人物｜“光纤之父”走了：他的理论50年前没人信，50年后牵动世界

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“光纤没有铜，偷了也没用”，如今这样的标语在我国大街小巷都能够看到，光纤通信革命的迅猛连偷盗行业都与之脱节。

仿佛一夜间，大至国家机要通讯小至入户网络线缆，都摒弃了金属材质的“电线”，换上了所谓的“光纤”。

2006年的台湾地震，造成大量的海底光缆受损，导致全球互联网访问出现故障，一个月后才恢复。

现代的生活中的各种通信方式几乎已经离不开光纤了。

早在十九世纪中叶，有两位科学家就发现了光的全内反射现象，他们将带孔的水桶注满水，把光打在水桶内，发现光线竟然沿着弯曲的水流平滑地流出来。

全内反射，又称全反射，当光线从较高折射率的介质进入到较低折射率的介质时，如果入射角大于某一临界角时，不发生折射，所有的入射光线将被反射。

十九世纪末，贝尔发明了极具前瞻性的“光话机”，用能感受震动的薄镜将聚集后的阳光反射出去，薄镜受到声音的影响发生震动，改变光线的强度，再将加载了声音信息的光线还原成声音。

光话机原理图

但这一发明因为以空气作为光线传播介质，因为衰减率过大，光线传播了一段距离后强度变得很弱，加载在其中的声信号也会变得失真，并没有成为一个实用的发明。

此后的近百年里，虽然出现了多种传播介质，让光线可以更加任性地转弯，但每三米就衰减过半的性能也仅仅用于医用内窥镜。

医用内窥镜

就连透明的材料都会产生如此大的损耗，许多工程师都坚信长距离光通信是天方夜谭。

高锟，一个在英国的毕业留学生，一篇逆反的论文《光频率的介质纤维表面波导》，正如他童年斑驳的出格事迹一般，但这次却如石沉大海。

高锟

高锟生于上海，受祖父高吹万（晚清诗人）的影响，幼时接受塾师式的教育，直自十岁时进入一所西式实验学校学习。

那是一所由回国的法国留学生创办的实验学校，开放自主的教育让高锟童年深受启发。

高锟六年级时便开始做化学实验，他与好伙伴周同学一起成功地通过电解水，制备了氢气与氧气，打开了化学世界的大门。

电解水实验

没多久，高锟就有了自己的第一个发明“泥球炸弹”。

他将红磷和氯酸钾塞进湿润的泥土里，待其干燥后，撞向硬物，受到冲击便会爆炸。

偷摸做的化学实验因为一次意外败露了，被迫放弃化学实验后，高锟依然没能静下心来，转眼，他和周同学又开垦了无线电的新田地。

当我们最终由耳筒里收听到电台广播，那感觉奇妙极了。在什么也没有的空气里，竟然可以蕴藏音乐，简直是魔术。

正是鼓捣无线电的这段经历，在高锟心里埋下了电机工程的种子。

中学时期，高家人为了躲避内战，也为了谋求生计，辗转至香港，聪慧的高锟很快便适应了除粤语之外的一切。

他以全港前十的成绩考入当时香港唯一的一所大学——香港大学。

而高锟因为少时对无线电的兴趣选择修读电机工程，可是当时的香港大学的还未筹备好此专业。

决心已定的的高锟只好远赴英国投考合适的大学。

高锟就读的伍尔维奇理工学院，现改名为格林威治大学

初到英国，高锟就按捺不住又开始做起自己的实验，他怂恿房东的儿子将地下室改装成相片冲印室。

自己将相机镜头改装成放大机，冲印起照片来，“我简陋的冲印间见证了我真正独立的第一步，我不但解决了财政难题，还让我刚露苗头的工程学技术派上用场。 ”

