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5G商用最关键之人!曾被嘲笑是“糟老头”,世界欠他一个极大的人情

6月6日,工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,2019年成为中国5G(第五代移动通信技术)元年。

兴奋和期待之余,我们想告诉大家的是: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。

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”!

在全球都兴奋地拥抱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!

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!

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!

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。

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”,惊得左邻右舍惊慌失措,幸好未伤及路人。

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。”

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。

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,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。

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,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。

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。

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。

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。高锟干脆自己动手,自学成为玻璃工艺专家。

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。

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。

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。

“一事无成”的校长,把港中大带到了世界顶级

1987年,人到中年的高锟被任命为香港中文大学第三任校长,远离了一线的工程技术研究。

高锟(右侧背对台下)接任香港中文大学校长

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。

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。

高锟夫妇出席“高锟奖学基金”成立仪式

90年代初内陆还比较落后的时候,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。

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。

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。

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。

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。”

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……

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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