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华裔物理学家高锟:出生名门望族,被誉为光纤之父

更新时间:2024-09-26 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

1933年11月4日,江苏省金山县(今上海市金山区)一个高姓富裕家庭里诞生了一个男婴。PUM物理好资源网(原物理ok网)

这个男婴是家中的长子,父母对他寄予厚望,便以“昆麓”(古书记载的山名,此山产铁矿石,可用来铸剑,剑亦称“昆麓”)为他取名“昆”。PUM物理好资源网(原物理ok网)

没错,这个小男孩就是我们今天文章的主角,著名的美籍华裔物理学家、教育家,“光纤之父”高锟。PUM物理好资源网(原物理ok网)

▲高锟PUM物理好资源网(原物理ok网)

█ 名门后人伟大的华裔物理学家,社会栋梁PUM物理好资源网(原物理ok网)

高国家族是一个严肃的书香望族。PUM物理好资源网(原物理ok网)

高锟的祖父是晚清著名诗人、画家、书法家、革命家高吹万。高吹万是南社(中国近代最著名的文学团体)的重要成员,与常州钱明山、昆山胡石廷并称为“江南三大家”。PUM物理好资源网(原物理ok网)

高锟的叔父高俊平,又名高平子,是中国近代天文学研究的先驱,紫金山天文台的创始人。月球上有一个陨石坑,名叫“高平子陨石坑”。PUM物理好资源网(原物理ok网)

高锟的父亲高俊祥,毕业于南洋大学(上海交通大学的前身),后留学美国,获密歇根大学法学博士学位,回国后在上海国际法院担任律师。PUM物理好资源网(原物理ok网)

高锟幼年时随父母住在上海法租界霞飞路(今淮海中路)一栋三层西式住宅里。PUM物理好资源网(原物理ok网)

当时高君祥曾聘请老师为高锟及其弟高鲁教授中国文化,据高锟本人回忆,这些对中国文化的了解对他后来的成就起到了很大的作用。PUM物理好资源网(原物理ok网)

伟大的华裔物理学家PUM物理好资源网(原物理ok网)

▲ 郭高(前排左二)与父母、弟弟PUM物理好资源网(原物理ok网)

10岁时,高锟进入上海世界学校(今国际学校)读书,完成了小学和初中一年级的学业。当时,高锟除了学习中文外,还学习了英文和法文。PUM物理好资源网(原物理ok网)

十几岁时,高锟逐渐对化学产生了兴趣,他偷偷把家里三楼的储藏室改造成化学实验室,在那里制作氯气、灭火器、烟花、相纸等。PUM物理好资源网(原物理ok网)

一次,他把红磷粉和氯酸钾混合,加水调成糊状,拌入泥土,揉成泥弹,扔到街上引爆,吓得路人纷纷躲开。PUM物理好资源网(原物理ok网)

后来,高锟的一位表弟在观看高锟做化学实验时,被不小心溅出来的酸性液体烫伤,他的化学实验室也暴露无遗网校头条,在父母的严厉命令下,他的化学实验不得不终止。PUM物理好资源网(原物理ok网)

被迫放弃化学兴趣后,高锟对收音机产生了浓厚兴趣。他用从各处收集来的电子元件成功组装了一台老式真空管收音机,从此爱不释手。PUM物理好资源网(原物理ok网)

1948年,国共内战加剧,高氏一家为逃避战乱,移居台湾,不久又移居香港。PUM物理好资源网(原物理ok网)

次年,高锟入读香港圣约瑟书院,毕业后以全港前十名的成绩考入香港大学。由于当时香港大学没有电机工程系,高锟便远赴英国,就读于伦敦伍尔维奇理工学院(现英国格林威治大学)。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲Kao Kuo 大学时期PUM物理好资源网(原物理ok网)

1957年,高锟毕业于电机工程系,获理学士学位,随后加入国际电话电报公司(ITT)英国子公司标准电话电缆有限公司,担任工程师。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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在此期间,高锟结识了同事黄美云,并于1959年结婚,育有一子一女,分别名为高名章和高名启。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲高国与家人PUM物理好资源网(原物理ok网)

