趙梓森
1932年出生于上海。1954年畢業(yè)于上海交通大學(xué)電信系。郵電部武漢郵政科學(xué)研究院高級(jí)工程師和總工程師,武漢·中國(guó)光谷首席科學(xué)家。1995年當(dāng)選中國(guó)工程院院士。1977年在無(wú)比簡(jiǎn)陋條件下研制出了中國(guó)第一根實(shí)用型光纖,采用石英光纖作傳輸介質(zhì)、半導(dǎo)體激光器作光源、脈沖編碼調(diào)制為通信制式的方案建立了中國(guó)的光纖通信技術(shù)體系。領(lǐng)導(dǎo)科研技術(shù)團(tuán)隊(duì)架設(shè)起貫通全國(guó)的光纖通信線路,主導(dǎo)借鑒和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展我國(guó)的光纖通信產(chǎn)業(yè),倡議并支撐建立起武漢·中國(guó)光谷這個(gè)全球最大的光電產(chǎn)品研產(chǎn)基地。先后獲得多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng),數(shù)次當(dāng)選為全國(guó)人大代表和主席團(tuán)成員。因在光纖通信領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性成就,被譽(yù)為“中國(guó)光纖之父”。
■賀金波
現(xiàn)在,當(dāng)我們能隨時(shí)隨地上網(wǎng)、舒適享受寬帶接入帶來(lái)的信息便利之時(shí),不得不提到“中國(guó)光纖之父”——趙梓森院士。他自幼對(duì)理工科和制作感興趣,1973年初接觸到感興趣的光纖通信專(zhuān)業(yè)后,就全身心投入到這項(xiàng)事業(yè)之中。他克服難以想象的各種困難,推動(dòng)我國(guó)把光纖通信列入國(guó)家通信發(fā)展戰(zhàn)略,研制出我國(guó)第一根實(shí)用性光纖,創(chuàng)立了我國(guó)的光纖通信技術(shù)方案,架設(shè)起連通全國(guó)的光纖通信線路和推動(dòng)光纖到戶(hù)工程?v觀趙梓森的一生,是對(duì)實(shí)用科技興趣的不懈追求成就了他的科學(xué)報(bào)國(guó)理想。
求學(xué):不達(dá)興趣不罷休
趙梓森1932年出生于上海盧灣區(qū)一個(gè)很小的制衣作坊家庭。他自幼興趣廣泛,尤偏于理科和制作,尚在小學(xué)和初中階段,就因陋就簡(jiǎn)制造過(guò)氫氣球、礦石收音機(jī)、滑翔飛機(jī)模型和小提琴等。1937年8月,“淞滬會(huì)戰(zhàn)”爆發(fā),日軍強(qiáng)占了他們家新蓋的房子,全家人被迫顛沛流離,遍嘗生活艱辛,因而促使其從小就樹(shù)立了科學(xué)救國(guó)的理想。1949年高中畢業(yè)時(shí),因追求感興趣的動(dòng)手性強(qiáng)的實(shí)用性學(xué)科,他先后從浙江大學(xué)農(nóng)藝系、復(fù)旦大學(xué)生物系退學(xué),兩次重新參加高考,最后于1950年入讀上海交通大學(xué)電機(jī)系電信專(zhuān)業(yè),為他日后接觸和研制光纖打下了基礎(chǔ)。
他1954年大學(xué)畢業(yè)后被分配到武漢郵電學(xué)校當(dāng)老師,在教授基礎(chǔ)學(xué)科之余不忘刻苦鉆研實(shí)用通信知識(shí),雖多次因?yàn)閷?zhuān)攻學(xué)術(shù)問(wèn)題遭受政治迫害和沖擊,但始終相信“天生我材必有用”,一直醉心于多項(xiàng)自己感興趣的小制作和技術(shù)發(fā)明。“文革”期間,他白天參加政治學(xué)習(xí),晚上在家偷偷自制電視機(jī)和高端收音機(jī),為后來(lái)的光纖研究奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。功夫不負(fù)有心人,他的不懈努力不斷得到回報(bào)。1959年,他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制的可解三階微分方程的模擬計(jì)算機(jī),在“武漢市高校五年成就展覽會(huì)”上演示獲得成功,被授予“武漢市高?