候的高錕
高錕10歲時就讀上海世界學校
也就是如今的上海世界小學
他在上海完成小學與初中一年級課程
除了讀中文之外，也讀英文和法文
學校聘請留法的學者回來教授
高錕開始接觸中國之外的人事文化
他非常喜歡化學實驗
小時候的高錕住在一棟三層樓的房子里
因為三樓主要為儲藏間
很少會有人爬上去
因此高錕就將其改造為自己的實驗室
有一次，他在一本化學書中
了解到炸彈的制作方法
于是就想嘗試著自己制造一顆炸彈出來
于是，他趁父母不在家的時候
一個人躲在三樓的實驗室里
用紅磷粉和氯酸鉀混和
加上水并調(diào)成糊狀，再摻入濕泥內(nèi)
搓成了一顆顆彈丸的形狀
等風干之后從三樓扔下街頭
果然發(fā)出了“啪啪”的爆炸聲
所幸炸彈的威力不是很大
并沒有傷著路人
不僅如此
他還自制過滅火筒、焰火和煙花等等
不過還是數(shù)做炸彈那次最危險
后來由于不小心
高錕的一個堂哥在觀看他們的化學實驗時
被意外濺出的酸性液體灼傷了手
高錕的父母才驚訝地得知
他在樓上偷偷地做化學實驗
于是在父母的嚴令之下
他在樓上肆無忌憚的化學實驗才從此結(jié)束
不過他并沒有因為這次的事情
而停止對這個世界的探索
被禁止做化學實驗很久之后
他又開始探索物理領(lǐng)域
高錕通過四處收集而來的電子器件
拼湊出了一臺老式的電子管收音機
當高錕從耳筒里收聽到電臺廣播后
內(nèi)心感覺這簡直太奇妙了。
在什么也沒有的空氣里竟然可以蘊藏音樂
簡直是魔術(shù)
而正是鼓搗無線電的這段經(jīng)歷
在高錕心里埋下了電機工程的種子
1949年移居香港
高錕進入了圣諾瑟書院讀書
高中畢業(yè)后考入香港大學
但是因為香港大學那時沒有電機工程系
因此他遠赴英國東倫敦伍爾維奇理工學院
現(xiàn)英國格林威治大學就讀
1965年在倫敦大學學院
獲得倫敦大學電機工程博士學位
高錕發(fā)明光纖的故事
首先得從前輩們了解到光的性質(zhì)說起
早在十九世紀中葉
就有兩位科學家發(fā)現(xiàn)了光的全反射現(xiàn)象
他們將帶孔的水桶注滿水
讓光線從水桶的孔中射出
發(fā)現(xiàn)光線竟然沿著彎曲的水流
平滑的流了出來
這讓著名發(fā)明家貝爾產(chǎn)生了靈感
于是他發(fā)明了“光話機”
用能感受震動的薄鏡將聚集后的陽光反射出去
薄鏡受到聲音的影響發(fā)生震動，改變光線的強度
再將加載了聲音信息的光線還原成聲音
但是由于衰減率過大
光傳播了一段距離后強度就變得很弱
其中加載的信號也因此失真
“光話機”也因此沒能成為一個成功的發(fā)明
在隨后的一百多年里
雖然出現(xiàn)了多種傳播介質(zhì)
讓光線可以更加任性地轉(zhuǎn)彎
但每三米就衰減過半的性能
也僅限于用來做醫(yī)用內(nèi)窺鏡
大學畢業(yè)之后的高錕
加入英國國際電話電報公司
擔任一名普通的工程師
那時正值通訊行業(yè)的瓶頸時期
通訊設(shè)備面臨著大革命
高錕工作的頭兩三年
專注于高頻波導(dǎo)管的研究工作
在1959年時。
激光的被成功發(fā)明出來
這讓通訊界看到了新的希望
不過在經(jīng)過一些試驗后發(fā)現(xiàn)
激光的特性
并不足以作為遠距離傳輸?shù)妮d體
但是高錕并不這么認為
“怎可以那么快便斷定激光沒有可為？”
于是聰明的高錕
結(jié)合了激光和自己正研究的波導(dǎo)管技術(shù)
迸發(fā)出了“激光導(dǎo)管”的設(shè)想