█努力学习科学PUM物理好资源网(原物理ok网)

1959年,美国物理学家梅曼发明了世界上第一台激光器,人类从此进入了激光时代。PUM物理好资源网(原物理ok网)

激光光源的出现,让科学家们萌生了利用激光进行信号传输的想法。然而,经过一番实验,科学家们发现,激光作为高频信号,衰减太快,无法进行长距离传输,于是便放弃了。PUM物理好资源网(原物理ok网)

此时高锟正在标准电信实验室有限公司(ITT在英国的欧洲中央研究院)担任研究工程师,主要研究方向是激光在高频波导空心结构中的传输。PUM物理好资源网(原物理ok网)

经过多次实验后,高锟认为波导光传输是一条死路,于是他改变方向,开始研究激光在透明材料中的传输。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲Kao Kuo在做实验PUM物理好资源网(原物理ok网)

业界也有研究人员和花王有同样的想法,但实验表明,透明材料(玻璃)的衰减率太大,甚至比空气还要差,因此大多数人放弃了这项研究。PUM物理好资源网(原物理ok网)

高锟没有轻易放弃,而是继续深入研究,经过多年的反复实验,他发现透明材料中的杂质含量是造成激光衰减率过大的原因。PUM物理好资源网(原物理ok网)

1965年,高锟获得了伦敦大学电子工程博士学位。次年,也就是1966年,高锟与合作者GA共同发表了题为《光频介质光纤中的表面波导》的论文。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲Kao的论文PUM物理好资源网(原物理ok网)

高锟在论文中明确提出,石英基玻璃纤维可用于长距离、高信息量的信息传输,当玻璃纤维的衰减率降至每公里20db时,光纤通信即可成功。PUM物理好资源网(原物理ok网)

也就是说,只要解决了玻璃的纯度、成分等问题,就可以把玻璃制成通讯用的光纤。PUM物理好资源网(原物理ok网)

这篇论文后来被认为是20世纪通讯领域最伟大的论文之一,它开启了光纤通讯时代的大门,改变了人类科技的发展方向,当时高锟年仅33岁。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲Kao Kuo在做实验PUM物理好资源网(原物理ok网)

现在我们都知道这篇论文意义重大,但事实上,这篇论文刚发表的时候,虽然引起了业界的关注,但却没有人相信它的结论。PUM物理好资源网(原物理ok网)

就连贝尔实验室也认为高锟的想法不切实际,他们认为高锟设想的“无杂质玻璃”是不可能存在的。PUM物理好资源网(原物理ok网)

为了寻找这种“没有杂质的玻璃”,花王走访了各大玻璃厂,还远赴美国、日本、德国等地与专家探讨玻璃制造方法,说服他们进行相关研究。PUM物理好资源网(原物理ok网)

但大多数公司拒绝了花王的建议,并不打算进行这种“毫无意义且花费高昂的研究”。PUM物理好资源网(原物理ok网)

唯一对花王的纸张感兴趣的公司是美国康宁公司。康宁是一家历史悠久的玻璃制造商,成立于1851年。爱迪生的电灯泡使用的玻璃泡就是康宁制造的。PUM物理好资源网(原物理ok网)

康宁意识到花王纸的潜力和价值,悄然开始了高纯度玻璃纤维的研发。PUM物理好资源网(原物理ok网)

当时,康宁指派物理学家罗伯特·莫瑞尔( )带领两名新聘用的年轻研究人员:化学家皮特·舒尔茨(Pete)和实验物理学家唐纳德·凯克( Keck)进行玻璃净化方面的研究。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲康宁三位科学家PUM物理好资源网(原物理ok网)

1970年,康宁公司采用掺钛纤芯、二氧化硅包层,通过外气相沉积法(OVD)成功制作出损耗为17dB/km的光纤,这是世界上第一根理论上低损耗的实验光纤,正式开启了光通信时代。PUM物理好资源网(原物理ok网)

两年后,康宁公司将掺钛光纤芯替换为掺锗光纤芯,生产出损耗低至4dB/km的多模光纤,再次引起业界的轰动。PUM物理好资源网(原物理ok网)

