本刊綜合
光纖即光導(dǎo)纖維,它雖小,但是傳輸量驚人,作用堪稱巨大,是“連通世界”的偉大發(fā)明。得益于它,我們可以在互聯(lián)網(wǎng)上“沖浪”、欣賞高清電視轉(zhuǎn)播節(jié)目、與千里之外的友人通話、通過電子郵箱傳輸文件……
說到光纖,就不得不提到一位華裔科學(xué)家,他就是“光纖之父”高錕。高錕敢于嘗試,一直在為自己的夢想努力著。
愛玩科學(xué)實驗
高錕于1933年出生在上海,小時候住在法租界一棟三層樓的房子里。
童年時,高錕對化學(xué)十分感興趣??谷諔?zhàn)爭快結(jié)束的時候,高錕迷上了化學(xué)實驗,于是和一個志趣相投的同學(xué)在自家三樓設(shè)立了一個“實驗室”。他和這個同學(xué)在“實驗室”里做了很多很復(fù)雜的實驗,其中,用滴定法制造硫酸銅所形成的藍色硫酸銅結(jié)晶在陽光下閃閃生輝,這讓兩個好奇心強的少年極為震撼。
高錕利用所學(xué)的知識推想:假如將一種像紅磷那樣的易燃物質(zhì)與氯酸鉀一類的強力氧化劑混合,再稍加摩擦,會不會燃燒呢?高錕將紅磷粉與氯酸鉀混合,倒入水后調(diào)成糊狀,再填塞到濕潤的泥土里,搓成一顆顆彈丸。待彈丸風(fēng)干后,他和小伙伴們將這“泥球炸彈”擲向貓狗,把它們嚇得四處逃竄。
高錕和小伙伴們很開心,絲毫沒有意識到因某種“無知”而陷入危險境地。后來,高錕準(zhǔn)備自制膠卷,他的堂哥在幫他制造硝酸銀時,被意外濺出的熾熱酸性液體燒傷了手。最終,危險的實驗被大人們發(fā)現(xiàn)并喝令停止
迷上無線電
后來,高錕迷上了無線電,小小年紀(jì)的他成功組裝了一臺無線電收音機。
那天,高錕和家人逛商店。他在一個柜臺前看到一盒無線電收音機的零件套時,停住了腳步,央求爸爸媽媽道:“你們給我買這個吧,不危險的?!彼职终f:“如果你能夠組裝成功,那么我還會買更多零件,讓你組裝其他款式的收音機。”
在此后幾天的課余時間,高錕一直在擺弄電磁圈、電容器、晶體棒、耳機和電線,并不時地翻書,了解無線電的原理。幾經(jīng)挫折,他終于制作了一臺簡單的收音機。當(dāng)從聽筒里收聽到電臺廣播時,他說:“那感覺真是妙極了。什么也沒有的空氣里竟然蘊藏音樂,簡直是魔術(shù)!”
這段經(jīng)歷對高錕的事業(yè)影響很大,日后他對電機工程的興趣或許就是這時候在心中埋下的種子。
打破質(zhì)疑終成功
上個世紀(jì)60年代,已經(jīng)移居香港的高錕以優(yōu)異的成績完成了學(xué)業(yè),并在1965年獲得了倫敦大學(xué)學(xué)院電機工程博士學(xué)位。正是在這一年,高錕開始對各種非導(dǎo)體的纖維深入開展實驗。
1966年7月,高錕在一篇論文中首次提出用玻璃纖維作為光波導(dǎo)用于通信的理論。簡單地說,就是用玻璃制造比頭發(fā)絲還細(xì)的光纖,用它代替體積龐大的千百萬條銅線,作為長距離的通信線路。其出發(fā)點是改善傳統(tǒng)的通信系統(tǒng),使傳輸量更大,速度更快。
這一設(shè)想提出之后,有人認(rèn)為匪夷所思,如同癡人說夢,甚至認(rèn)為高錕神經(jīng)有問題。但在質(zhì)疑聲中,高錕充分論證了光纖用于通信的可行性,逐步將設(shè)想變成現(xiàn)實:世界上第一根光纖由石英玻璃制造而成,用以傳送容量幾近無限的信息,科學(xué)界大為震驚。
在研究的過程中,為了尋找那種“沒有雜質(zhì)的玻璃”,高錕可是費盡了周折。他去了許多玻璃工廠,去過世界各地的研究室以及工廠,企圖找到突破口。那段時間,他飽受嘲笑,許多科學(xué)家都說,世界上不存在沒有雜質(zhì)的玻璃,但他的信心絲毫沒有被動搖。他說:“所有科學(xué)家都要覺得自己是對的,都應(yīng)該固執(zhí),否則哪來的成功?”
光纖替代銅線,應(yīng)用越來越廣泛,全世界掀起了一場光纖通信的革命。1981年,第一個光纖系統(tǒng)成功問世,高錕這位“光纖之父”聲名鵲起。2009年,高錕因在“有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通信方面”的突破性成就獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
發(fā)明與創(chuàng)新·小學(xué)生2021年2期