[视频]华裔物理学家高锟:光纤怎样将世界缩为村落

北京时间2009年10月6日17点45分,英国华裔物理学家高锟获得本年度诺贝尔物理学奖的消息,在他预言成真的“光通讯”作用下,瞬间传遍全球各地.
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.

后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维,当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进.由于这种纤维能够用来传输光线,所以称它为光导纤维,简称光纤.

光纤与光缆这两个名词,通常会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆.光纤的中心是传播光的玻璃芯.在多模光纤中,芯的直径是15μm－50μm(微米),大致与人的头发粗细相当.而单模光纤芯的直径为8μm－10μm.芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套,以使光信号保持在芯内传播,再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套.光纤通常被扎成束,外面有外壳保护.

“光导纤维可以用在通信技术里.它的作用到底在哪里?大家都知道,在光缆用于通信之前,都是采用电缆或微波来通信的,受电磁干扰影响大.由于电缆衰减大(相比光纤),成本也高,传输容量小.许多上了年纪的人,作为中国通信技术发展的体验者,可能对此深有感触.”北京大学现代通信技术研究所所长、光纤通信系统研究专家徐安士教授说.

在光纤通信没有发明前的那些日子里

市民林英武先生对自家18年前装固定电话的那一幕记忆犹新.“先是找人,也就是开后门,然后去登记.当时队排得老长,好不容易拿到表格,又听到传言,就算登记上了,也不一定会安得上.”林英武记得当时不包括电话机,一共交了初装费等在内共3800多元.这个数目相当于他当年近十个月的工资.半年之后,电话才装了起来.“我这还算是幸运的了,还有许多人交了钱,等了快两年才装上电话.”

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诺奖为何总是“姗姗来迟”

许多人对诺贝尔奖的印象是,它经常颁发给老者,而不是正值创造力巅峰的中青年科学家和学者.其实诺贝尔奖的颁奖原则就是要保证获奖成就经得起时间的考验.因为,基础性研究成果由提出到被广泛认可,往往有一个过程,需要很长时间的检验.此外,将奖项颁给取得了让人们心服口服的成就的人,可以避免急功近利、“立竿见影”的科研获奖心态.

比如1982年,澳大利亚学者巴里·马歇尔和罗宾·沃伦发现了幽门螺杆菌,并证明该细菌感染胃部会导致胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡.这一成果打破了当时的许多医学教条,但也经过了20多年,人们才渐渐发现这一成果的巨大价值.因此在2005年,两人获得了诺贝尔生理学或医学奖.

诺贝尔奖也并非总是“姗姗来迟”,华裔科学家杨振宁和李政道从发表论文到1957年共同获得诺贝尔物理学奖只有一年时间.但他们的成果属于可以马上验证的开创性成果,而大多数诺贝尔奖成果都经过了长时间的考验,许多发表成果的年轻科学家或学者到获奖时已经成为老者.

光纤之父！

华裔科学家就是伟大~~咱们中华炎黄的子孙都要努力了！

是传说中的沙发么？~支持！

再次出现华裔啊...最近诺贝尔奖是大热点

诺贝尔奖得住才是重点~

还在用到悲剧速度的ADSL的某人来观看这离我遥远的东西...

光纤总感觉遥不可及

科学就是神奇的来着~

嘛   怎么说也是个好东西来的  还是自己人发明的   当然要支持