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本文授权转载自:北洋之家
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近日,新华社发布了
一则振奋人心的消息:
工业和信息化部近期将发放5G商用牌照,
中国的5G时代
马上要来了!
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前两天,英国在6座城市
推出5G商用网络服务,
并通过华为进行首次全球直播。
BBC主播将自己体验5G的兴奋之情
传递给了全世界,
更让咱们中国人羡慕不已!
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现在,中国迎接5G时代
正式进入倒计时,
兴奋和期待之余,
北洋君想告诉大家的是:
对于商用5G系统,
光纤是5G成败的关键!
5G所需要的高频传输效率,
取决于基站和末端光纤,
以目前的速度,
5G所需的光纤是4G的16倍。
为支撑未来5G应用的带宽需求,
仅在美国就需要投资1500亿美元
的光纤基础设施。
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一根头发丝粗细的光纤,可容纳全球48亿人同时在线通话
“没有光纤传输,
5G落地商用恐怕是空谈”!
今天,全球都兴奋地拥抱5G时代来临时,
我们必须要感谢一个人,
虽然他的名字还有些陌生,
但他的研究,
却是20世纪最伟大的技术成就之一!
他就是将地球带入互联网时代的
“世界光纤之父”、
2009年诺贝尔物理学奖获得者,
著名华裔科学家
——高锟!
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2009年,瑞典国王为高琨颁发诺贝尔物理学奖
在很多高科技专利技术被封锁的今天,
我们实在无法想象,
40多年前,
高琨选择了放弃“光纤”专利,
选择让全球人民免费享受
光纤传输的快速和便捷!
然而,直到2009年,
高琨才从瑞典国王手中
接过诺贝尔物理学奖!
更让人唏嘘不已的是,
彼时的他,因为严重的老年痴呆症,
早已经忘了他研究的光纤,
忘记了全世界。
他唯一还记得的,
只有他的妻子!
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今天,当我们便捷用互联网
聊天、看直播、购物、点外卖时,
应该记住和感谢他
——高琨!
1
书香门第走出的少年
接过了英女王颁发的证书
1933年11月4日,
高锟出生在上海金山县
(现为金山区)张堰古镇一个书香世家。
他的祖父高吹万,
是晚清著名诗人、革命家,
与柳亚子等人交往深厚。
父亲高君湘是上海著名的大律师,
曾在国际法庭任职。
母亲家也是江苏的名门望族,
家境十分优越。
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1942年,高锟(前排中)和父母弟弟在上海的合照
年幼时高锟就对科学十分感兴趣,
而且动手能力极强。
上小学的时,
他与同学在自家小楼上做实验,
居然造出了能爆炸的“泥丸炸弹”,
用红磷粉和氯酸钾混合,
加上水并调成糊状,
再掺入湿泥内,
搓成一颗颗弹丸,
待风干之后往街头一扔,
即刻发生爆炸。
惊得左邻右舍惊慌失措,
幸好未伤及路人。
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高琨小时候家住在上海霞飞路上,和孙中山的孙女、杜月笙的儿子、荣家的孩子是同学
这一炸的结果,
就是他被父亲严厉禁止捣鼓化学。
他又对无线电产生了极大的兴趣,
小小年纪居然自己做出了
5个真空管收音机。
后来他在自述里写道:
“那感觉真是妙极了。
在什么也没有的空气里,
竟然蕴藏着音乐,
简直是魔术。”
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老式的真空管收音机
日本诺贝尔化学奖得主下村修
谈及自己为何走上科学之路时曾说:
“我做研究不是为了应用或其他任何利益,
只是想弄明白水母为什么会发光。”
和诸多伟大的科学家一样,
好奇心是科研的“原点”
高锟幼年时对科学和世界的这份好奇心,
最终引领他走上了科学巨匠之路。
十五岁的时候,
高锟随父母迁居香港,
两年后,他以全港前十的成绩,
被香港大学录取,
但是因为他一心学习机电工程,
而当年香港大学并没有这个专业,
高锟便放弃了入读港大,
重新考取了英国的伦敦大学,
进入了严复、林永生曾经学习过的
伍尔维奇理工学院。
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在第一年的预科学习结束后,
成绩优异的高锟
本来可以选择大学学院、国王学院
等伦敦大学更为知名的学院,
但是高锟却选择继续在伍尔维奇学习。
他说:“在这里,我和教师的关系更为密切,
与他们有更多的直接交往,获益良多。”
对于高锟来说,
他想要的是一个更适合做学问的环境,
而不是一个进入所谓“名校”的机会。
