在颁奖词中,评委这样描述他的成就——“1966年,高锟的一项发现实现了光纤应用的突破。他精心计算如何通过光导纤维远距离传输光。用纯度极高的玻璃纤维在超过100公里的距离以上传输光信号成为可能,而在上世纪60年代,普通的纤维只能传输光信号20米远。”
1966年,那时才33岁的高锟发表“光通讯”基础理论,提出以一条比头发丝还要细的光纤代替体积庞大的千百万条铜线,用以传送容量几近无限的信息,当时被人笑为“痴人说梦”,但这个“梦”于上世纪90年代被广泛利用,造就了今天互联网的大发展,高锟因此被誉为“光纤之父”。
谁也无法否认光纤对于人类的意义,那么,光纤究竟是怎样被发现的,它是如何改变着我们的生活方式?在光纤之后,会不会出现更为先进的信息传输材料?
天上有颗“高锟星”早已闪耀多年
在高锟获得诺贝尔物理学奖之前,这位出生于上海、生活于香港、深造于英国伦敦的华裔物理学家,就已经蜚声海内外.在他提出“光通讯”基础理论 30年后的1996年,中国科学院紫金山天文台将一颗小行星命名为“高锟星”.物理学家杨振宁教授在“高锟星”的命名典礼上致词:“今天以后,我知道每次我和小孙女看夜空的时候,将会告诉她,其中一颗是'高锟星'.我还会对她说,就在那一刹那,数不清的光纤,正在传递着数不尽的数位(bits),把人类世界推进高速信息的新纪元.”
而在美国西部凌晨三点被电话吵醒的高锟夫妇,睡眼蒙眬地得知获奖消息的时候,那颗徜徉天际的“高锟星”已熠熠闪耀了多年.为何距离“光通讯”基础理论提出43年之后,瑞典皇家学院方才把物理学界这颗耀眼的明珠交给高锟?
“1966年,高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文,开创性地提出光导纤维在通信上应用的基本原理,描述了长程及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性.简单地说,只要解决好玻璃纯度和成分等问题,就能够利用玻璃制作光学纤维,从而高效传输信息.”解放军理工大学郭道省博士告诉记者,“高锟的设想提出之后,虽然有人认为匪夷所思,有人对此大加褒扬,但在争论中,高锟的设想逐步变成现实——利用石英玻璃制成的光纤应用越来越广泛,全世界掀起了一场光纤通信的革命.四十多年过去了,整个社会生活都因此发生了翻天覆地的变化.换句话说,如果没有高锟的这一基础理论,今天的这种广泛依托光纤技术的便捷生活,可能会推迟出现.”
光纤到底是什么,它是怎样被发现的?
光线为什么会顺着水流弯曲
1870年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅,给人们讲解光的全反射原理.他做了一个简单的实验,在装满水的木桶上钻个孔,然后用灯从桶上边把水照亮.结果使观众们大吃一惊!人们看到,放光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光线也跟着弯曲,光居然被弯弯曲曲的水俘获了.
而实际上,在弯曲的水流里,光仍沿直线传播,只不过在内表面上发生了多次全反射,光线经过多次全反射向前传播.