1933年11月4日,在江苏金山县(今上海市金山区)一个姓高的大户人家里,出生了一个男婴。

 

男婴是家中长子,他的父母对他有很深的期望,于是用了“锟铻”(古书上记载的一个山名,产铁矿,可造宝剑,宝剑亦称“锟铻”)的“锟”字,给他取名。

 

没错,这个男婴,就是我们今天文章的主角,著名的华裔物理学奖、教育家,“光纤之父”,高锟。

 

高锟

 

█ 名门之后,栋梁之材

 

高锟的家族,是正儿八经的书香门第、名门望族。

 

高锟的爷爷,是晚清著名诗人、书画家、革命家,高吹万。高吹万是南社(近代中国最著名的文人社团)的重要成员,与常州钱名山、昆山胡石亭并称“江南三名士” 。

 

高锟的堂叔夫,高君平,也名高平子,是近代中国天文研究的开拓者,也是紫金山天文台的筹建者。月球上有一个环形山,就叫“高平子环形山”。

 

高锟的父亲高君湘,毕业于南洋大学(上海交通大学的前身),曾经留学美国,拿到了密歇根大学法学博士的学位。回国之后,担任上海国际法庭的律师。

 

幼年时期的高锟,跟随父母居住在上海法租界霞飞路(今淮海中路)的一栋三层洋房里。

 

当时,高君湘专门聘请了老师,给高锟和弟弟高铻进行国学启蒙。据高锟个人回忆,这些国学知识对他后来的成就起了很大的作用。

 

高锟(前排左二)和他的父母、弟弟

 

10岁那年,高锟来到上海世界学校(今日的国际学校)就读,完成了小学与初中一年级的课程。当时,除了中文之外,高锟也学习了英文和法文。

 

青少年时期的高锟,逐渐对化学产生兴趣。他偷偷将自家三楼的储藏间改造成化学实验室,在里面自制氯气,制造灭火筒、焰火、烟花和相纸。

 

有一次,他将红磷粉与氯酸钾混合,加水调成糊状,再掺入泥里,搓成泥炸弹,并扔到街上引爆,吓得路人纷纷躲避。

 

后来,高锟的一个堂哥在观看高锟的化学实验时,被意外溅出的酸性液体灼伤,他的化学实验室才暴露。在父母的严令之下,他的化学实验不得不终止。

 

被迫放弃化学爱好之后,高锟又迷上了无线电。他通过四处收集而来的电子器件,成功拼装了一台老式的真空管收音机,爱不释手。

 

1948年,国共内战愈演愈烈。为了躲避战乱,高锟一家人移居台湾。不久后,他们又迁往香港。

 

次年,高锟进入香港圣若瑟书院就读。毕业后,他以全港前十的成绩,考入了香港大学。由于当时港大没有电机工程系,他转而远赴英国,求学于伦敦伍尔维奇理工学院(现英国格林威治大学)。

 

大学时期的高锟

 

1957年,高锟毕业,取得电机工程理学士学位。随后,他进入国际电话电报公司(ITT),在其英国子公司——标准电话与电缆有限公司(Standard Telephones and Cables Ltd.)担任工程师。

 

 

这期间,高锟与公司同事黄美芸相识,并最终结为伉俪(1959年)。后来,他们育有一子一女,分别取名为高明漳、高明淇。

 

高锟和他的家人

 

█ 钻研科学,孜孜不倦

 

1959年,美国物理学家梅曼发明了世界上第一台激光器,人类从此进入激光时代。

 

激光光源的出现,使得科学家们产生了将激光用于信号传输的想法。但是,经过一番实验后,科学家们发现,激光作为高频信号,衰减太快,无法进行长距离传输,于是纷纷放弃。

 

此时的高锟,就职于标准电信实验有限公司(ITT设在英国的欧洲中央研究机构),担任研究工程师。他的主要研究方向,是激光在高频波导管中空架构中的传输。

 

多次实验后,高锟认为波导管导光是一条死路。于是,他改变方向,开始研究激光在透明材料介质中的传输。

 

正在做实验的高锟

 

业界的研究人员也有过高锟相同的想法。但是,实验证明,透明材料(玻璃)的衰减率过大,甚至还不如空气。所以,大部分人都放弃了这方面的研究。

 

高锟并没有轻言放弃,反而继续深入钻研。经过长达数年的反复实验论证,他发现,透明材料中的杂质含量,是激光衰减率过大的原因。

 

1965年,高锟获得伦敦大学电机工程博士学位。次年,也就是1966年,高锟和他的伙伴G.A.Hockham,共同发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文。

 

高锟的论文

 