萍汲晒氐泉(jiǎng)”。1964年,他獨(dú)立演算提出的 “0-∞法解網(wǎng)絡(luò)”解“梅森公式”因簡(jiǎn)潔實(shí)用得到學(xué)術(shù)界高度評(píng)價(jià)。1973年,他采用太陽(yáng)光做平行光源,主導(dǎo)解決了立項(xiàng)研究多年而長(zhǎng)期鮮有突破的國(guó)家級(jí)大氣激光通信項(xiàng)目。這些理論研究和實(shí)踐成果,既是他多年專(zhuān)注于科研興趣不斷積累的結(jié)果,也是他科研天賦和能力的反映,從此領(lǐng)導(dǎo)和同事們一致認(rèn)可他為“技術(shù)專(zhuān)家”,覺(jué)得他“搞科研很有一套”,這為他日后說(shuō)服領(lǐng)導(dǎo)并促成光纖研制積累了人力資本。
光纖:咬定青山不放松
1973年主導(dǎo)解決了大氣激光通信難題后,當(dāng)許多同事為此歡欣鼓舞之時(shí),趙梓森卻非常冷靜地看到這種技術(shù)會(huì)受到天氣和障礙物的局限,難有好的發(fā)展前景,于是開(kāi)始思考新的通信方式。在聽(tīng)說(shuō)玻璃絲(光纖)能夠通信后,他急切去湖北省圖書(shū)館找到華裔英籍科學(xué)家高錕于1966年首次發(fā)表的關(guān)于光纖通信的論文《光頻介質(zhì)波導(dǎo)》抄寫(xiě)閱讀,初步認(rèn)可了光纖通信技術(shù)的可行性和巨大發(fā)展?jié)摿。他后又通過(guò)多方了解,知道美國(guó)和英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在研制光纖通信技術(shù)并取得初步的成功后,更加堅(jiān)信了自己的判斷,感覺(jué)找到了光纖通信這座“青山”。就他的性格而言,咬定青山就難以放松。但當(dāng)時(shí)的中國(guó),因?yàn)殚L(zhǎng)期的政治運(yùn)動(dòng)和信息閉塞,不僅是領(lǐng)導(dǎo)層,就連科研人員都不相信玻璃絲可以通信。怎么辦?趙梓森意識(shí)到,機(jī)會(huì)不是坐等來(lái)的,而必須通過(guò)努力才能爭(zhēng)取到。他抓住一切可能的時(shí)機(jī),不遺余力地呼吁和說(shuō)服各層級(jí)領(lǐng)導(dǎo)支持和發(fā)展中國(guó)的光纖通信研究,并最終把握住了三次重大的機(jī)會(huì)。
第一次是1973年5月,他作為技術(shù)代表,在出席全國(guó)郵電科研規(guī)劃會(huì)議時(shí),從剛訪美歸國(guó)的著名科學(xué)家錢(qián)偉長(zhǎng)那里打聽(tīng)到美國(guó)已經(jīng)秘密研制成功實(shí)用光纖的消息后,非常著急,感覺(jué)時(shí)不我待,硬是多方說(shuō)服會(huì)議領(lǐng)導(dǎo)把“積極創(chuàng)造條件開(kāi)展光導(dǎo)纖維研制工作”這句話列入到未來(lái)科研規(guī)劃中來(lái),促使光導(dǎo)纖維研制第一次成為一般性研究課題。第二次是1974年10月,他創(chuàng)新性提出的符合我國(guó)國(guó)情的光纖通信研究技術(shù)方案(石英光纖作傳輸介質(zhì)、半導(dǎo)體激光器作光源、脈沖編碼調(diào)制為通信制式),在國(guó)務(wù)院科技辦組織的“背靠背辯論”中,“擊敗”已經(jīng)有前期研究基礎(chǔ)且研究實(shí)力明顯強(qiáng)于自己的競(jìng)爭(zhēng)單位,使光纖研制項(xiàng)目首次被納入到國(guó)家課題的層面,為我國(guó)的光纖研制確立了正確的方向。第三次是1977年5月,在“郵電部工業(yè)學(xué)大慶展覽會(huì)”上,他演示了用自行研制的光纖傳輸黑白電視信號(hào),得到了時(shí)任郵電部部長(zhǎng)鐘夫翔的稱(chēng)贊和賞識(shí),光纖通信因此被破格列為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目,從而促成其所在單位放棄了原來(lái)確定的重點(diǎn)攻關(guān)目標(biāo),而改為全院通力攻關(guān)光纖通信,并將其任命為技術(shù)負(fù)責(zé)人,主導(dǎo)全院的光纖通信技術(shù)研究。我國(guó)的光纖通信研究從此邁入了“快車(chē)道”。
