追思“光纤之父”，物理学诺贝尔奖得主高锟自述

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昨日，“光纤之父”、物理学诺贝尔奖得主高锟在沙田威尔士亲王医院辞世，享年 84 岁。

 

高锟于 1933 年生于上海，1948 年移居香港；1954 年赴英国攻读电子工程，于 1957 年获学士学位，于 1965 年获博士学位，于 1970 年加入香港中文大学，筹办电子学系并担任系主任，于 1987－1996 年任香港中文大学第三任校长。高坤在 2000 年被《亚洲新闻周刊》选为“二十世纪亚洲风云人物”，于 2009 年因其早年在光纤领域所做的突破性研究获得诺贝尔物理学奖。

图丨高锟（来源：诺贝尔奖官网）

 

以下为高锟于 2009 年获诺贝尔奖后发给诺奖委员会的自述：

 

高家最早住在上海附近金山区的张岩镇，高家在当时拥有土地，算是那个年代生活比较富裕的家庭。高家每一代中的男性继承人都会受到具有时代特色教育，但我对我们家老一辈人的了解却仅限于我的祖父。

 

我的祖父高吹万是一位文学家，以其所创作的优美诗歌而闻名，他同时作为一位儒家学者，也是一位书籍收藏家。祖父曾是“南社”的重要成员，南社在 1911 年中国发生革命期间的主要目的是帮助推翻当时统治中国的清政府，家族里的其他成员也曾在“南社”内积极活动。现在的张岩镇有一座展示了祖父的作品和事迹的博物馆，从他的经历中可以看出，他确是一名自由主义者。

图丨1942年，高锟、他的弟弟和堂兄弟在中国上海。左起第二位为小时候的高锟

 

祖父一共四个儿子和两个女儿，我的父亲高春信是家里的老三。当时，随着近代曙光照到中国，祖父的孩子们也接受了相对现代的教育。父亲在上海接受了良好教育后，去密歇根大学法学院学习了一年。我父亲在临行前（去美国）被安排与家族于社交圈内所结识的另一家族的女性结了婚，她来自一个同样现代的家庭，并受过良好的教育，还是一位诗人，但她当时被留在国内等待丈夫历险而归。

 

当时，中国仅有少数几个富裕的中产阶级家庭的后裔敢冒险出国到像巴黎、伦敦和纽约这样的地方进一步深造，而当他们回国时，也会受到十分热情欢迎。

 

从美国回国后，当时年仅二十多岁的高春信被任命为法院中负责国际法的一名中国法官，与来自西方国家的现任法官成为同事，这一任命也让他和他的年轻妻子搬到了上海居住，在并融入了上海的社交生活。

 

这对夫妇生下的第一个孩子是一个女儿，于第一个孩子出生两年后又生了一个儿子，但都不幸在麻疹疫情中病逝，大的十岁，小的八岁。母亲骨瘦如柴，外表细腻脆弱，分娩对她来说并不容易。在悲剧发生后的几年里，她一个接一个地流产，但终于在 1933 年生了我，一个健康的孩子，而在我出生四年后，我的弟弟蒂莫西（Timothy）也出生了。

 

由于父母于早年失去了两个孩子，我和弟弟过着非常养尊处优的生活。保姆悉心照料，但父母忙着参加晚宴和社交活动，因此我们只在每日 daily royal audience 时遇到他们。后来，家庭教师来给我们上课，基本的课程计划是学习着名经典着作“四书”，我和弟弟从中学会了通过记忆来背诵，还有另外一位导师教我们英语。

 

在我十岁时，我被送到了学校。第一次上学时，司机载我到了学校操场后让我下车，他告诉我要等一下，有人会告诉我去哪儿。我当时还从未见过如此多的孩子在人群中睁大着眼睛并疯狂奔跑的情景。

 

后来铃声响了，操场很快就变得空荡荡的，但我还是等在那里。这时，一位善良的女士出现了，带我去了我的班级。或许是由于在家跟家教学习，或是正式开始上学的时间比较晚，或是父母过于谨慎和保护性的教养，但无论是因为什么，我从来都不是一个健谈的人。作为一个成年人，我并不总是习惯于那些带有“闲聊”性质的社交聚会，我想这一定是源于我父亲温柔的本性。

