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“工作为我带来终身的乐趣”

来源:天津网-天津日报
2009年10月31日08:21
  “潮平岸阔”是刚刚荣获2009年诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟为自传所题的书名,它可以用来形容今天的宽频传送,也是这位“光纤之父”的生命形态的真实写照。

  无拘无束的童年

  我的父亲高君湘原籍金山,那是长江口大都会上海附近的一个村镇;我母亲来自另一个村镇宝山,经媒人算过生辰八字,认为极相匹配。两家人门当户对,我父亲是一位以诗文鸣于时的文人的第三子,我母亲金静芳是家中长女,秀外慧中,一对新人20出头,在当时来说,都受过高等教育。

  父亲曾在美国住过一段时期,对子女的管教既传统也现代。弟弟和我主要受家庭教师影响,他教我们古文,还有英文和各种科目。在半传统中国式教养和半放任式西方教育下,我和弟弟都不自觉地养成自立能力。比方说,老师要我们背诵课文,却从不加以解释;又要我们记诵乘数表。这样,我们就记住了中国不少出色的文学作品,乘数表也能由一一得一,背到九九八十一。我发觉,我挺喜欢记诵各种各样的事情,包括一连串的数字,像圆周率是3.1415926直到第35个小数位,我也可以背诵如流。我也意外地发现,虽然我不明白背诵的古文,却留给我自行解读其中含义的空间,促使我运用自己的思考,发挥对事物的独特见解。

  对化学实验和无线电的兴趣

  我八岁时就读的第一所学校,是由一群欧洲留学生创立的实验学校,教师中有不少是大学教授。

  我们在六年级便开始做化学实验,但化学并不是正规课程的一部分。日后成为北京大学电化学教授的周同学,和我志趣相投,许多嗜好都彼此结成伙伴进行。那时,不少化学品都可以在教育书店里买到。我们很快便在自己的家里设立了实验室,大量阅读科学普及读物,并尝试做一些简单的实验。

  令我兴奋莫名的是我的第一项发明。我将红磷和氯酸钾填塞进湿润的泥土里,成功制造出泥球炸弹。我的根据是,如果一种如红磷之类的易燃物质,与氯酸钾一类的强力氧化剂混合,只要稍加摩擦,就会燃烧。我把泥弄湿搓成面粉团状,也将化学品弄湿,像馅料般填进泥团里密封。待泥干后,就会变成一个小型炸弹,撞向硬物时,里面的化学品受冲击便会爆炸。这个实验十分成功,我们用泥球掷向猫狗,把它们吓个半死,我们则乐透了。

  可是,一次我哥哥被意外溅出的炽热酸性液体烧伤了手,父母才惊觉我在做着种种化学实验。父母大惊之下,我肆无忌惮的化学实验就此告一段落。

  远离化学品之后,我和周同学很快又发现了无线电的乐趣。我在商店里看到一盒无线电收音机的零件套盒,里面有电磁圈、可调校的电容器、一支晶体棒,以及一双耳筒和一些电线,还附有一支螺丝起子。我央求双亲说:“买吧,不危险的。”“如果你能够成功,我还会买更多零件给你造别的款式的收音机。”父亲说。

  随后几天,我一直沉浸在无线电里,但令人丧气的是,当我把耳筒塞进耳朵里时,却什么也听不到。我向周同学打听他的进展。他说:我正在看有关无线电的书。你首先要了解无线电的原理才行。

  坚持总会带来回报。周同学和我最后明白了无线电运作的原理。我们知道电容器和电磁圈可以在某一特定的频率接收到无线电讯号,只要我们慢慢调校电容器,以免错过了电台的波段,就可以收听到电台的广播。当我们最终由耳筒里收听到电台广播,那感觉奇妙极了。在什么也没有的空气里,竟然可以蕴藏音乐,简直是魔术。

  名列全香港前十名 负笈英国求学

  1949年一个昏暗的秋日,我与父母离开上海移居香港。当轮船驶离码头时,我在甲板上遥望外滩天际,对离开熟悉的家园远赴异地,心里像压下一块石头。

  我很轻易便适应了香港的教育制度,而且挺喜欢这里的学校。虽然除了中文和中国文学科外,其他科目都用英语讲授,但一旦掌握了基本的学习技巧,求取新的知识便来得较容易和自然。尽管广东话不灵光,中英文流畅提高了我对文化差异的敏感度,我日渐养成多元文化的习性。中学会考时,我的成绩在全港头十名之列,顺利升上预科一年级,准备报考当时香港唯一的一家大学,也就是香港大学。

  我的兴趣很多,虽然我对化学很入迷,但我还是想做个电机工程师,最后决定修读电机工程。碰巧那年香港大学的工程学系还未为电机工程准备好必需的教学人员和设施,唯一的途径就是投考英国的大学。

  我选择了伦敦大学的和域治理工学院。1957年获得工程学士学位,是我人生中一个重要里程。在出席毕业典礼时,我已经任职于自己挑选的英国最出色的电讯公司——标准电话与电报公司。

  被誉为“光纤之父”

  1960年我加入标准电话与电报公司旗下的标准电讯研究实验所时,各研究机构已经注意到公众对改善通讯设施有强烈的需求。我在实验所的主要工作,重点是研究和发展一套利用毫米波长的微波传送通讯系统。对我来说,这无疑是我一展所长的大好时机。

