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全反射临界角 高锟:光纤之父的传奇人生与光导通信的发展历程

更新时间:2024-08-31 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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高锟的研究解决了光通信中光衰减的痛点,极大地推动了光缆的建设。GeB物理好资源网(原物理ok网)

无论是有线带宽还是移动通信,网络的主干都是有线网络,光纤的出现使得高速网络传输成为可能。GeB物理好资源网(原物理ok网)

高阔与妻子黄美云克服父母的阻挠,终生相守,可谓一段美妙故事。GeB物理好资源网(原物理ok网)

高锟出生于上海金山,华裔物理学家,曾任香港中文大学校长,香港中文大学电子系首任教授。高锟长期从事光纤在通讯领域的应用研究,在他的努力下,世界上第一根光纤问世,被人们称为“光纤之父”。可惜的是,这位影响了一代人互联网使用习惯的人,于9月23日在香港逝世,享年84岁。GeB物理好资源网(原物理ok网)

在人教版高中物理教材《光的反射》一章中,提到了一个非常重要的概念——“全反射”。它是指光从密度较大的介质射向密度较小的介质时,当入射角大于临界角时,只发生反射光,不发生折射光的现象。基于这个概念,教材中还提到了光纤的概念,即利用纤芯和外皮两种不同的介质,在光纤中无损耗地传输光信号。GeB物理好资源网(原物理ok网)

物理教科书告诉你采用全反射光纤构建高速有线网络,却没有告诉你,这位“光纤之父”的一生,并非传奇,却足以让别人羡慕一生。GeB物理好资源网(原物理ok网)

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“轻轨”总设计师GeB物理好资源网(原物理ok网)

十几年前,家里的宽带还是1M、2M的时候,光纤对于大多数人来说还很陌生。人们对光纤的印象基本只有两个概念:成本高、速度快。直到近几年,宽带速度一再提升,百兆宽带普及,用户才感受到这种“用过就再也回不去”的技术。如今,全球光缆总长已超过10亿公里,为全球的信息通信提供服务,而根据2006年的数据,全球铁路总长也只有137万公里。密布在全球的光缆,或许比起交通路线,更像是信息时代的“社会骨架”,而建造这副“骨架”的人,就是高忠。GeB物理好资源网(原物理ok网)

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1933年,高锟出生于上海金山,生活在上海法租界,在上海国际小学完成小学学业。GeB物理好资源网(原物理ok网)

1949年,高锟全家移居香港,进入圣约瑟书院继续学业。圣约瑟书院是香港著名的男校,除了高锟、梁志严教授等学术风云人物外,该校还培养出不少著名校友,包括郭富城、陈奕迅、陈伟霆等深受大众喜爱的明星。GeB物理好资源网(原物理ok网)

1957年,高锟从英国伍尔维奇理工学院(现英国格林威治大学)毕业,获电子工程学位。GeB物理好资源网(原物理ok网)

1960年,还是伦敦大学博士生的高锟加入了国际电话电报公司(ITT)全反射临界角,并在其标准电信实验室工作了十年。GeB物理好资源网(原物理ok网)

1970年,康宁公司在高锟的说服下,成功制作出低损耗实验光纤,当时中大电子系才刚刚成立,高锟受邀出任系主任,其后更成为电子系首位讲座教授。GeB物理好资源网(原物理ok网)

1976年,世界上第一条实验性光纤通信线路在美国亚特兰大开通。GeB物理好资源网(原物理ok网)

1981年,世界上第一条光缆系统问世,高锟从此被尊称为“光纤之父”。GeB物理好资源网(原物理ok网)

1987年,高锟升任香港中文大学校长,1996年退休。GeB物理好资源网(原物理ok网)

2004年,高锟被诊断患有阿尔茨海默病。GeB物理好资源网(原物理ok网)

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2009年,高锟因“开创性地研发出用于光纤通讯系统的低损耗光纤”荣获诺贝尔物理学奖。由于高锟当时身体状况不佳,获准免于出席颁奖仪式,并由瑞典国王卡尔十六世亲自为高锟颁奖。GeB物理好资源网(原物理ok网)

2010年,高锟重返香港中文大学,并将诺贝尔奖及其一生中获得的其他17个重要奖项永远捐赠给香港中文大学。GeB物理好资源网(原物理ok网)

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高锟一生大部分时间都在研究光纤和电磁波导通信,但他推动现代网络技术的发展,却影响了所有生活在移动互联网时代的人们。虽然光纤宽带和无线宽带采用的技术完全不同,但移动通信的无线网络,同样来自于骨干网、城域网的有线网络。正是基站把有线网络传输转化为无线移动通信,而有线网络速度的提升,则归功于光纤。GeB物理好资源网(原物理ok网)

过去20年,我们见证了移动通信从2G到5G的演进。先进的无线电技术让移动通信的传输速度从KB级走向GB级,但移动通信技术的每一次更新,都是以骨干网传输速率的升级为基础的。这就相当于在同样的时间内灌满更大盆的水,要先把水龙头的流量加大。花王的光纤技术,让“水龙头”有了更大流量的可能。GeB物理好资源网(原物理ok网)