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伦敦大学期间的高锟和同学
1957年,完成全部学业的高锟
顺利毕业。
毕业典礼上,
身为伦敦大学校监的伊丽莎白女王
亲自为高锟颁发了毕业证书。
毕业后,高锟进入了
美国国际电话电报公司(ITT)
在英国的子公司担任工程师,
从此开始了光导纤维
在通讯领域运用的研究。
2
一个痴人说梦的设想
开辟了一个新世界
上世纪60年代的西方世界
正是以电子技术为代表的
科技飞速发展的黄金时代,
人类迅速由工业社会进入了信息社会。
但是随着商业和军事层面需求越来越大,
不仅需要传送更多的信息,
而且还需要更快的传输速度。
当时的载体电子和无线电
开始力不从心,
于是科学家开始把目光
转向另一个信息的载体—光波。
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美国物理学家梅曼发明了世界上第一台激光器,发出的光波比当时广泛使用的微波频率高一万倍
从理论上来讲,
光波的频率比起无线电波
要高出上万倍,
但是一个中学生都知道,
光是直线传播,
折射后会很快衰减,
传输路径根本无法控制。
即使1959年激光的发明
使得人们拥有了高强度的光源,
但是信号衰减的现象仍然没有解决。
有人断定,
光的特性决定了它不能作为
远距离传输的载体,
然而高锟却不信这个邪。
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经过多年的研究,
高锟得到一个重要的理论发现:
透明材质中的杂质才
是造成光信号衰减率过大的主要原因,
解决了这一问题,光的传输就能实现。
1966年7月,高锟发表了
《介电波导管的光波传送》论文。
在这篇划时代的文章里,
他提出了光导纤维在通信上应用的基本原理,
开创性地指出使用石英基玻璃纤维
传输损耗可以降到很低,
并具体计算出光在这种
光纤中的传输距离可达100km 以上。
这篇文章像当年被他
扔到上海街头的“泥丸炸弹”一样
先是在学界掀起了轩然大波,
紧接着就是一通“痴人说梦”的嘲笑。
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因为高锟提出的这种光纤
根本不存在于这个世界上。
当时的技术,还不能制造出
这么高纯度、不含杂质的玻璃纤维。
而且超纯净玻璃纤维的研发成本过高,
市场前景难测,
当时的企业都不愿作太多投入。
在一个实用主义和功利主义至上
的环境里,高锟注定要成为
“冥顽不化”的一个。
他不断前往全球各地游说,
主动将自己的研究成果与学界分享,
希望能有玻璃企业研制新型“纯净玻璃”,
甚至找到了当时公司的竞争对手贝尔实验室。
后来,高锟干脆自己动手,
自学成为玻璃工艺专家。
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在这段研究期间,
高锟可以说是日思夜想、苦心竭虑,
正如他自己所说:
对我的研究计划,
我无时无刻不记挂于心,
深信新的发现将对业界产生深远的影响,
不论醒着还是在睡梦中,
种种问题仍挥之不去。
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终于,在高锟不懈努力下,
美国康宁公司开始了光导纤维的研发。
这家替爱迪生制造出玻璃灯泡、
替乔布斯造出iPhone屏幕的公司,
在1970年制造出了第一根光纤,
1977年,美国西屋电气公司成功进行了
世界上第一个光纤通信的现场实验,
让光纤通信迈向实用,
从此世界进入了互联网时代。
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世界上第一根真正意义上的光纤
因为卓越的研究才能,
高锟被他所在的ITT公司
任命为首席科学行政总裁,
公司给高锟的任务是:
做任何你认为对ITT有意义的事。
在他们设计的宣传海报上,
高锟悠闲的在树下看书,
配文是:
我们给他资金和时间,
让他缔造更好的未来。
在公司的无条件支持下,
高锟又开发了
实现光纤通讯所需的辅助性子系统,
从此,文字、音乐、照片和视频,
不用一秒钟就能传遍全世界。
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3
“一事无成”的校长
把港中大带到了世界顶级
人到中年的高锟,
开始远离一线的工程技术研究
因为他找到了另一个更有意义的岗位,
教书育人。
1987年,高锟被任命为
香港中文大学第三任校长。
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高锟(右侧背对台下)接任香港中文大学校长
1987年10月15日,高锟在港中大
邵逸夫堂,正式就任校长之职。
多年的科研工作使得高锟
在人际交往中一直保持着宽厚
谦虚的性格,
在他担任校长期间仍是如此。
毕业于中文大学的著名主持人梁文道
曾回忆自己的老校长高锟,
说当时认为他“只不过是个糟老头”,
而且“笑起来有点傻”。
有一天梁文道看到高锟走在路上,
马上揉了个纸团向他丢去,
高锟一回头,
梁文道赶忙指着旁边的同学:
校长,你看他乱丢垃圾!