技術(shù):步步攻關(guān)終突破
對(duì)光纖通信研制來(lái)說(shuō),爭(zhēng)取到政策和單位的支持,只是萬(wàn)里長(zhǎng)征走了第一步。按照趙梓森提出的方案,光纖通信的三個(gè)基本要素(光纖、激光器和通信機(jī))在當(dāng)時(shí)我國(guó)落后的生產(chǎn)設(shè)備和工藝條件下,哪一個(gè)都是空白,都需要自力更生去解決、去突破、去攻關(guān)。
第一步攻關(guān)是研制實(shí)用型光纖(理論上石英純度高于109、光損低于20dB/km)。當(dāng)時(shí)的情況是,雖然通過(guò)“背靠背辯論”把光纖研制納入到國(guó)家級(jí)課題,但武漢郵科院內(nèi)部并未真正重視,沒(méi)有為此建立團(tuán)隊(duì),也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室。他好不容易說(shuō)服領(lǐng)導(dǎo),才把辦公樓一樓廁所旁一個(gè)廢棄洗手間改造成簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)室。他和10位志同道合的同事,采用最簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)設(shè)備(電爐、試管和酒精燈等)、最簡(jiǎn)單的工藝(燒烤)和最基礎(chǔ)的原料(四氯化硅、氧氣),經(jīng)過(guò)1年多時(shí)間數(shù)千次的試驗(yàn),才熔煉出高純度(雜質(zhì)10-9)的石英玻璃。他們以此試驗(yàn)為基礎(chǔ),采用改良的化學(xué)汽相沉積法(MCVD),自力更生繪制300多張圖紙,利用院內(nèi)一臺(tái)舊車(chē)床和廢舊機(jī)械零件,制造出一臺(tái)光纖拉絲機(jī),終于于1977年3月成功拉制出了我國(guó)第一根實(shí)用型、短波長(zhǎng)(0.85?滋m)和階躍型石英光纖(長(zhǎng)度17米,損耗300dB/km)。之后又經(jīng)過(guò)近三年的試制探索,于1980年4月,使拉制出的長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖最低損耗值在1.55?滋m處達(dá)到0.29dB/km,最終達(dá)到實(shí)踐應(yīng)用的要求。
第二步是研制半導(dǎo)體激光器。就中國(guó)當(dāng)時(shí)的工業(yè)和技術(shù)水平,如果單靠自力更生需要很長(zhǎng)的時(shí)間摸索,如此會(huì)極大延誤光纖通信在我國(guó)的推廣使用。他利用被派出到美國(guó)參觀訪問(wèn)的機(jī)會(huì),不失時(shí)機(jī)與美國(guó)半導(dǎo)體激光器的發(fā)明人謝肇金博士進(jìn)行商談達(dá)成了技術(shù)合作協(xié)議。為沖破美國(guó)設(shè)立的 “技術(shù)壁壘”,必須分別在美國(guó)和中國(guó)合作建廠,利用謝肇金享有的美國(guó)專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)長(zhǎng)波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器。1979年9月,受邀來(lái)華訪問(wèn)的謝肇金與武漢郵科院簽訂正式合作辦廠協(xié)議,在中國(guó)開(kāi)辦長(zhǎng)江激光電子股份有限公司,趙梓森為中方技術(shù)代表和負(fù)責(zé)人。但趙梓森清醒地意識(shí)到,引進(jìn)技術(shù)是為了更好借鑒,決不能單純依賴(lài)。經(jīng)細(xì)心考察員工后,他大膽起用了公司里年輕有為的李同寧(女)為課題組組長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)激光器的自主研發(fā)。經(jīng)過(guò)兩年多的努力,中方主導(dǎo)的長(zhǎng)江激光電子股份有限公司終于在1981年9月研制出了我國(guó)第一個(gè)享有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的長(zhǎng)波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器,擺脫了依賴(lài)美國(guó)技術(shù)的歷史。