图丨1942年，小高锟（左二）和他的家人在一起

 

我在上海就读的小学由在法国接受教育的一名学者建立，是一所非常自由的小学。当时先进家庭的孩子们都在那里就读，其中包括一位知名男子的儿子，该男子被认为是当地黑社会的老大！

 

而在我上学那会，我们家已经在法租界内有了一套房子。租界指的是那种建立于城市中，但主权归属西方强国的区域，一般不受租界外的战乱影响，在当时饱受贫困折磨的中国里可以算是天堂了。当地人称租界地区为十里洋巷，而由于主权归属西方国家，日本人在 20 世纪 30 年代入侵中国时，租界地区并不在攻占范围内（注：侵华日军于珍珠港事件后占领了租界，但为笼络人心在占领后实施了所谓的“怀柔政策”，使当时租界区的生活水平远高于其他日占区）。

 

我们家由此免受战乱的影响，但战乱让法院关了门，也让社交聚会变得越来越少，父母也因此能有更多的时间待在家里。在此期间，我们经常一起玩桥牌或其他纸牌游戏来打发时间，这增进了我们之间的感情。

 

然而，与抗日战争的胜利并未带来和平。很快，与国民政府作战的人民解放军（原文用的“红军”）就打到了城门口。我们经常在一起打桥牌的家庭游戏时间讨论以后在哪生活的话题，当时我们考虑了各种选择，但父亲最终还是决定离开上海，搬到重庆，或是投奔台湾的亲戚，或是投奔香港的亲戚。

 

1948 年，在简单地收拾了一下行李后，我们一家人在灰暗阴霾的雨天中登上了一艘驶出上海的船。我看着外滩着名的海滨景观慢慢逝去，而这也是此后很多年间我最后一次看到家乡。

 

在台北短暂逗留了一段时间后，我的父亲终于被说服，同意香港将会是一个更好的避风港。在母亲在香港的亲戚的帮助下，我们家住到了一间小公寓里，我和我弟弟就读于圣约瑟夫学院，我们的堂兄弟也在那里学习。由于英语是首选的教学语言，因此当地的粤语并不是必需的，而我从未觉得有必要去学习粤语的发音。

 

在我父亲 48 岁时，他觉得他自己太老了，无法参加能让他有资格在香港执业的司法考试，但他后来担任了一家公司的法律顾问，并在当地大学教授一些中国法律课程。他当时在香港被称为是中国旧法律的解读专家，而当时仍存在一些与家庭遗产有关的或是其他事项需要此类专家的意见。

 

图丨1938年，高锟与他的弟弟

我的学习成绩很好，但在我于圣约瑟夫学院学习的五年里，我并未过参加过太多体育运动。我当时的同学现在提起我来，都说他们记得我是一个安静的人，没有参加男孩那种莽撞的玩耍活动。我在学校预科考试中几乎全得了 A，这使我有资格申请进入香港大学学习。然而，战争结束后的大学仍处于混乱状态，并非所有院系都在运作。我当时希望学习能电气工程，而英国文化协会在香港的分点帮了我很多，最终，我于 1953 年登上了开往英格兰的 P＆O 轮船。

 

到了英国后，我就读于伦敦伍尔维奇理工学院（Woolwich Polytechnic），并参加了 A-level 考试。我很轻松就通过了考试，但后来还是选择留在了伍尔维奇攻读学士学位，而不是申请进入其他更有声望的伦敦院校。我于 1957 年获得电气工程的理学学士学位（a B.Sc. in Electrical Engineering）。当时英国大学的学位有一等、二等、及格和不及格四种类别，我由于当时在网球场上花的时间比在读书上花的时间多，所以获得的是二等学位。

 

当时，资助我的学习对我父亲来说是一个沉重的负担，所以我有必要在毕业后立刻找到工作。我加入了位于泰晤士河对岸的国际电话电报公司（ITT）的英国子公司 Standard Telephones＆Cables（STC，标准电话和线缆）的一家工厂。作为一名实习生，我在一年的时间内在不同部门轮流工作，最终因个人喜好决定在微波部门工作。在工厂工作了两年后，我觉得是时候继续前进了，于是便申请了拉夫堡理工学院的“讲师（lectureship）”一职。