高锟顿了一顿才反应过来,
慢吞吞地说:这就不太好了,
惹得梁文道和同学一通哄堂大笑。
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在香港中文大学上学时期的梁文道(左一)
高锟对学生们的包容使得
有些激进的学生更加变本加厉。
有些学生会干部
对学校的教育方式有意见,
他们居然在一次高锟对新生
发表欢迎演讲的时候冲上讲台,
塞到他手里一个
套了避孕套的中大学生玩偶,
意思是学生全给学校蒙成了呆头。
当时现场一片哗然,
讲台正中的高锟却低着头,
饶有兴致地检视那个玩偶。
事后,高锟对学生行为的反应特别引人注意。
在记者招待会上
有记者问:校方会惩罚抗议的学生吗?
高锟反问:我为什么要惩罚我的学生?
他说:教育就是要培养敢于挑战权威,
能够独立思考的年轻人,
千万不能够盲目相信权威和专家。
质疑,是科学的基本精神,
这是校长高锟
教给学生们最重要的知识。
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实际上,对于学生会的同学,
高锟每年都会写信感谢
他们为学生的服务。
不只如此,他怕这些热心“搞事”的学生,
忙得没机会和大家一样去打暑期工,
所以每年都会自掏腰包,
私下捐给学生会和学生报各两万港币,
请他们自行分配给家境比较困难的同学。
有一位曾在学生报上骂他
“八年校长一事无成”的同学回忆:
“我们就年年拿钱年年骂,
他就年年挨骂年年给。”
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其实回顾高锟的校长生涯,
你会发现他在各个方面都做得十分出色。
他以自身在学界的影响力,
为港中大招揽了大量的优秀人才。
他推动实施了灵活的弹性学分制,
对全部本科课程进行了重新梳理,
将本科学制改为三年。
他积极筹建了工程、教育、
药剂、会计等学院,
创设了多个研究所,
有效弥补了学校原有的学科弱项,
把港中大扩充成为
一所世界级研究型综合大学。
作为光纤之父,
没有谁比他更清楚互联网在未来
的巨大影响力。
1995年,香港互联网交换中心在港中大
成立,从此这里成为全香港
互联网讯息交流的核心。
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香港互联网交换中心位于香港中文大学的碧秋楼
在高锟获得诺贝尔物理学奖的第二年,
他将所获得的诺贝尔金色奖章
和奖状赠给了香港中文大学,
同时宣布在港中大成立
“高锟奖学基金”
以奖励杰出的物理或工程学本科生,
发掘并资助有志青年学子进一步深造。
在给学生的公开信中高锟表示:
我深信香港的青年构思了一些
令人意想不到的创新意念,
我们必须对他们多加关注和鼓励,
并提供适当空间以助他们发挥所长,
使梦想成真。
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高锟夫妇出席“高锟奖学基金”成立仪式
高锟很早就加入了美国和英国国籍,
但是他一直非常热心中国国内的科学发展。
在他还担任港中大校长期间,
他就提出要在与内地的交流中
“一步一步把双方的联系实际化”,
并带头付诸于行动。
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1992年高锟带队访问北京,与当时的国家领导人会谈
90年代初内地还比较落后的时候,
高锟就担任了清华、北大等四所大学
的荣誉教授。
1996年从港中大退休后,
又当选了中科院外籍院士,
为国家光导纤维领域的研究
培养、引进了大批的人才。
在他的积极倡导下,
港中大成为香港第一所
招收内地学生的香港大学。
为表彰高锟教授的杰出贡献,
1996年,中国科学院紫金山天文台
宣布将他们所发现的
一颗小行星命名为“高锟星”
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“高锟星”命名典礼
4
光纤,我忘记了,
但太太,我记得!
2009年,当高锟获得诺贝尔物理学奖
的消息传到香港,
知道高锟教授健康内情的人,
都不免叹息说:
“要是早几年获这个奖该多好!”
原来在2003年,
高锟就被查出患上了阿尔茨海默病!