在论文中,高锟明确提出,利用石英基玻璃纤维,可进行长距离及高信息量的讯息传送。当玻璃纤维的衰减率下降到每公里20db时,光纤通讯即可成功。

 

换句话说,只要解决了玻璃的纯度和成分等问题,就可以将玻璃制作成光纤,用于通信。

 

这篇论文,后来被视为20世纪通信领域最伟大的论文之一,开启了光纤通信时代的大门,也改变了人类科技的走向。此时的高锟,只有33岁。

 

正在做实验的高锟

 

现在我们都知道这篇论文意义非凡,但实际上,论文发布之初,虽然引起行业关注,却没有人相信论文的结论。

 

就连贝尔实验室,也认为高锟的设想不切实际。他们认为,高锟所设想的“没有杂质的玻璃”,是不可能存在的。

 

为了寻找这种“没有杂质的玻璃”,高锟造访了各大玻璃工厂,还去了美国、日本、德国,跟专家们讨论玻璃的制法,试图说服他们进行相关的研究。

 

但是,大部分企业都拒绝了高锟的建议,不打算从事这种“无意义且耗资巨大的研究”。

 

唯一对高锟论文感兴趣的,是美国的康宁公司(Corning Inc.)。康宁公司是成立于1851年的老牌玻璃制造厂,爱迪生发明电灯的玻璃灯泡,就是他们家造的。

 

康宁公司意识到高锟论文的潜力和价值,低调启动了高纯度玻璃纤维的研发。

 

当时,康宁公司委派物理学家罗伯特·毛瑞尔(Robert Maurer),领导两名新入职的年轻研究员:化学家皮特·舒尔茨(Pete Schultz)、实验物理学家唐纳德·凯克(Donald Keck),进行玻璃净化的研究。

 

康宁的三位科学家

 

1970年,通过外部气相沉积法(OVD),康宁使用掺钛纤芯和硅包层,成功制造出了损耗为17dB/km的光纤。这是世界上首根符合理论的低损耗试验性光纤,正式开启了光通信时代。

 

两年之后,康宁公司以掺锗纤芯代替掺钛纤芯,制造出了一条损耗低至4dB/km的多模光纤,再次引发行业震动。

 

此时,全世界才意识到,1966年高锟的那篇论文是多么的伟大和富有前瞻性。名誉和奖励纷至沓来,高锟很快被誉为“光纤之父”。

 

 

这个时候的高锟,已经离开了ITT。他于1970年返回香港,加入香港中文大学,筹办电子系,并担任了首任系主任。

 

1974年,高锟又回到了ITT上班。不过上班地点不是英国,而是美国。当时,光纤已经逐步进行产品化阶段,高锟来到美国弗吉尼亚州劳诺克的ITT光电产品部,担任主任科学家,后擢升为工程主任。

 

整个70年代,通信行业都在研究光纤的产业化。1976年,第一条速率为44.7Mbit/s的光纤通信系统在美国亚特兰大的地下管道中诞生。1979年,日本电报电话公司(NTT)研制出了0.2dB/km的极低损耗石英光纤。

 

到了80年代,光纤已经全面进入了商业化阶段,全球各地都开始兴建商用光纤通信系统。

 

1982年,高锟被ITT公司任命为首位“ITT执行科学家”,主要在康尼迪克州的先进技术中心工作。1985年,高锟来到联邦德国,就职于SEL研究中心。与此同时,他也担任耶鲁大学特朗布尔学院兼职教授及研究员。

 

这一期间,高锟的研究成果不少。他开发了实现光纤通讯所需的辅助性子系统。在单模纤维的构造、纤维的强度和耐久性、纤维连接器和耦合器,以及扩散均衡特性等多个领域,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,高锟再次返回香港,担任香港中文大学的第三任校长。

 

他以自身在学术界的影响力,为中大招揽了大量的优秀人才。他推动成立了工程、教育、药剂、会计等学院,创办了多个研究所,开设多个新的本科及研究生课程,还推动实施了灵活的弹性学分制。

 

所有他的付出,都为中大成为世界级研究型综合大学奠定了坚实的基础。

 

然而,学术背景出身的高锟,并不太擅长复杂的人事和权术,经常被学校的行政事务搞得疲惫不堪。

 

在与学生的相处中,他宽厚的性格也没有换来学生们的尊敬,反而招来得寸进尺的谩骂和攻击。很多学生认为,这个校长就是一个只会傻笑的“糟老头子”。

 

1993年,高锟被中央聘请为“港事顾问”,为香港回归建言献策。结果,中大的学生认为高锟涉足政治,“丧失学术自由”。

 

有一次高锟上台演讲时,激进的学生不仅拉横幅辱骂,还抢走了他的麦克风。更有个别学生,将装有玩具娃娃的避孕套朝高锟扔去,暗讽学校“蒙蔽”学生。

 