 

在 STC 工作的三年里，我结识了 Gwen，她是一名工程师，在我办公区楼上的实验室工作。之后，她和我开车到拉夫堡去面试，在面试后我得到了讲师的工作，我们随即开始在拉夫堡物色一栋房子作为新家，在找到了一栋新建的房屋后，我们用存款定下了它，然后便开车返回伦敦将我们所做的决定告知公司。

 

然而，当时公司的高层管理人员已经注意到我对于微波项目的贡献，并觉得公司不应失去我这样的人才。公司随后提议让我转到 Harlow 的研究实验室 STL 工作，同时为了使我留下的，公司也为 Gwen 在 Harlow 安排了一份工作。拉夫堡的有关事项也会得到解决，公司安排了律师，以让我们买房的押金得以退还。我接受了公司的提议，并在此后的三十年里一直在 ITT 公司工作，工作地点辗转于英国、美国和欧洲的各个地方。

 

到了 1967 年，我的父母移民英国与我们一起生活。他们当时都已 60 多岁，但仍能独立生活。当时，他们俩当时很高兴能见到于 1961 年出生的孙子和于 1963 年出生的孙女。

图丨高锟在中国上海的老房子

 

1970 年，香港中文大学（CUHK）来电，询问我是否愿意回校构建电子系。STL 起初同意我休两年假，随后又准许我休假四年，我也因此能看到第一批电子系的学生毕业，并有时间建立了电子系研究生项目。在 1970 年至 1974 年的这段时间里，每年的夏休我都会返回英国的 STL，以跟上光纤领域的研究发展，而这也让我有机会能定期看望留在 Harlow 的父母。

 

到了 1974 年，我于 1966 年发表的那篇（现已著名的）论文内所阐述的项目已进入前期开发阶段。这一项目随后带起了一个以彻底改变全球的电信系统为目标的行业，ITT 则希望我回到公司，成为公司新战略团队的一员。

 

因此，我们搬到了位于美国弗吉尼亚州罗阿诺克（Roanoke）的 ITT 工厂附近居住。我被提拔至首席科学家，在电光产品部担任副总裁兼工程总监。我在美国工作期间继续前往世界各地的其他研究实验室，讨论工作进展，鼓励他们的工作，并及时了解行业前沿的发展方向。这段时期的我十分忙碌，导致我总是有机会出差到英国拜访我的父母。

 

1976 年，我母亲去世了，享年 76 岁。我的父亲曾在此后来过一两次罗阿诺克，但他更喜欢他在英国的生活。这种情况一直持续到了最后，直到他 80 岁那年，当我再次搬回香港时，他才搬来与我们一起生活。

 

图丨1965年，当时年轻的科学家高锟在英国 Harlow 的标准电信实验室进行光纤早期实验

到 20 世纪 80 年代，光纤被大量铺设在世界各地，通信能力呈指数级增长，光纤行业也已从一个新兴产业发展成了一个大行业。1982 年，我被任命为 ITT 的执行科学官（Executive Scientist），负责掌管公司所有的研究和开发项目。我随后便搬到了美国康涅狄格州的高级技术中心附近，这是一栋专门为研发部门盖的大楼，我在那里可以自由地做任何我认为对 ITT 重要的事。为了探索光学通信技术的极限，我开创了太比特光电子技术项目（Terabit Optoelectronics Technology Project），研究传输容量可达到每秒万亿比特（terabit）的技术。该项目涉及由十所大学和机构组成的一个联盟，目标是研发出比当时最先进的技术高出三个数量级的信息传输技术。到了 1985 年，我被任命为 ITT 的企业研究总监，在此期间，世界上源自创造性思维的许多创新正在不断发展，以充分利用信息传输能力的增长，比如互联网的诞生。

 

1986 年，香港中文大学再次来电，这次是让我接受大学校长的职位，合同始于 1987 年。在英国术语中，这个职位被称为 Vice-Chancellor。

 