第三步是通信機(jī)問(wèn)題。按照趙梓森在“背靠背辯論”時(shí)提出的技術(shù)方案,光導(dǎo)信號(hào)必須是數(shù)字信號(hào),需要數(shù)字式通信機(jī)(PCM機(jī))。但符合PCM機(jī)要求的半導(dǎo)體集成塊,即使在發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)時(shí)還沒(méi)研制出來(lái),這成了解決通信機(jī)問(wèn)題的“攔路虎”,難倒了一些同類(lèi)型科研機(jī)構(gòu)。而趙梓森沒(méi)有因此退縮,也沒(méi)有等待,他根據(jù)其掌握的扎實(shí)通信理論知識(shí),認(rèn)為半導(dǎo)體集成塊研制出來(lái)只是時(shí)間問(wèn)題,在沒(méi)有研制出來(lái)之前,暫時(shí)可以通過(guò)“脈沖調(diào)相”來(lái)替代解決。隨后的發(fā)展再次證明了他的“準(zhǔn)確眼光”,一是武漢郵科院采用了這個(gè)替代方案研發(fā)出了可用于光纖通信實(shí)踐的通信機(jī),并在試驗(yàn)中獲得了成功;二是國(guó)際上隨后果然研發(fā)出了符合通信技術(shù)要求的半導(dǎo)體集成塊。利用這些集成塊,趙梓森指導(dǎo)科研團(tuán)隊(duì)很快研制出了PCM二代機(jī)和三代機(jī),順利應(yīng)用于我國(guó)的第一條實(shí)用光纖線路——“八二工程”,武漢郵科院因此在研制光纖通信中贏得了郵電部領(lǐng)導(dǎo)的信任和支持,取得了我國(guó)光纖通信研制的主導(dǎo)地位。
架設(shè):由短及長(zhǎng)通南北
完成了材料和設(shè)備研制并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證后,接下來(lái)就是實(shí)用光纖線路架設(shè)了。1981年9月,郵電部和國(guó)家科委確定在武漢建立一條光纜通信實(shí)用化系統(tǒng),意在通過(guò)實(shí)際使用,完成商用試驗(yàn)以定型推廣。由于其限于1982年完成,故簡(jiǎn)稱(chēng)“八二工程”。按照設(shè)計(jì)方案,該工程是一個(gè)市內(nèi)電話局間中繼工程,其主要技術(shù)指標(biāo)為:傳輸速率8.448Mb/s,傳輸容量120個(gè)市話話路,中繼距離6公里,線路長(zhǎng)13.3公里,跨越長(zhǎng)江、漢水,貫穿武漢三鎮(zhèn),連接武漢市四個(gè)市話分局。與研制過(guò)程中的試驗(yàn)線路相比,該工程最突出的困難有兩個(gè):一是線路長(zhǎng),這就要求光纖必須大批量量產(chǎn)。光纖的量產(chǎn)包括熔煉、拉絲、測(cè)試、套塑四個(gè)基本環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)還包括其他子工藝。尤其是拉絲環(huán)節(jié),為了兼顧光纖的質(zhì)量和產(chǎn)量,還需要克服很多技術(shù)難題。趙梓森現(xiàn)在仍然對(duì)這些困難記憶猶新:“拉絲機(jī)是這樣的,上面一根玻璃棒,加在爐上,把溫度加高,它就軟了,一邊拉它,然后下面卷,但是在卷之前,如果玻璃在熱的時(shí)候碰到空氣冷卻,它會(huì)發(fā)生裂紋,有裂紋的話,光纖就沒(méi)強(qiáng)度了……”“八二工程”建設(shè)的另一個(gè)難點(diǎn),是在長(zhǎng)距離傳輸中光纖可能面臨損壞,即斷點(diǎn)問(wèn)題。光纖無(wú)論是懸于空中,還是埋于地下,總難免發(fā)生意外出現(xiàn)斷裂。這些斷點(diǎn)有的顯而易見(jiàn),查找容易;有的則十分隱蔽,查找困難。