面对学生的挑衅和侮辱,胸襟宽阔的高锟既没有生气,也没有惩罚。他认为,让学生表达意见,才知道他们在想什么。将来,学生思考自己的所言所行,才会懂得成长。

 

担任校长时的高锟(左一)

 

高锟退休前,中大校报的编辑再次发文讽刺,标题是:“八年校长一事无成”。

 

殊不知,高锟每年都会亲笔写信给学生会和校报,感谢他们的工作。高锟还每年自掏腰包,私下捐给这两个组织各两万港币的补助金,请他们自行分配给家境比较困难的同学。

 

1996年,高锟从香港中文大学退休,转而担任香港高科桥集团有限公司(TranStech Services Group Ltd)主席兼行政总裁,致力于科研成果的转化。

 

这一年,为了表彰高锟对科学事业做出的贡献,中国科学院紫金山天文台将一颗国际编号为“3463”的小行星,命名为“高锟星”。

 

获颁“高锟星”证书


同样是1996年,高锟当选了中国科学院的外籍院士。

 

█ 荣获诺奖,名至实归

 

2003年左右,高锟被诊断出患有“阿尔兹海默综合征”,也就是我们俗称的“老年痴呆”。

 

随着病情的发展,高锟的记忆力、表达能力逐渐下降,经常不认得以往的熟人,言谈举止也变得缓慢。幸亏有高锟夫人黄美芸的细心照顾,高锟才能够维持较好的精神状态。

 

高锟和夫人黄美芸

 

2008年,为了离子女更近,高锟和夫人移居美国,住在加州旧金山附近的山景城。

 

2009年10月6日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,高锟因其对光纤事业的重要贡献,与另外两名美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯(发明了CCD电荷耦合器件)共同获得了当年的诺贝尔物理学奖。

 

公布获奖名单现场

 

消息一出,引发了全球尤其是华人媒体的强烈关注。此时,距离高锟论文发布,已经过去了43年。高锟本人,也已经76岁高龄。 

 

公布获奖当天的高锟

 

虽然身体状态不佳,高锟仍在夫人的陪同下,亲自到瑞典首都斯德哥尔摩出席颁奖仪式。

 

考虑到他的特殊情况,主办方破例免除了他的颁奖礼仪。他不需要走到台中领奖、鞠躬三次,而是瑞典国王卡尔十六世·古斯塔夫走到他面前,给他颁奖。高锟的获奖演讲,也是夫人黄美芸代劳。

 

颁奖现场

 

高锟获奖后返港,受到了香港特区政府和人民的热烈欢迎。香港特首曾荫权、诺贝尔奖得主杨振宁及莫理斯出席迎接仪式。近百名记者蜂拥而至,争相对高锟进行采访。

 

然而此时的高锟,根本已经搞不清楚什么是诺贝尔奖了。他只能在太太的搀扶之下,用笑容向众人进行回应。

 

 

不久后,高锟将诺贝尔奖牌、奖状及另外17个奖项,永久捐赠给了自己曾经工作过的香港中文大学。

 

2018年9月23日,高锟教授于香港逝世,享年84岁。告别仪式上,香港特首林郑月娥亲自到场扶灵。

 

2021年11月4日,为了纪念高锟诞辰88周年,谷歌公司推出一个纪念涂鸦:

 

 

█ 结语

 

回顾高锟的一生,我们会发现,他是一个极其乐观的人。他的几乎每一张照片,都展示了纯真的笑容,真的像一个孩子一样。

 

他从来不计较别人对自己的攻击,对名利也看得很淡。作为光纤之父,他没有申请光纤的专利,放弃了成为世界上首富的机会。

 

他是这么说的:“香港首富、全球首富,对我来说完全没有意义。我无后悔、也无怨言,因为如果事事以金钱为重,一定不会有今日光纤的成果。”

 

他还说:“我也是一个普通人,在世界上行走一圈, 能留下一点脚印,我已经心满意足。”

 

言语之间,充分展现了他豁达的人生态度,以及广阔的胸襟。

 

最后,让我们用美国前总统奥巴马的评语来结束今天的文章:

 

“你(指高锟)的研究完全改变了世界,促进了美国及世界经济的发展,我本人为你而感到骄傲,世界欠你一个极大人情。”

 

致敬!伟大的光纤之父,高锟!

 

 

参考文献:

1、《高锟的中国故事》,倪兰,通信世界,2009

2、《潮平岸阔——高锟自传》,高锟,四川文艺出版社,2007

3、《纪念高锟》,蒋志明,金山报,2018

4、百度百科,维基百科,高锟词条