光纖之父：高錕的故事

1933年11月4日，在江蘇金山縣（今上海市金山區(qū)）一個姓高的大戶人家里，出生了一個男嬰。

男嬰是家中長子，他的父母對他有很深的期望，于是用了“錕铻”（古書上記載的一個山名，產(chǎn)鐵礦，可造寶劍，寶劍亦稱“錕铻”）的“錕”字，給他取名。

沒錯，這個男嬰，就是我們今天文章的主角，著名的華裔物理學獎、教育家，“光纖之父”，高錕。

高錕

█ 名門之后，棟梁之材

高錕的家族，是正兒八經(jīng)的書香門第、名門望族。

高錕的爺爺，是晚清著名詩人、書畫家、革命家，高吹萬。高吹萬是南社（近代中國最著名的文人社團）的重要成員，與常州錢名山、昆山胡石亭并稱“江南三名士” 。

高錕的堂叔夫，高君平，也名高平子，是近代中國天文研究的開拓者，也是紫金山天文臺的籌建者。月球上有一個環(huán)形山，就叫“高平子環(huán)形山”。

高錕的父親高君湘，畢業(yè)于南洋大學（上海交通大學的前身），曾經(jīng)留學美國，拿到了密歇根大學法學博士的學位?；貒螅瑩紊虾H法庭的律師。

幼年時期的高錕，跟隨父母居住在上海法租界霞飛路（今淮海中路）的一棟三層洋房里。

當時，高君湘專門聘請了老師，給高錕和弟弟高铻進行國學啟蒙。據(jù)高錕個人回憶，這些國學知識對他后來的成就起了很大的作用。

高錕（前排左二）和他的父母、弟弟

10歲那年，高錕來到上海世界學校（今日的國際學校）就讀，完成了小學與初中一年級的課程。當時，除了中文之外，高錕也學習了英文和法文。

青少年時期的高錕，逐漸對化學產(chǎn)生興趣。他偷偷將自家三樓的儲藏間改造成化學實驗室，在里面自制氯氣，制造滅火筒、焰火、煙花和相紙。

有一次，他將紅磷粉與氯酸鉀混合，加水調(diào)成糊狀，再摻入泥里，搓成泥炸彈，并扔到街上引爆，嚇得路人紛紛躲避。

后來，高錕的一個堂哥在觀看高錕的化學實驗時，被意外濺出的酸性液體灼傷，他的化學實驗室才暴露。在父母的嚴令之下，他的化學實驗不得不終止。

被迫放棄化學愛好之后，高錕又迷上了無線電。他通過四處收集而來的電子器件，成功拼裝了一臺老式的真空管收音機，愛不釋手。

1948年，國共內(nèi)戰(zhàn)愈演愈烈。為了躲避戰(zhàn)亂，高錕一家人移居中國臺灣。不久后，他們又遷往香港。

次年，高錕進入香港圣若瑟書院就讀。畢業(yè)后，他以全港前十的成績，考入了香港大學。由于當時港大沒有電機工程系，他轉(zhuǎn)而遠赴英國，求學于倫敦伍爾維奇理工學院（現(xiàn)英國格林威治大學）。

大學時期的高錕

1957年，高錕畢業(yè)，取得電機工程理學士學位。隨后，他進入國際電話電報公司（ITT），在其英國子公司——標準電話與電纜有限公司（Standard Telephones and Cables Ltd.）擔任工程師。

這期間，高錕與公司同事黃美蕓相識，并最終結(jié)為伉儷（1959年）。后來，他們育有一子一女，分別取名為高明漳、高明淇。

高錕和他的家人

█ 鉆研科學，孜孜不倦

1959年，美國物理學家梅曼發(fā)明了世界上第一臺激光器，人類從此進入激光時代。

激光光源的出現(xiàn)，使得科學家們產(chǎn)生了將激光用于信號傳輸的想法。但是，經(jīng)過一番實驗后，科學家們發(fā)現(xiàn)，激光作為高頻信號，衰減太快，無法進行長距離傳輸，于是紛紛放棄。