為此,一方面必須研制光纖斷點(diǎn)測(cè)試設(shè)備,另一方面還要隨時(shí)待命,排查線路中斷故障……若干年后趙梓森談起光纖通信實(shí)用化階段的艱辛?xí)r,印象最深的還是那一次次不分晝夜、不分寒暑隨叫隨到的檢修。因?yàn)樵缙谌狈z修經(jīng)驗(yàn)和檢修儀器,每次都是相關(guān)人員一齊出動(dòng),趙梓森和二十多個(gè)同事擠在院里分配的一輛額定8人的面包車(chē)?yán),到處奔波?982年12月31日,中國(guó)光纖通信的第一個(gè)實(shí)用化系統(tǒng)——“八二工程”按期全線開(kāi)通,正式進(jìn)入武漢市市話網(wǎng),標(biāo)志著中國(guó)進(jìn)入光纖數(shù)字化通信時(shí)代。
隨著“八二工程”的成功入網(wǎng),1983年5月,趙梓森被提拔為武漢郵科院總工程師。在他的領(lǐng)導(dǎo)下,又先后完成了數(shù)十項(xiàng)由短及長(zhǎng)的光纖通信架設(shè)工程。其中,1987年完成的全長(zhǎng)244.86公里的“漢荊沙工程”(武漢-荊州-沙市),被作為全國(guó)同類(lèi)行業(yè)的示范。1993年完成的全長(zhǎng)3046公里的“京漢廣工程”(北京-武漢-廣州),是目前中國(guó)也是世界上最長(zhǎng)的架空光纜通信線路,該工程跨越北京、湖北、湖南、廣東等6省市。工程中為了解決原140Mb/s傳輸設(shè)備不適合中小城市電路條件的問(wèn)題,他專(zhuān)門(mén)組織研發(fā)了140Mb/s1B1H碼型機(jī)。由于北京到廣州之間溫差很大,會(huì)導(dǎo)致光纖在應(yīng)力作用下信號(hào)傳輸出現(xiàn)延時(shí),趙梓森指導(dǎo)學(xué)生毛謙進(jìn)行攻關(guān),確保了如此長(zhǎng)距離光纖傳導(dǎo)延時(shí)小于規(guī)定的14微秒。為了方便沿途各省市單位對(duì)工程維護(hù),他們還在工程監(jiān)控上首次采用了漢字終端顯示。京漢廣架空光纜工程的開(kāi)通,不僅有效緩解了京漢廣沿線的通信線路緊張狀況,也對(duì)疏通全國(guó)光纖通信線路起到了很好的調(diào)節(jié)作用。這樣在不到10年時(shí)間內(nèi),趙梓森和他的團(tuán)隊(duì)就將大容量高傳速的光纖通信線路連通到天南海北,完成了我國(guó)的信息高速公路建設(shè)工作。
產(chǎn)業(yè):支撐建立大光谷
如果用人體血液循環(huán)系統(tǒng)做比喻,“京漢廣工程”只是光纖通信線路的大動(dòng)脈,要把光纖通信深入到每個(gè)城市和鄉(xiāng)村,實(shí)現(xiàn)光纖入戶(hù),還需要建立數(shù)量龐大的分支動(dòng)脈、小動(dòng)脈和毛細(xì)血管網(wǎng)。如此一來(lái),單靠武漢郵科院和全國(guó)為數(shù)不多的幾家單位生產(chǎn)相關(guān)材料和設(shè)備顯然是不夠的,必須加強(qiáng)光纖和光電產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化和規(guī);1983年,國(guó)家計(jì)委和郵電部考慮到我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,為了使光纖通信、光纖光纜迅速形成產(chǎn)業(yè),決定尋求外企合作,武漢郵科院被指定為負(fù)責(zé)單位。1984年,郵電部、湖北省和武漢市三方達(dá)成協(xié)議,在武漢建設(shè)郵電部武漢通信光纖廠,趙梓森擔(dān)任中方技術(shù)負(fù)責(zé)人。他經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)研和艱苦談判,于1985年與荷蘭飛利浦公司達(dá)成協(xié)議,合作建立中外合作公司——長(zhǎng)飛公司。長(zhǎng)飛公司1988年成立,1992年即建成投產(chǎn)。不過(guò),因工業(yè)基礎(chǔ)過(guò)于薄弱,在投產(chǎn)的數(shù)年間國(guó)產(chǎn)光纖與世界先進(jìn)水平仍存在較大差距,這也導(dǎo)致了在1988年至1998年建設(shè)“八縱八橫”的一系列光纜干線工程中,一律采用進(jìn)口的購(gòu)自美國(guó)康寧公司的光纖。