在英国的学习生涯让高锟与工程界有了颇多的接触，他意识到到学校里的知识与实践的巨大差异，也迫不及待地想大展一番拳脚，找到自己的岗位。

高锟在实验室

终于，在毕业之际，高锟进入了国际电话电报公司，时值通讯行业的瓶颈时期，通讯设备面临着大革命。

高锟工作的头两三年专注于高频波导管的研究工作。高频波具有更高的信息容量，但其特性导致在空气传播过程中损耗过大，需要采用波导管这种特殊的空心线缆定向传播。

在1959年，激光的横空出世让通讯界看到了希望，但在经过一些试验后，其特性并不足以作为远距离传输的载体。

“怎可以那么快便断定激光没有可为？”高锟心中一直没有放弃。

世界上第一个激光器

高锟结合实验室早先研究的波导管技术，有了“激光导管”的设想，并不断寻找合适的线缆材料。

但无论什么材料，效果都不理想，甚至不能大角度地弯曲。

虽然高锟同时在攻读博士，在公司实验室中仍不断地进行实验。

多次尝试仍无成果，但他确信用类似波导管的中空结构导光是条死路。

他打算另辟蹊径，采用透明材料作为激光传输的介质，但此前的研究和文献中，都已证明透明材料衰减率过大，甚至不如空气。

但经过长达几年的实验论证，高锟从理论上验证了透明材料的可行性。

透明材质中的杂质才是造成衰减率过大的主要原因，推翻了工程界一口咬定光通信是天方夜谭的定论。

但是1966年他发表在电机工程师学会学报上的论文，不仅被排版在了不显眼的位置，而且最终也没能引起什么反响。

高锟也明白，理论中衰减率低于20 dB/km的光导纤维当时根本没有人能生产，就算是自己的研究毫无偏差，终究也只是一纸空谈。

于是他跑遍了世界各地的大型玻璃生产企业，说服他们开展相关的研究。

大型玻璃厂商Pilkington公司

但情况不容乐观，绝大多数的企业都不愿意花高昂的成本研发超纯净玻璃纤维。

他们眼中的玻璃只是装饰品、器皿，只是沙子烧制成的小玩意。

于是高锟又拾起童年的化学，做起了半个玻璃工艺专家，与企业的研发部门一起探讨研究可行的高纯度玻璃制造工艺。

为了将心中构想的光通讯变为现实，高锟甚至找到了当时公司的竞争对手贝尔实验室，向他们推销自己的理论与技术。

高锟谈起那段经历仍然记忆犹新：“那时候我很清楚地知道这个计划是非常大的工程，将来需要动员几百万人。”

赫赫有名的贝尔实验室

随着高锟不断地发表光纤与光通信的演说，在业界逐渐有了知名度。

玻璃企业们似乎发现这的确是一个大机遇，纷纷着手研发。

美国康宁公司根据高锟发表的论文开始进行研发。

1970年，终于制造出了符合理论的低损耗试验性光纤，翻开了光通讯时代的第一个篇章。

1976年，美国亚特兰大开通了世界第一条光纤通信系统试验线路。

1979年，光纤传输损耗降低至0.2dB/km。

1992年，贝尔实验室与日本合作成功试验了9000公里的传输任务。

如今，中国光纤入户比例占到宽带用户的一半以上。

高锟切切实实地成为了世界公认的“光纤之父”。

人到中年他逐渐退出工程领域，进入学界教书育人。

他曾受聘于香港中文大学，成为第三任校长。任职期间高锟因为好脾气时常遭到学生的奚落，甚至在学生报上发表“八年校长一事无成”这样诋毁的文章。

但高锟却从来没有惩罚过那些调皮的学生，反而每年自掏腰包捐出补助金救济经济困难的调皮学生。

梁文道在《我的老校长高锟》一文中写到：毕业之后，我才从当年干过学生会和学生报的老同学那里得知，原来高锟每年都会亲笔写信给他们，感谢他们的工作。

2009年，诺贝尔物理学奖获奖名单揭晓，高锟与另外两位科学家共享科学界的最高奖项。

时隔近半个世纪，高先生终于获得了应得的荣誉，但人们谈起“光纤之父”，高锟却似完全不知情。

早在2003年，花甲之年的高锟被确诊患有阿兹海默症（俗称老年痴呆）。

智力将会逐渐退化，变得像孩子一样单纯，渐渐地他记不起自己了不起的贡献，甚至记不起光纤，只有纯真的笑容还永驻他的脸庞。

诺奖颁奖典礼上，瑞典国王特意为高锟免去繁琐的礼节，破例亲自走到他面前向他颁奖。

“谢谢”，这是高锟接到奖章与证书后说的唯一一句话。

瑞典国王授予高锟奖章与证书

在那之后，“光纤之父”在爱妻的陪伴下通过学习绘画恢复智力，经历了一个月的学习才握得画笔。

高锟以点为画，创作了第一篇画作《许愿树》。

“香港首富、全球首富，对我来说完全没有意义，我无后悔、也无怨言，因为如果事事以金钱为重，一定不会有今日光纤的成果。”

这是老先生被问及为什么不给光纤申请专利时的回答。

一个纯粹的人用一颗纯粹的心，带给世界如此高速便捷的信息生活。

科技就像轰鸣着前进的蒸汽列车，不可阻挡地奔向未来。

但是有时候我们却又希望它跑得慢一点，让我们再留念这周遭的风景和故事。

2018年的9月23日，牵动世界的“光纤之父”高锟离开了人世，这一消息通过他的成果迅速传播到世界的每一个角落，他若有知，这或许是一个喜讯。

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