这时,全世界才意识到高锟1966年的论文是多么的伟大和具有前瞻性,名声和奖项接踵而至,高锟很快被誉为“光纤之父”。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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此时高锟已离开ITT,1970年返回香港,加入香港中文大学,创办电子系,并出任首任系主任。PUM物理好资源网(原物理ok网)

1974年,高锟回到ITT工作。不过工作地点不在英国,而是在美国。当时伟大的华裔物理学家,光纤已逐渐进入产品阶段。高锟来到位于美国弗吉尼亚州罗阿诺克的ITT光电子产品部,担任首席科学家,后来升任工程总监。PUM物理好资源网(原物理ok网)

整个70年代,通信界都在研究光纤的产业化,1976年,第一个速率为44.7Mbit/s的光纤通信系统在美国亚特兰大的一条地下管道中诞生,1979年,日本电信电话公司(NTT)开发出损耗仅为0.2dB/km的极低损耗石英光纤。PUM物理好资源网(原物理ok网)

到了20世纪80年代,光纤进入商业化阶段,世界各地开始建设商用光纤通信系统。PUM物理好资源网(原物理ok网)

1982年,高锟被ITT任命为首任“ITT执行科学家”,主要在康涅狄格州先进技术中心工作。1985年,高锟来到联邦德国,在SEL研究中心工作,同时还担任耶鲁大学特朗布尔学院兼职教授、研究员。PUM物理好资源网(原物理ok网)

在此期间,高锟取得了大量研究成果,他研制出了光纤通信所需的辅助子系统,并在单模光纤的结构、光纤强度与耐久性、光纤连接器与耦合器、扩散平衡特性等方面做了大量研究工作,取得了令人瞩目的成果。PUM物理好资源网(原物理ok网)

█ 港大校长:包容PUM物理好资源网(原物理ok网)

1987年,高锟回港,出任香港中文大学第三任校长。PUM物理好资源网(原物理ok网)

他凭借在学术界的影响力,吸引大批优秀人才到中大,推动成立工学院、教育学院、药学院、会计学院,创办多个研究所,开设许多新的本科和研究生课程,推动推行弹性学分制。PUM物理好资源网(原物理ok网)

他的努力为中大成为世界一流综合研究型大学奠定了坚实的基础。PUM物理好资源网(原物理ok网)

不过,学术出身的高锟并不十分擅长处理复杂的人事、政治,常常被学校的行政事务搞得心力交瘁。PUM物理好资源网(原物理ok网)

在与学生的交往中,他善良的性格受到大家的尊重,但也有一些学生辱骂、攻击他,这些学生认为校长只是一个只会傻傻微笑的老头。PUM物理好资源网(原物理ok网)

1993年,高锟受中央聘为“港事顾问”,为香港回归出谋划策,中大学生因此认为高锟涉足政治,“丧失了学术自由”。PUM物理好资源网(原物理ok网)

有一次高锟在演讲时,激进学生不但举着横幅辱骂他,还抢走了他的麦克风,有学生甚至向高锟扔装有玩偶的避孕套,暗指学校“欺骗”学生。PUM物理好资源网(原物理ok网)

面对学生的挑衅与辱骂,心胸宽广的高锟没有生气,也没有惩罚学生。他认为,只有让学生表达自己的意见,才能知道他们在想什么。将来,学生在反思自己的言行时,才会学会成长。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲孔高任总统时(左一)PUM物理好资源网(原物理ok网)

高锟退休前,中大报章总编辑再度刊登讽刺文章,题为《当了八年校长,一事无成》。PUM物理好资源网(原物理ok网)

殊不知,高锟每年都会写信给学生会和校报,感谢他们的付出,并自掏腰包向这两个组织各捐出2万港元资助,请他们将款项发放给较贫困家庭的学生。PUM物理好资源网(原物理ok网)

1996年,高锟从香港中文大学退休,出任香港科桥集团有限公司董事长兼首席执行官,致力于科研成果的转化。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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今年,为表彰高锟对科学的贡献,中国科学院紫金山天文台将国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲荣获“金高星”证书PUM物理好资源网(原物理ok网)