面對(duì)長(zhǎng)飛公司發(fā)展初期面臨的技術(shù)困難,他始終親臨一線指導(dǎo),不斷幫助公司提高技術(shù)水平。經(jīng)過(guò)6年多的發(fā)展,到1998年長(zhǎng)飛公司生產(chǎn)的光纖質(zhì)量已接近世界先進(jìn)水平,量產(chǎn)突破100萬(wàn)公里,現(xiàn)在該公司的技術(shù)和市場(chǎng)占有率已大大超過(guò)早期技術(shù)合作的飛利浦公司,成為中國(guó)第一、世界知名的大型公司。長(zhǎng)飛公司的建立和發(fā)展,抑制了國(guó)外產(chǎn)品對(duì)中國(guó)光纖產(chǎn)業(yè)的控制,使得中國(guó)的光纖產(chǎn)業(yè)由弱到強(qiáng),最終成為世界光纖制造大國(guó)。
美國(guó)有一個(gè)硅谷,中國(guó)有一個(gè)光谷。“武漢·中國(guó)光谷”擁有國(guó)內(nèi)最大的光纖、光纜和光電器件生產(chǎn)基地,最大的光通信技術(shù)研發(fā)基地,是中國(guó)在光電子信息領(lǐng)域參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的標(biāo)志性品牌。此光谷建立有一個(gè)源頭不容忽視——趙梓森。1995年,因在中國(guó)光纖通信領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性工作與突出貢獻(xiàn),趙梓森被評(píng)選為中國(guó)工程院院士。同年,他首次提出加快武漢的光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展,將武漢建設(shè)成全國(guó)的光電子產(chǎn)業(yè)基地。2000年5月7日,湖北省科協(xié)主持召開(kāi)“中國(guó)光谷建設(shè)武漢地區(qū)院士和專(zhuān)家座談會(huì)”,會(huì)上,包括趙梓森在內(nèi)的26位院士和專(zhuān)家在《關(guān)于加快技術(shù)創(chuàng)新,發(fā)展我國(guó)光電子信息產(chǎn)業(yè)的建議》上簽名,吁請(qǐng)黨中央、國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)武漢建設(shè)國(guó)家級(jí)光電子信息產(chǎn)業(yè)基地———“中國(guó)光谷”,意在集全國(guó)之力,促進(jìn)中國(guó)光電子信息產(chǎn)業(yè)的重組與擴(kuò)張,形成武漢光電子產(chǎn)業(yè)的示范效應(yīng)和名牌效應(yīng)。2000年5月31日,“武漢·中國(guó)光谷”領(lǐng)導(dǎo)小組聘請(qǐng)趙梓森、李德仁院士為首席科學(xué)家。2001年2月28日,科技部正式批準(zhǔn)在武漢建立國(guó)家光電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地,命名為武漢·中國(guó)光谷。光谷建成后,很快達(dá)成了預(yù)期目標(biāo)。從2001年立項(xiàng)批建到2007年,只用了不到六年時(shí)間,武漢·中國(guó)光谷就成為了世界上最大的光電子產(chǎn)品研產(chǎn)基地。
在對(duì)趙院士的采訪中,他多次講一個(gè)“四年和四十年”的故事。有一次上海交大的同班同學(xué)聚會(huì)時(shí),有位學(xué)習(xí)成績(jī)始終排在他前列的同學(xué)說(shuō):“趙梓森,我們?cè)谏虾=淮蟛艑W(xué)了那么點(diǎn)通信知識(shí),你又沒(méi)上過(guò)研究生,而且被分配到武漢郵電學(xué)校那么小的單位,最后是怎么搞出那么多成就,當(dāng)選為院士的?”趙院士回應(yīng)道:“雖然本科才四年,但畢業(yè)四十年后,我每晚都在家里堅(jiān)持學(xué)習(xí)!”是啊,大學(xué)四年很短,但四十年堅(jiān)持學(xué)習(xí)卻很長(zhǎng),很不容易。是什么力量促使趙院士四十年如一日?qǐng)?jiān)持學(xué)習(xí)和鉆研的?每當(dāng)詢(xún)問(wèn)他這個(gè)問(wèn)題時(shí),他都毫不猶豫地回答:興趣。讓他為立志做科學(xué)家的青少年提建議時(shí),他也總是堅(jiān)定地說(shuō):興趣最重要。的確,縱觀趙院士的一生,正是對(duì)科研和制作矢志不移的興趣促使他開(kāi)創(chuàng)、推動(dòng)和建立起了我國(guó)的光纖通信事業(yè),從而實(shí)現(xiàn)了自己科學(xué)報(bào)國(guó)的理想。
