高錕對於光纖通信的貢獻

高錕是光纖之父，提出光纖通信的原理

2009年，高錕因在“有關光在纖維中的傳輸以用於光學通信方面”作出突破性成就，獲得諾貝爾物理學獎。簡單地説，只要解決好玻璃純度和成分等問題，就能夠利用玻璃製作光學纖維，從而高效傳輸信息。這一設想提出之後，存在很多爭論，但在爭論中，高錕的設想逐步變成現實：利用石英玻璃製成的光纖應用越來越廣泛，全世界掀起了一場光纖通信的革命。

高錕對於光纖通信的貢獻

高錕被譽為“光纖之父”。早在1966年，高錕就在一篇論文中首次提出用玻璃纖維作為光波導用於通訊的理論。簡單地説，就是提出以玻璃製造比頭髮絲更細的光纖，取代銅導線作為長距離的通訊線路。這個理論引起了世界通信技術的一次革命。隨着第一個光纖系統於1981年成功問世，高錕“光纖之父”美譽傳遍世界。

高錕還開發了實現光纖通訊所需的輔助性子系統。他在單模纖維的構造、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域都作了大量的研究，而這些研究成果都是使信號在無放大的條件下，以每秒億兆位元傳送至距離以萬米為單位的成功關鍵。

高錕對於光纖通信的貢獻

高錕先生最為人熟知的貢獻是在光纖通信方面的巨大成就，被譽為“光纖之父”。光纖通信的意義到底有多巨大呢這就得從光通信開始説起了。

光通信的歷史其實非常久遠，例如我們都熟知“烽火戲諸侯”的歷史故事（這個故事的真實性歷史學界仍存在爭議），其實利用狼煙和烽火進行信號傳遞的過程，就可以視為光通信的雛形，只是這種信息的傳遞效率很低罷了。

從實現方式上，光通信可以分為自由空間光通信和光纖通信兩種，剛才説到的烽火和狼煙就屬於自由空間通信。貝爾在發明電話後，也發明了一種“光電話”，即通過發射和收集光的裝置進行通話，但在當時的技術條件下，這種光電話的通話距離很近，幾公里已經達到了極限，無法真正實用化。最大的原因就是光在傳播過程中會被幹擾和損耗，也很容易被遮擋，嚴重影響了傳播距離。所以如果存在一個封閉的“管道”，讓光在其中傳播，就可以避免自由空間的這種影響了。

光纖通信的基本原理以我們後人的眼光來看，似乎並不複雜，只不過是“光的全反射”罷了。所有讀過中學物理的同學都清楚，當光從高折射率介質射往低折射率介質時，角度超過某個臨界值，就無法透射了，所有的能量全部被反射回高折射率介質中。因此用高低折射率介質搭配，就可以構造一個封閉的“管道”，讓光在其中進行傳播，從而實現遠距離的光通信。

其實早在高錕先生之前，光的全反射現象早已被觀察和研究。例如人們發現，在酒桶上方點一盞燈，光線就會沿着側方噴出的水流傳播。但是大家一直沒能想到以這種方式進行通信。高錕先生在進行了大量推導和計算之後，從理論上分析和預言了利用光纖作為媒介進行光纖通信的可能性。沿襲高錕先生的理論，業界果然實現了超低損耗光纖，讓光纖通信由預測成為了現實。高錕先生也因此被譽為“光纖之父”，並獲得諾貝爾獎。

很不幸，高錕先生在晚年患上了“阿茲海默症”，因此逐漸淡出了人們的視線。但對我們光學專業的人來説，高錕先生無異於史詩中英雄般的人物。之前去香港中文大學交流時，曾無比激動地在先生塑像前合影。

光纖通信對世界的巨大影響相信每個人都深有體會。光纖通信是互聯網賴以存在的基礎，人類文明從未以如此高速度發展，人與人之間也從未以如此高效率溝通。可以説，這項技術重塑了世界格局，影響了人類文明的發展進程，讓我們的地球成為了名副其實的“地球村”。

高錕先生去了，但先生給人類留下了無比寶貴的財富。