此時的高錕，就職于標準電信實驗有限公司（ITT設(shè)在英國的歐洲中央研究機構(gòu)），擔任研究工程師。他的主要研究方向，是激光在高頻波導管中空架構(gòu)中的傳輸。

多次實驗后，高錕認為波導管導光是一條死路。于是，他改變方向，開始研究激光在透明材料介質(zhì)中的傳輸。

正在做實驗的高錕

業(yè)界的研究人員也有過高錕相同的想法。但是，實驗證明，透明材料（玻璃）的衰減率過大，甚至還不如空氣。所以，大部分人都放棄了這方面的研究。

高錕并沒有輕言放棄，反而繼續(xù)深入鉆研。經(jīng)過長達數(shù)年的反復實驗論證，他發(fā)現(xiàn)，透明材料中的雜質(zhì)含量，是激光衰減率過大的原因。

1965年，高錕獲得倫敦大學電機工程博士學位。次年，也就是1966年，高錕和他的伙伴G.A.Hockham，共同發(fā)表了一篇題為《光頻率介質(zhì)纖維表面波導》的論文。

高錕的論文

在論文中，高錕明確提出，利用石英基玻璃纖維，可進行長距離及高信息量的訊息傳送。當玻璃纖維的衰減率下降到每公里20db時，光纖通訊即可成功。

換句話說，只要解決了玻璃的純度和成分等問題，就可以將玻璃制作成光纖，用于通信。

這篇論文，后來被視為20世紀通信領(lǐng)域最偉大的論文之一，開啟了光纖通信時代的大門，也改變了人類科技的走向。此時的高錕，只有33歲。

正在做實驗的高錕

現(xiàn)在我們都知道這篇論文意義非凡，但實際上，論文發(fā)布之初，雖然引起行業(yè)關(guān)注，卻沒有人相信論文的結(jié)論。

就連貝爾實驗室，也認為高錕的設(shè)想不切實際。他們認為，高錕所設(shè)想的“沒有雜質(zhì)的玻璃”，是不可能存在的。

為了尋找這種“沒有雜質(zhì)的玻璃”，高錕造訪了各大玻璃工廠，還去了美國、日本、德國，跟專家們討論玻璃的制法，試圖說服他們進行相關(guān)的研究。

但是，大部分企業(yè)都拒絕了高錕的建議，不打算從事這種“無意義且耗資巨大的研究”。

唯一對高錕論文感興趣的，是美國的康寧公司（Corning Inc.）?？祵幑臼浅闪⒂?851年的老牌玻璃制造廠，愛迪生發(fā)明電燈的玻璃燈泡，就是他們家造的。

康寧公司意識到高錕論文的潛力和價值，低調(diào)啟動了高純度玻璃纖維的研發(fā)。

當時，康寧公司委派物理學家羅伯特·毛瑞爾（Robert Maurer），領(lǐng)導兩名新入職的年輕研究員：化學家皮特·舒爾茨（Pete Schultz）、實驗物理學家唐納德·凱克（Donald Keck），進行玻璃凈化的研究。

康寧的三位科學家

1970年，通過外部氣相沉積法（OVD），康寧使用摻鈦纖芯和硅包層，成功制造出了損耗為17dB/km的光纖。這是世界上首根符合理論的低損耗試驗性光纖，正式開啟了光通信時代。

兩年之后，康寧公司以摻鍺纖芯代替摻鈦纖芯，制造出了一條損耗低至4dB/km的多模光纖，再次引發(fā)行業(yè)震動。

此時，全世界才意識到，1966年高錕的那篇論文是多么的偉大和富有前瞻性。名譽和獎勵紛至沓來，高錕很快被譽為“光纖之父”。

這個時候的高錕，已經(jīng)離開了ITT。他于1970年返回香港，加入香港中文大學，籌辦電子系，并擔任了首任系主任。

1974年，高錕又回到了ITT上班。不過上班地點不是英國，而是美國。當時，光纖已經(jīng)逐步進行產(chǎn)品化階段，高錕來到美國弗吉尼亞州勞諾克的ITT光電產(chǎn)品部，擔任主任科學家，后擢升為工程主任。