1996年,高锟还当选为中国科学院外籍院士。PUM物理好资源网(原物理ok网)

█ 荣获诺贝尔奖,实至名归PUM物理好资源网(原物理ok网)

2003年左右,高锟被诊断患有阿兹海默症,也就是我们俗称的“老年痴呆症”。PUM物理好资源网(原物理ok网)

随着病情加重,高老的记忆力和表达能力逐渐衰退,经常认不出来熟人,说话、行为也变得迟钝,幸好在妻子黄美云的悉心照顾下,高老的精神状态一直保持良好。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲孔高与妻子黄美云PUM物理好资源网(原物理ok网)

2008年,为了离孩子更近,高锟夫妇移居美国,居住在加州旧金山附近的山景城。PUM物理好资源网(原物理ok网)

2009年10月6日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,高锟因其在光纤事业中的重要贡献,与另外两位美国科学家维拉德·博伊尔和乔治·史密斯(CCD电荷耦合器件的发明者)共同荣获当年的诺贝尔物理学奖。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲获奖名单公布PUM物理好资源网(原物理ok网)

消息一经传出,立即引起全球媒体特别是华文媒体的强烈关注,此时距离高锟发表论文已经过去了43年,高锟本人也已经76岁高龄。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲Kung Kao获奖当天PUM物理好资源网(原物理ok网)

高锟尽管身体状况不佳,但仍在夫人的陪同下亲自到瑞典首都斯德哥尔摩出席颁奖典礼。PUM物理好资源网(原物理ok网)

考虑到高锟的特殊情况,主办方免除了他参加颁奖仪式的环节,他不用步行到台中领奖、鞠躬三次,而是由瑞典国王卡尔十六世古斯塔夫亲自上台为他颁奖,其夫人黄美云也为高锟致辞。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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▲颁奖典礼PUM物理好资源网(原物理ok网)

获奖后,高锟回到香港,受到香港特区政府和人民的热烈欢迎。香港特区行政长官曾荫权、诺贝尔奖获得者杨振宁、莫里斯等出席了欢迎仪式。近百名记者蜂拥而至,采访高锟。PUM物理好资源网(原物理ok网)

但此时的高锟还不知道诺贝尔奖是什么,只能在妻子的搀扶下,微笑着回应众人。PUM物理好资源网(原物理ok网)

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随后,高锟将自己获得的诺贝尔奖章、证书等17个奖项永久捐献给了他曾经任教的香港中文大学。PUM物理好资源网(原物理ok网)

2018年9月23日,高锟教授在香港逝世,享年84岁。香港特首林郑月娥出席遗体抬灵仪式。PUM物理好资源网(原物理ok网)

2021年11月4日,为纪念花王诞辰88周年,谷歌推出纪念涂鸦:PUM物理好资源网(原物理ok网)

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结论PUM物理好资源网(原物理ok网)

回顾高锟的一生,我们会发现他是一个非常乐观的人,几乎每张照片上都挂着天真的笑容,就像一个孩子。PUM物理好资源网(原物理ok网)

他从不在乎别人的攻击,淡泊名利,作为光纤之父,他没有为光纤申请专利,放弃了成为世界首富的机会。PUM物理好资源网(原物理ok网)

他说:“成为香港首富、世界首富,对我来说都不算什么,我无怨无悔,因为如果我什么都以金钱为先,我们也不会取得光纤今天的成功。”PUM物理好资源网(原物理ok网)

他还说:“我也是一个普通人,能在这个世界上留下几条足迹,我就满足了。”PUM物理好资源网(原物理ok网)

他的话语充分展现了他豁达的人生态度和宽广的胸怀。PUM物理好资源网(原物理ok网)

最后,我们用美国第一位黑人总统的评论来结束今天的文章吧:PUM物理好资源网(原物理ok网)

“你(指高锟)的研究彻底改变了世界,促进了美国和世界经济的发展。我为你感到骄傲,世界欠你太多感激。”PUM物理好资源网(原物理ok网)

向伟大的光纤之父高锟致敬!PUM物理好资源网(原物理ok网)

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