也就是老年痴呆。
这以后,由于小脑的进一步萎缩,
高锟的记忆和说话能力颇受影响。
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2009年12月10日,
当年的诺贝尔奖颁奖典礼
在斯德哥尔摩音乐厅隆重举行。
高锟被安排第一位领奖。
考虑到他的病情,
瑞典国王特意为他修改了颁奖程序,
他没有让高锟走上台,
而是走到高锟身前为他颁奖。
当记者请高琨教授谈谈
光纤的研发和应用时,他说:
光纤,我忘记了;
但太太,我记得。
此时,对于高锟来说,
荣誉已经没有了任何意义。
疾病让他忘记了大半生获得的一切,
只记住了他身边的那个人,
他的妻子,黄美芸。
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黄美芸比高锟小一岁,
在南京出生的她从小就来到了英国,
1955年大学毕业后进入ITT工作。
两年后高锟进入ITT,
在几乎清一色的白人同事中,
同为华人的两个人格外的有亲切感。
两人很快相爱。
可是当高锟准备求婚时,
这段感情却遭到了黄美芸家庭的反对。
黄妈妈提出按照中国习俗,
兄长结婚后妹妹才能出嫁,
但当时黄美芸的哥哥连女朋友都没有。
黄美芸对高锟提出,
大家分开半年,不见面,
看彼此是否还互相挂念。
高锟断然拒绝:
“实验室应该做实验,
但婚姻的实验不能做,
我的真心不需要实验”。
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高锟的真情实意打动了黄美芸,
两人在1959年瞒着黄家偷偷结了婚,
从此以后,不管是工作还是生活,
两个人始终在一起。
高锟刚刚提出光纤理论的时候,
很多人都嘲笑他异想天开,
只有黄美芸不遗余力地鼓励他
不能放弃自己的信念:
他们不知道不代表它不存在,
现在不存在不代表永远不会出现。
黄美芸是计算机专业,
对高锟的物理研究没有太大的直接帮助,
但高锟每篇论文、每次讲座的
幻灯片都是她设计和制作的,
包括1966年轰动世界的那篇。
在上世纪六十年代,
不懂物理的黄美芸,
并不能完全理解光纤研究的重要意义,
她的支持完全出自对丈夫的爱,
一如四十年后,
面对患有老年痴呆的丈夫,
黄美芸所做的那样。
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媒体曝出高锟获得诺贝尔奖的时候,
他刚刚从老人健康中心回到家,
正顺从地听着黄美芸的“指挥”,
换鞋、喝牛奶、吃蛋糕、穿马甲……
病情严重时他的智商只有几岁,
但他的眼睛总不愿意离开黄美芸,
这是他唯一认得出来的人。
在家中接受美国电视台采访时,
黄美芸温柔地问他:
“你知不知道你是光纤之父?
而且获得诺贝尔奖了?”
高锟一脸茫然。
但当采访的记者向高锟
提起他的妻子黄美芸时,
高锟露出了甜甜的笑容:
“是,她很好的。”
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名利无非是过眼云烟,
只有爱人才是一生的陪伴。
幸好高锟早就看透了这一切,
他并没有将自己的研究申请专利,
有人曾说,
高锟要是握着光纤技术的专利权,
现在可能就是世界首富!
他却说:我没有后悔,也没有怨言,
如果事事以金钱为重,
今天一定不会有光纤技术成果。
他放弃专利,
为的是造福全世界的人民,
他接过诺奖,
他只记得妻子,
已忘记全世界……
2009,当这样一位患老年痴呆多年的
科学家突然被全世界关注时,
时任美国总统奥巴马这样评价:
他的研究完全改变了世界,
而世界欠他一个极大的人情!
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2018年,84岁的高锟在香港去世,
但他留下的,
是缔造了一个时代的伟大发现。
对于光纤这项技术,
高琨曾经有一段经典的论述:
光纤是最好的,一千年内找不到
一个新的系统来代替它。
我这样讲,你们不应该相信我,
因为我当时也不相信专家的话。
高锟,以及其他科学巨匠们的成功经历,
都在用铁一般的事实
向我们证明了一个道理:
成功,是可以复制的,
前提是你必须要遵循它的规律。
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对于高锟来说,
不唯书、不唯上、只唯实,
敢于质疑权威,
勇于投身实践,
甘于淡泊名利,
这是他个人的人生观,
也是一生的追求。
同样难得的是,不管是ITT公司
还是香港中文大学,他们对高锟的工作
都将给予了巨大的支持和足够的自由度,
让他在巨大争议之下,仍然能够
坚持初心,矢志不移
的完成自己的工作。
这是对人的尊重,
也是对科学、对成功规律的尊重。
因为这种尊重,
所以才会有更多的高锟被发现、培养,
才会有更多的科研成果去造福人类。
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中华民族的聪明才智和勤奋程度,
不亚于世界上任何一个民族。
我们有理由相信,
将真正的尊重科学,尊重人才,
尊重知识、尊重规律,
真正让科学的精神内化于心、
外化于行,
让我们的孩子们和全社会
都把追求科学和真理
作为自己的追求和向往,
没有任何国家、任何人
可以阻挡中华民族的崛起和伟大复兴!
来源:北洋之家(ID:bypm2016),中国最有人文情怀的文化微刊!有温度,更有态度!欢迎订阅~