当时，ITT 公司开始将美国所有的技术部门出售给法国企业阿尔卡特，这也可以算是我回到香港的另一个原因。不得不说，与一起共事了 30 年的同事分别，确实令人悲伤。

 

我花了九年时间担任香港中文大学第三任校长。对于香港来说，这是一个有趣且充满挑战的时期，它既在为中国恢复主权做准备，也在积极建设高等教育，其高等教育行业在此期间迎来了巨大的扩张和质量提升。在那些年里，我寻求建立一项研究课题来作为学校工作的一部分，与美国和英国的许多领先的机构建立联系，与最好的机构竞争，提升大学的名望。我对工程学院的成立感到特别满意，信息技术在其中发挥了重要作用。这些年来，我们还建立了教育学院。许多研究机构也应运而生，大学的还建立了第四所本科生院，规模可以说是是翻了一番。

 

我在大学的职责是为人们的成长创造空间。我所做的基本上就是营造一个人们想要主动承担责任的氛围，这使得大学能够整体发展：每个人都会为学校贡献他们应该做的事情，因为他们觉得这是他们的责任，而大学内的环境也允许他们这样做。我在适当的时期为大学里的人才营造了发展空间，让人们能因此进一步的发展自己的能力。

 

高等教育部门的迅速扩张以及随之而来的政府资金增加，使我们能做很多事情来让香港中文大学达到世界顶尖水平。其中，最令人满意的变化是校园里的学术氛围，人们会因相信某些事很重要的信念而锲而不舍的进行研究。

 

当时我的建议被采用或许很顺势，我参与解决了校园内的技术问题，特别是在信息技术方面，我参与了在香港建立互联网的工作（当时对互联网还觉得很新奇，虽然现在也是），并促进了香港科学园的设立。

 

而就在我从大学退休之前，我父亲于 1996 年去世，也就是香港回归中国的前一年。我父亲的骨灰被带回英格兰，与我的母亲一起被安葬在了 Harlow 的一个墓地里。在东南亚进行了为期一年的巡回演讲后，我留在了香港，成立了自己的咨询公司。在此期间，我被任命为多家公司的非执行董事。到了 2009 年，我搬到加利福尼亚州居住，离我的两个孩子近了些。

图丨高锟早期对沙子的性质着迷

 

一些源自童年和工作中的有趣经历：

 

我在租界内上小学时曾有一次在教室里与同学 Lo 打了架，由于当时我们用的是写书法用的纸笔，我们便互相用黑色墨水攻击并涂抹对方的脸和手，这可把老师吓坏了。我母亲当时警告我说 Lo 是一个坏人的儿子，要我小心不要再和这个男孩打架。我们当时唱法国歌曲，书法老师在课堂上也经常鼓励我们，如果这个笔画写的很好，老师会用一个红点标记。但如果写的不太好，老师则会标两个红点！

 

我在小学里结交了一个喜欢和我一起玩的好朋友，我们让司机买了各种各样的化学品。通过阅读科学杂志，我们一起试验并用磷制成泥球，扔给流浪猫狗。泥球会爆炸爆炸，吓跑动物！我会自己制作从普通的玻璃瓶到漏斗和烧杯等所需的实验用具。我有一瓶氰化物和浓酸，但有一天，当我将瓶子内的硝酸煮沸时，瓶子发生了爆炸，浓酸液体溅到我弟弟的裤子上，将布料完全烧毁，但所幸我弟弟本人并未受伤！我的父母当时非常愤怒，没收了我所有的化学品，包括氰化物，直到现在我还不清楚他们当时是怎样处理掉这些化学品的。

 

还有一天，我父亲用带回家了一些放在一个大圆盘上的黄色食物，他告诉我们说这是外国人吃的“奶酪”。当时，城内食物供应短缺，所以我们吃了这些奶酪，但这种食物的味道确实很好笑。

 

当我们到房子外散步时，有时会经过一座高大的建筑物，有日本士兵站在门口把守。父母告诉我们，经过时要向士兵鞠躬，若有人在里面被杀则要快速走过。

 

