高锟先生最为人熟知的贡献是在光纤通信方面的巨大成就,被誉为“光纤之父”。光纤通信的意义到底有多巨大呢?这就得从光通信开始说起了。
光通信的历史其实非常久远,例如我们都熟知“烽火戏诸侯”的历史故事(这个故事的真实性历史学界仍存在争议),其实利用狼烟和烽火进行信号传递的过程,就可以视为光通信的雏形,只是这种信息的传递效率很低罢了。
从实现方式上,光通信可以分为自由空间光通信和光纤通信两种,刚才说到的烽火和狼烟就属于自由空间通信。贝尔在发明电话后,也发明了一种“光电话”,即通过发射和收集光的装置进行通话,但在当时的技术条件下,这种光电话的通话距离很近,几公里已经达到了极限,无法真正实用化。最大的原因就是光在传播过程中会被干扰和损耗,也很容易被遮挡,严重影响了传播距离。所以如果存在一个封闭的“管道”,让光在其中传播,就可以避免自由空间的这种影响了。
光纤通信的基本原理以我们后人的眼光来看,似乎并不复杂,只不过是“光的全反射”罢了。所有读过中学物理的同学都清楚,当光从高折射率介质射往低折射率介质时,角度超过某个临界值,就无法透射了,所有的能量全部被反射回高折射率介质中。因此用高低折射率介质搭配,就可以构造一个封闭的“管道”,让光在其中进行传播,从而实现远距离的光通信。
其实早在高锟先生之前,光的全反射现象早已被观察和研究。例如人们发现,在酒桶上方点一盏灯,光线就会沿着侧方喷出的水流传播。但是大家一直没能想到以这种方式进行通信。高锟先生在进行了大量推导和计算之后,从理论上分析和预言了利用光纤作为媒介进行光纤通信的可能性。沿袭高锟先生的理论,业界果然实现了超低损耗光纤,让光纤通信由预测成为了现实。高锟先生也因此被誉为“光纤之父”,并获得诺贝尔奖。
很不幸,高锟先生在晚年患上了“阿兹海默症”,因此逐渐淡出了人们的视线。但对我们光学专业的人来说,高锟先生无异于史诗中英雄般的人物。之前去香港中文大学交流时,曾无比激动地在先生塑像前合影。光纤通信对世界的巨大影响相信每个人都深有体会。光纤通信是互联网赖以存在的基础,人类文明从未以如此高速度发展,人与人之间也从未以如此高效率沟通。可以说,这项技术重塑了世界格局,影响了人类文明的发展进程,让我们的地球成为了名副其实的“地球村”。
高锟先生去了,但先生给人类留下了无比宝贵的财富。
先生千古!
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