但是經(jīng)過多次實驗
找到的材料都不能滿足大角度彎曲的效果
波導(dǎo)管：高頻波具有更高的信息容量，但其特性導(dǎo)致在空氣傳播過程中損耗過大，需要采用特殊的空心線纜定向傳播。
經(jīng)過多次嘗試仍都未成功
高錕確信用
類似波導(dǎo)管的中空結(jié)構(gòu)導(dǎo)光是條死路
于是他另辟蹊徑
采用透明材料作為激光傳輸?shù)慕橘|(zhì)
雖然此前的研究和文獻中
都已證明透明材料衰減率過大甚至不如空氣
但經(jīng)過他長達幾年的實驗論證，
證明了透明材料當中的雜質(zhì)
才是衰減率過大的原因
推翻了工程界一口咬定光通信是天方夜譚的定論
1966年，
高錕發(fā)表了一篇論文
題為《光頻率介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》
開創(chuàng)性地提出光導(dǎo)纖維
在通信上應(yīng)用的基本原理
描述了長程及高信息量光通信
所需絕緣性纖維的結(jié)構(gòu)和材料特性
簡單地說
只要解決好玻璃純度和成分等問題
就能夠利用玻璃制作光學纖維
從而高效傳輸信息
利用石英玻璃制成的光纖應(yīng)用越來越廣泛
全世界掀起了一場光纖通信的革命
雖然論文發(fā)表了
但是他的觀點
卻沒有被大多數(shù)科學家所接受
高錕跑了許多大型玻璃廠商
說服他們開展相關(guān)研究
但是大多數(shù)的企業(yè)
都不愿意花費高昂成本
研究超純凈玻璃纖維
他們眼中的玻璃
只是裝飾品、器皿和沙子燒制成的小玩意
于是高錕不斷地發(fā)表光纖與光通信的演說
漸漸地在業(yè)界逐漸有了知名度
玻璃企業(yè)們似乎也發(fā)現(xiàn)這是一個大機遇
也紛紛著手研發(fā)
美國康寧公司根據(jù)高錕發(fā)表的論文
開始進行高純度玻璃纖維的研發(fā)
直到1970年，
終于制造出了符合理論的低損耗試驗性光纖
翻開了光通訊時代的第一個章節(jié)
1976年
美國亞特蘭大開通了世界第一條
光纖通信系統(tǒng)試驗線路
高錕還在此基礎(chǔ)上
開發(fā)了實現(xiàn)光纖通訊所需的輔助性子系統(tǒng)
他在單模纖維的構(gòu)造、纖維的強度
和耐久性、纖維連接器和耦合器
以及擴散均衡特性等多個領(lǐng)域都作了大量的研究
而這些研究成果
在信號在無放大的條件下
將每秒億兆位元的信息
傳送至距離以萬米為單位的遠距離目標
1979年
光纖傳輸損耗降低至0.2dB/km
并且隨著第一個光纖系統(tǒng)
于1981年成功問世
高錕“光纖之父”美譽傳遍世界
1987年10月
高錕從英國回到香港
并出任香港中文大學第三任校長
1996年當選中國科學院外籍院士
2003年年初
高錕被診斷出患有“阿爾茲海默綜合征”
也就是我們俗稱的“老年癡呆”
不過故事還未結(jié)束
2009年時
高錕憑借著發(fā)明了光纖
實現(xiàn)了光學通訊的偉大成就
榮獲了諾貝爾物理學獎
諾獎頒獎典禮上
瑞典國王特意為高錕免去繁瑣的禮節(jié)
破例親自走到他面前向他頒獎
如今的“光纖之父”
在愛妻黃美蕓女士的陪伴下
通過學習繪畫恢復(fù)智力
他還以點為畫
創(chuàng)作了自己第一篇畫作《許愿樹》
如今互聯(lián)網(wǎng)超快的網(wǎng)速
都離不開高錕在光通訊領(lǐng)域的貢獻
如果當年高錕申請了“光纖”專利
那如今的世界首富
或許就會被他長期霸占