(作者系華中師范大學(xué)心理學(xué)院副教授)
①1940年上小學(xué)四年級(jí)的趙梓森在家中做滑翔飛機(jī)模型。
②1995年世界光纖之父、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者高錕(左)向趙梓森頒發(fā)紀(jì)念品。
③1977年在武漢郵科院趙梓森(左二)與同事討論石英玻璃熔煉。
④1980年在武漢郵科院趙梓森(右三)講解光纜研制過(guò)程。
從高錕獲獎(jiǎng)看光纖通信的發(fā)展
■中國(guó)工程院院士 趙梓森
2009 年10 月,在獲悉華裔科學(xué)家高錕獲得2009 年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的喜訊后,趙梓森欣然撰文,對(duì)高錕的獲獎(jiǎng)表示由衷的祝賀,并深情回憶了他與高錕交往的珍貴片斷。盡管作為中國(guó)光纖之父,趙梓森院士對(duì)我國(guó)光纖通信技術(shù)發(fā)展作出了開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn),但他依然謙虛地多次公開(kāi)聲明,由他主持研制成功的我國(guó)第一根實(shí)用化光纖,曾經(jīng)在理論上受到高錕先生的重要啟發(fā)。趙梓森院士在文中還闡述了光纖通信技術(shù)的最新發(fā)根實(shí)用化光纖,曾經(jīng)在理論上受到高錕先生的重要啟發(fā)。趙梓森院士在文中還闡述了光纖通信技術(shù)的最新發(fā)展和對(duì)光纖通信美好未來(lái)的展望,此文對(duì)于大眾了解光纖通信和業(yè)界發(fā)展光纖技術(shù)均具有重要的啟發(fā)意義。
1979 年,我隨郵電部代表團(tuán)到意大利參加國(guó)際光纖通信會(huì)議,第一次見(jiàn)到高錕,他是大會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)人。我們?nèi)グ菰L他,試圖用英語(yǔ)與他交談,但他說(shuō)他會(huì)說(shuō)中國(guó)話,要用中文交流。他告訴我:中文名高錕,英文名CharlesK. Kao,1933 年出生在中國(guó)上海。12 歲時(shí)隨律師職業(yè)的父親離開(kāi)中國(guó)內(nèi)地。我們雙方見(jiàn)面都非常高興。
我很早就聽(tīng)說(shuō)有人提出設(shè)想用玻璃絲來(lái)通信,要求光纖對(duì)光能的損失為20分貝/公里。當(dāng)時(shí)絕大多數(shù)人認(rèn)為這是不可能的,包括我也是。因?yàn)楫?dāng)時(shí)世界上最好的玻璃是照相機(jī)鏡頭玻璃,其損失是700 分貝/公里,窗玻璃的損失是X 萬(wàn)分貝/公里。1972 年底,我從文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn):美國(guó)的康寧玻璃公司竟然研制出光纖的樣品,其損失小于20分貝/公里,長(zhǎng)20 米,據(jù)說(shuō)花了3000 萬(wàn)美元,認(rèn)為值得。我即意識(shí)到:光纖通信是可能的,并將引發(fā)一場(chǎng)通信技術(shù)的革命!然后,我查找到英國(guó)的高錕在1966 年IEEE雜志上發(fā)表的原始文章“光頻介質(zhì)波導(dǎo)”,該文闡明了光纖波導(dǎo)的傳輸理論,并指出用光纖通信可得到巨大的帶寬,提出了單模光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)模型。但作為長(zhǎng)距離通信,就要求光纖的損失小于20 分貝/公里。從而,1973年我在我的工作單位武漢郵電學(xué)院(武漢郵電科學(xué)研究院的前身)提出研究光纖通信這一課題。