整個70年代，通信行業(yè)都在研究光纖的產(chǎn)業(yè)化。1976年，第一條速率為44.7Mbit/s的光纖通信系統(tǒng)在美國亞特蘭大的地下管道中誕生。1979年，日本電報電話公司（NTT）研制出了0.2dB/km的極低損耗石英光纖。

到了80年代，光纖已經(jīng)全面進入了商業(yè)化階段，全球各地都開始興建商用光纖通信系統(tǒng)。

1982年，高錕被ITT公司任命為首位“ITT執(zhí)行科學家”，主要在康尼迪克州的先進技術(shù)中心工作。1985年，高錕來到聯(lián)邦德國，就職于SEL研究中心。與此同時，他也擔任耶魯大學特朗布爾學院兼職教授及研究員。

這一期間，高錕的研究成果不少。他開發(fā)了實現(xiàn)光纖通訊所需的輔助性子系統(tǒng)。在單模纖維的構(gòu)造、纖維的強度和耐久性、纖維連接器和耦合器，以及擴散均衡特性等多個領(lǐng)域，他都做了大量的研究工作，成果卓著。

█ 掌舵港大，包容并蓄

1987年，高錕再次返回香港，擔任香港中文大學的第三任校長。

他以自身在學術(shù)界的影響力，為中大招攬了大量的優(yōu)秀人才。他推動成立了工程、教育、藥劑、會計等學院，創(chuàng)辦了多個研究所，開設(shè)多個新的本科及研究生課程，還推動實施了靈活的彈性學分制。

所有他的付出，都為中大成為世界級研究型綜合大學奠定了堅實的基礎(chǔ)。

然而，學術(shù)背景出身的高錕，并不太擅長復雜的人事和權(quán)術(shù)，經(jīng)常被學校的行政事務(wù)搞得疲憊不堪。

在與學生的相處中，他寬厚的性格也沒有換來學生們的尊敬，反而招來得寸進尺的謾罵和攻擊。很多學生認為，這個校長就是一個只會傻笑的“糟老頭子”。

1993年，高錕被中央聘請為“港事顧問”，為香港回歸建言獻策。結(jié)果，中大的學生認為高錕涉足政治，“喪失學術(shù)自由”。

有一次高錕上臺演講時，激進的學生不僅拉橫幅辱罵，還搶走了他的麥克風。更有個別學生，將裝有玩具娃娃的避孕套朝高錕扔去，暗諷學校“蒙蔽”學生。

面對學生的挑釁和侮辱，胸襟寬闊的高錕既沒有生氣，也沒有懲罰。他認為，讓學生表達意見，才知道他們在想什么。將來，學生思考自己的所言所行，才會懂得成長。

擔任校長時的高錕（左一）

高錕退休前，中大校報的編輯再次發(fā)文諷刺，標題是：“八年校長一事無成”。

殊不知，高錕每年都會親筆寫信給學生會和校報，感謝他們的工作。高錕還每年自掏腰包，私下捐給這兩個組織各兩萬港幣的補助金，請他們自行分配給家境比較困難的同學。

1996年，高錕從香港中文大學退休，轉(zhuǎn)而擔任香港高科橋集團有限公司（TranStech Services Group Ltd）主席兼行政總裁，致力于科研成果的轉(zhuǎn)化。