“光纤之父”的功绩,不仅是推动了通讯技术的发展,更是从源头上解决了光传输的痛点。在光纤出现之前,光传输的信号衰减是限制光传输的最难题。当时人们认为空气是光衰减最小的介质贝语网校,而在空气中,光传输的极限也不过百米。直到1966年高锟在论文中指出光衰减的主要原因是介质中的杂质,光衰减的问题才被攻克,光纤应运而生。GeB物理好资源网(原物理ok网)

今年3月21日,中科院物理所发表了一篇题为《如果没有他,你怎么用上一块钱的宽带?》的文章,让一些人意识到了这位物理学家在通信技术上的成就。然而,这位看似严肃的物理学家在生活中也极其浪漫。GeB物理好资源网(原物理ok网)

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浪漫情深的工程学教授GeB物理好资源网(原物理ok网)

在诺贝尔奖继续保持学术界高度专业性的同时,我们也必须承认,诺贝尔奖已经成为更多人谈论的话题。2001年,以诺贝尔经济学奖得主约翰·纳什为原型拍摄的电影《美丽心灵》安慰了9·11阴影下的一代人。影片虽然讲述的是患有精神分裂症的数学家约翰·福布斯·纳什全身心投入微分几何和博弈论研究的故事,但他与剧中女主角艾丽西娅不离不弃的爱情更让人泪目。GeB物理好资源网(原物理ok网)

与纳什的动情爱情不同,高锟的爱情故事更偏向东方的平静与幸福。高锟在自传中写道:“我从香港跨越半个地球来到伦敦,只为寻找我的命运女神。我们的相遇,最终以重逢告终。”GeB物理好资源网(原物理ok网)

在经历了诸多荣誉、名利之后,高锟在写自传时,最先想到的人依然是他挚爱的妻子。GeB物理好资源网(原物理ok网)

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高锟与妻子黄美云相识于上世纪五十年代,自由恋爱两年后结为夫妻。高锟父母的婚姻是媒人安排的,两人直到结婚才第一次见面。高锟的婚恋观让父母难以接受。GeB物理好资源网(原物理ok网)

黄美云的母亲也反对这门婚事。黄美云的母亲守寡多年,独自抚养四个孩子,专制且脾气暴躁。由于家中长子,也就是美云的哥哥未婚,美云的母亲首先粗鲁地反对美云和高结婚。GeB物理好资源网(原物理ok网)

无奈之下,黄美云离家出走,独自筹划与高昆的婚礼。GeB物理好资源网(原物理ok网)

高锟在自传中这样描述自己结婚那天的情景:“天色明亮,阳光透过树枝洒下来,在草地上洒下金色的光芒。”在伦敦的一座圣公会教堂里,黄美云穿着自己设计的白色织锦长裙,与高锟一起走向圣坛,切下了自制的结婚蛋糕。GeB物理好资源网(原物理ok网)

婚礼是神圣的,双方父母的阻挠反而让他们更加珍惜这段感情。“我们没有请媒人,也没有请算命先生算命,结婚四十多年了,生活得非常和谐。或许爱情的力量真的可以战胜一切。”GeB物理好资源网(原物理ok网)

即使两人已经70岁了,仍然有说不完的话,仿佛新婚夫妇一般。GeB物理好资源网(原物理ok网)

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记住瓦特和卡尔,你也应该记住高锟GeB物理好资源网(原物理ok网)

18世纪中叶,瓦特改良了蒸汽机,完成了资本主义由工场手工业向大机器工业的过渡。GeB物理好资源网(原物理ok网)

19世纪中叶,卡尔·本茨发明了以内燃机为动力的汽车,推动了石油化学工业的发展,人类进入了“电气时代”。GeB物理好资源网(原物理ok网)

冯·诺依曼被认为是第三次工业革命的关键人物,计算机改变了人类从工作到社交的整个生活方式,互联网公司成为不可忽视的社会资产全反射临界角,而原本多见于金融投资圈的高净值人士也开始向TMT行业倾斜。GeB物理好资源网(原物理ok网)

但无论是互联网还是互联网,都是建立在庞大的用户和产品数据之上的,只有光纤网络才能传输上亿用户的产品数据,来来往往穿梭在北京十三号线上的程序员也是光纤的受益者,可以说,是花王让TMT行业从业者成为了社会的中坚力量。GeB物理好资源网(原物理ok网)

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1996年,高锟当选为中国科学院外籍院士时,中国科学院紫金山天文台将一颗国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。随后,杨振宁在致辞中说:“从今天起,我知道,每次我和孙女望向夜空的时候,我都会告诉她,其中一颗星星就是‘高锟星’。我还会告诉她,那一刻,无数根光纤正传输着无数个数字,推动着人类世界进入高速信息化的新时代。”GeB物理好资源网(原物理ok网)

但我们应该记住的不仅仅是“高锟之星”,灯泡让我们记住了爱迪生,而“光纤之父”高锟也应该被尊敬地记住。GeB物理好资源网(原物理ok网)

参考:GeB物理好资源网(原物理ok网)

1.《高孔雀与妻子黄美云:香港与伦敦的邂逅》_搜狐财经_搜狐财经GeB物理好资源网(原物理ok网)

2.《“光纤之父”高锟坐上诺贝尔奖领奖台》——凤凰卫视GeB物理好资源网(原物理ok网)

3.“诺贝尔奖得主、“光纤之父”高锟去世,他出身于学者家庭”_企鹅科学GeB物理好资源网(原物理ok网)

4.光纤通信简史_虎嗅网GeB物理好资源网(原物理ok网)

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