  在标准工作的两三年间,我全情投入开发新一代的电讯设备,目标是将通讯设备的资讯传送能力提高百分之五十。其中的难度十分大,因为在这高频率下,电波容易被大气吸收,不能传得很远。因此,电波须由波导管传导,一段一段的波导管接合,成为一直线波导系统,称为环形波导系统,或长程波导系统。这样,电波就可以长途传送而衰减度极低。环形波导系统的发展、光纤通讯和新的科技从基本上改变了经济的基础。

  本着初生之犊的冲劲,我对产品开发已掌握的经验,过了三年,我相信已完全了解当时的技术,是转变一下工作环境的时候了。我按报上的招聘启事申请密兰斯一家学院的讲师职位,很快便收到学院寄来的聘书。于是,我向标准电话与电报递交了辞职信。

  想不到这封信却引起颇大的反应。我的上司把我叫到办公室,说公司不想让我辞职。标准电讯研究实验所总监金博士力言,我应该从事研究而不是学术工作,还说我可以加入标准位于夏洛的实验所的光通讯研究计划。

  随着激光在1959年的发现,一种带频无限的通讯网络可望为世界带来通讯的革命。金博士特别提出,这项研究由杰出科学家亚历·里夫斯主持,他在1936年发明了用于数码通讯的脉冲编码调制(PCM)系统。在他领导下,一项光通讯计划已经展开。

  标准电讯研究实验所为表明把我争取回来的决心,还派遣一名律师替我索回订金和取消合约,更与我的新雇主安排我退职的手续,并愿意赔偿他们在我身上所花的开支。这些建议实在让我难以拒绝。

  1960年,电讯业风雨欲来。自激光发明后,光通讯大有与环形导波系统争一日长短之势,激光若能成为新的讯息载体,讯息容量比点到点微波传送系统提高达100万倍。但当时有关激光的实验性装置只在全球一两家研究所中进行过一些试验,光通讯显然远远的落后。

  我问自己:激光没有可为?我们为什么不可以给光波找一种合适的波导管?如果光通讯只停留在理论的阶段,实在太可惜了。我要为问题找出答案。幸运地,管理层乐意给我提供研究的机会。我无疑冲上了正确的波浪,这个波浪的基础是电讯业确认有必要提高传送频宽,实现宽频通讯。

  我以两个有关光通讯系统的问题作为起步点,一个是光通讯到底有多大用途,一个是为什么长程传送难以实现。我必须证明达到这些指标完全可能,并且要做出有说服力的实验,以支持我的发现。这可说是任重道远,但只要有毅力,问题总可以解决。

  但事情的发展和我预期的不一样,当我坐在一个空房间里,脑袋里也空空如也。一位上了年纪、有点秃头的先生来到房间,轻声温柔地说:“你一定是查理斯(我的英文名字),我也是查理斯,查理斯·伊格斯菲特,我正在进行光通讯计划的研究工作,和你共用这个办公室,我们肯定能合作愉快。”他的话令我绷紧的心情顿时轻松下来。

  查理斯告诉我,约翰·列杜里斯正在开发一种光源,他是替亚历·里夫斯工作的,里夫斯是1936年将电磁波化为一连串开关脉冲的发明人,脉冲编码调制的发明,将通讯带进数码世纪。他是光通讯计划的最高负责人。

  能加入一个富有创意的实验室,令我大感兴奋。光是听到里夫斯的大名,已令我充满跃跃欲试的热情。我订立一个计划,研究过模长方形右弯管的设计,希望借此利用光线和光波了解过模波导管的结构。

  与此同时,我在伦敦大学跟随微波之父巴洛教授做研究,他是微波理论和实用的杰出先行者,对第二次世界大战期间雷达的发展卓有贡献。我的博士研究题目是“类光学波导”,经过两年努力,终于完成了论文和实验。我发现几何光波的成像与平面波传送相容,但线性或定点光源发出的球体或圆筒形光波却出现不确定的衍射及光波漏失。指导教授看来了解我的艰苦研究有一定的创新性和逻辑性,因此把博士学位颁授给我。

  1963年,我进行了开放空间的氦氖(HeNe)激光传送实验,将激光引导至若干距离外的一点上。我们也做了不少需要费尽九牛二虎之力的实验,无非是想找出控制光线长程传送的方法。此后两年,我们努力向目标进发。我的妻子美芸在电脑实验室出任科学程式员,是她编订的程式软件,帮助我们解决选定介电质波导类型的问题,以及确定辐射的特性。在至今仍有一定知名度的我那篇发表于1966年的学术论文中,有着她不可或缺的贡献。

  经过数年努力,微波模拟实验已经完成,所有实验结果都显示,有关的理论基础是可行的,我们写成题为《介电波导管的光波传送》的论文,经过评审,在1966年7月出版的英国电机工程师学会学报上发表,这也被定为光纤通讯的诞生日子。我也因此被称为“光纤之父”。

  在光纤的研究上,我是先行者之一,但最终的产品专利,却没有给我带来分文。许多人都问我相同的问题:“噢,你一定很富有了,他们一定给你很多专利税吧!”其实不然。我想说的是,不是每个人都那么幸运,能做一份完全投合自己兴趣的工作,令工作也变成近乎一种娱乐。你的工作为你带来终身的乐趣,而且你还得到报酬,夫复何求?

  据《文汇报》
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