這一年，為了表彰高錕對科學事業(yè)做出的貢獻，中國科學院紫金山天文臺將一顆國際編號為“3463”的小行星，命名為“高錕星”。

獲頒“高錕星”證書

同樣是1996年，高錕當選了中國科學院的外籍院士。

█ 榮獲諾獎，名至實歸

2003年左右，高錕被診斷出患有“阿爾茲海默綜合征”，也就是我們俗稱的“老年癡呆”。

隨著病情的發(fā)展，高錕的記憶力、表達能力逐漸下降，經(jīng)常不認得以往的熟人，言談舉止也變得緩慢。幸虧有高錕夫人黃美蕓的細心照顧，高錕才能夠維持較好的精神狀態(tài)。

高錕和夫人黃美蕓

2008年，為了離子女更近，高錕和夫人移居美國，住在加州舊金山附近的山景城。

2009年10月6日，瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布，高錕因其對光纖事業(yè)的重要貢獻，與另外兩名美國科學家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯（發(fā)明了CCD電荷耦合器件）共同獲得了當年的諾貝爾物理學獎。

公布獲獎名單現(xiàn)場

消息一出，引發(fā)了全球尤其是華人媒體的強烈關(guān)注。此時，距離高錕論文發(fā)布，已經(jīng)過去了43年。高錕本人，也已經(jīng)76歲高齡。 

公布獲獎當天的高錕

雖然身體狀態(tài)不佳，高錕仍在夫人的陪同下，親自到瑞典首都斯德哥爾摩出席頒獎儀式。

考慮到他的特殊情況，主辦方破例免除了他的頒獎禮儀。他不需要走到臺中領(lǐng)獎、鞠躬三次，而是瑞典國王卡爾十六世·古斯塔夫走到他面前，給他頒獎。高錕的獲獎演講，也是夫人黃美蕓代勞。

頒獎現(xiàn)場

高錕獲獎后返港，受到了香港特區(qū)政府和人民的熱烈歡迎。香港特首曾蔭權(quán)、諾貝爾獎得主楊振寧及莫理斯出席迎接儀式。近百名記者蜂擁而至，爭相對高錕進行采訪。

然而此時的高錕，根本已經(jīng)搞不清楚什么是諾貝爾獎了。他只能在太太的攙扶之下，用笑容向眾人進行回應(yīng)。

不久后，高錕將諾貝爾獎牌、獎狀及另外17個獎項，永久捐贈給了自己曾經(jīng)工作過的香港中文大學。

2018年9月23日，高錕教授于香港逝世，享年84歲。告別儀式上，香港特首林鄭月娥親自到場扶靈。

2021年11月4日，為了紀念高錕誕辰88周年，谷歌公司推出一個紀念涂鴉：

█ 結(jié)語

回顧高錕的一生，我們會發(fā)現(xiàn)，他是一個極其樂觀的人。他的幾乎每一張照片，都展示了純真的笑容，真的像一個孩子一樣。

他從來不計較別人對自己的攻擊，對名利也看得很淡。作為光纖之父，他沒有申請光纖的專利，放棄了成為世界上首富的機會。

他是這么說的：“香港首富、全球首富，對我來說完全沒有意義。我無后悔、也無怨言，因為如果事事以金錢為重，一定不會有今日光纖的成果。”

他還說：“我也是一個普通人，在世界上行走一圈， 能留下一點腳印，我已經(jīng)心滿意足。”

言語之間，充分展現(xiàn)了他豁達的人生態(tài)度，以及廣闊的胸襟。

最后，讓我們用美國前總統(tǒng)奧巴馬的評語來結(jié)束今天的文章：

“你（指高錕）的研究完全改變了世界，促進了美國及世界經(jīng)濟的發(fā)展，我本人為你而感到驕傲，世界欠你一個極大人情。”

致敬！偉大的光纖之父，高錕！

參考文獻：

1、《高錕的中國故事》，倪蘭，通信世界，2009

2、《潮平岸闊——高錕自傳》，高錕，四川文藝出版社，2007

3、《紀念高錕》，蔣志明，金山報，2018

4、百度百科，維基百科，高錕詞條