我們?cè)?ldquo;文化大革命”與世隔絕的環(huán)境下,毫無(wú)外援,克服重重困難,在武漢郵電科學(xué)研究院研制出可實(shí)用的光纖。約1980 年,高錕在美國(guó)ITT國(guó)際電報(bào)電話公司任首席科學(xué)家,率代表團(tuán)來(lái)我院參觀交流。當(dāng)時(shí)高錕作為代表團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)說(shuō):“中國(guó)的光纖技術(shù)有如此水平,我十分驚訝。中國(guó)的光纖通信有一個(gè)良好的開(kāi)端。”其后,我在國(guó)外和中國(guó)香港許多國(guó)際會(huì)議上遇到高錕博士,特別是在香港遇到他多次。因?yàn)樗幸欢螘r(shí)期任香港中文大學(xué)校長(zhǎng)。2003 年,中國(guó)在武漢舉辦光纖通信國(guó)際交流會(huì),高錕博士應(yīng)邀參加會(huì)議。其間正好遇到他的生日,武漢郵科院為他舉行了慶賀會(huì)。他對(duì)中國(guó)的光纖通信研究很支持,他很謙虛,十分友好!
最近,有記者問(wèn)我:“為什么高錕現(xiàn)在才得諾貝爾獎(jiǎng)?”我的回答有以下原因:首先,過(guò)去諾貝爾獎(jiǎng)偏重于基礎(chǔ)理論,這次,對(duì)具有重大影響的工程應(yīng)用很重視。其次,有了光纖,沒(méi)有高速度的光源還不能發(fā)揮光纖通信寬帶的作用。1976 年,貝爾實(shí)驗(yàn)室建成世界第一個(gè)光纖通信線路,從華盛頓到亞特蘭大,因?yàn)楦咚俣鹊陌雽?dǎo)體激光器世界上還未研制成功,只能用低速度的發(fā)光管LED 作光源,所以其通信速度僅為45Mbps。1982 年1 月,中國(guó)第一個(gè)光纖通信線路在武漢建成,也是采用LED 作光源,通信速度為8Mbps,可容納120 路電話,而電纜通信可容納1800 路電話。所以當(dāng)時(shí),盡管光纖通信可以使用,但許多人對(duì)光纖通信的評(píng)價(jià)甚低。1981 年,世界上第一個(gè)半導(dǎo)體激光器研制成功。1984 年,美國(guó)采用激光器的光纖通信的速度達(dá)144Mbps,可容納電話1920 路,放大站的距離數(shù)十公里,都超過(guò)電纜通信。1988 年中國(guó)郵電部宣布:長(zhǎng)途全部采用光纖通信線路,不再采用電纜通信線路。1996 年,許多新的光電子器件研制成功,如各種波長(zhǎng)的激光器、光濾波器等,使光纖通信的速度大大提高,F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室光纖通信系統(tǒng)的速度達(dá)32Tbps(1T=1000G)。2005 年,中國(guó)上海-杭州建成的光纖通信線路,速度為3.2Tbps,可容納5000 萬(wàn)路電話,是當(dāng)前世界最大的商用線路(863 項(xiàng)目)。
光纖通信的帶寬幾乎是用之不盡!
總的來(lái)看:對(duì)光纖通信,最早絕大多數(shù)人認(rèn)為不可能。后來(lái),雖然光纖通信已經(jīng)實(shí)現(xiàn),但由于光源和其他光電器件不成熟,使光纖通信的優(yōu)越性不能充分發(fā)揮,許多人對(duì)光纖通信評(píng)價(jià)不高,尚不重視,F(xiàn)在,光纖通信技術(shù)充分成熟,光纖通信已廣泛使用,因特網(wǎng)和無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng),都必須以光纖網(wǎng)為基礎(chǔ)而運(yùn)行。人們的生活與光纖通信息息相關(guān)?梢哉f(shuō):光纖通信是信息時(shí)代的重要支柱。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到光纖通信對(duì)人類(lèi)是那么重要!
熱烈祝賀高錕榮獲諾貝爾獎(jiǎng)!
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