当时与日本的战争进行的很激烈，当我们蜷缩在办公桌下时，我们可以听到从外面传来的战机混战的声音。有时，从办公桌下透过窗子往上窥视，我甚至可以看到美国飞机正在日本飞机后面紧追不舍！

 

虽然最终离开上海时确实很让人难过，但我那时已经十四岁了，准备好了迎接新的冒险。

 

随着我们在香港安定下来，我便开始在香港上学，但发现香港学校的课业非常简单。有一次，班级组织实地考察，但有一组同学在山上迷了路，他们在山上一直呆到了天黑，因为据说只有人们只有在天黑后才能看见“老虎”。我当时并不在那个小组，但现在每当我们举办一次班级聚会时，当时属于那组的人都会把他们的冒险与兴趣和笑声联系起来。

 

在前往英国学习电气工程的船上，我和另外三个人共用一间小屋。其中两人为香港政府工作，前往英国参加一些与他们工作有关的课程学习，比如气象学和污水处理相关的课程，另外一人则是一名数学教授。在为期六周的海上旅行中，教授教了我一些量子力学，他还经常照顾包括我在内的一些年轻学生。当我们在新加坡停留时，他告诉我们要吃热咖喱并用啤酒给高温食物降温，并将我们护送到了他新加坡朋友的家。

 

当时我十九岁，还从未离开过我的家人，这一切都是一种新的体验。在航行途中，我把脚放在赛义德港的土地上，这样我就可以告诉自己我曾去过非洲，而当船驶过直布罗陀海峡时，我便可以说是遥望过欧洲和撒哈拉沙漠，为英格兰找到了一片灰冷大地！而在我当时也没想到说再次见到父母时已是十一年后。

 

英国文化协会的工作人员在 Woolwich Poly 附近的 Plumstead Commons 的一所房子里找到了我，并为我安排了住处。房东太太的房子很大，有好几个房间。当时我们都在房东太太的严厉注视下一起吃早餐和晚餐。由于当时战后食物供给不足，晚餐吃的肉片很薄，以至于它们在光照下居然是透明的！而每天在这样一顿“稀饭”之后，我们都会为呼吸一些“新鲜空气（fresh air）”为由外出，但真正的外出原因其实是购买炸鱼薯条（fish and chips，英国国菜），而那时习惯一直留到了现在，我至今仍然喜欢吃炸鱼薯条。

 

1957 年从理工学院毕业后，我加入了 STC，每天都要穿过泰晤士河下的隧道去上班。我的第一个项目是建立一个放大器，我首先找出书来研究这些理论。结果有一次我的老板恰巧经过，要我把书拿走，他说学校的工作是锻炼大脑，使其能够聪明地思考，但我没必要对现有理论进行更多的改造！

 

我在工作期间遇到了我的妻子，她是线圈部的一名工程师。我们在 1959 年结婚，并在 1961 年生了一个儿子，1963 年生了一个女儿，而那时我们已经住在 Harlow，在 STL 工作。

 

研究的项目令人着迷，我在 1966 年发表了着名的具有开创性意义的论文，“用于光学频率的介电纤维表面波导（Dielectric-fibre Surface Waveguides for Optical Frequencies）”，我当时从事的研究则在接下来的 20 年内催生了一个全新的产业。

 

有人曾问我这个想法是不是曾住脑中突然闪现。我毕业后一直从事微波传输工作，相关理论和目前的局限都深深的印在了我的脑海中，我知道我们需要更多的带宽，因此我常不断思考如何才能做到这一点。

 

用玻璃传光是一个相当古老的想法，当时该想法一直被用在娱乐、装饰和使用玻璃棒照明的短距离手术中，但在电话所需的长距离上我们还无法将这种想法付诸实践。穿过一根玻璃棒的光线在几英尺内便会消失，当时许多研究实验室寻找远距离玻璃传光线的工作都遇到了瓶颈，但媒体同期的报道却让公众越来越期待新技术能为生活带来的变化。

 

我最终鼓捣明白了导致光线无法穿透玻璃的原因，而随着 20 世纪 50 年代激光器的发明和随后的发展，我们也拥有了理想的光源，可以数字流（由 0 和 1 构成的数列）的形式发射光脉冲，数字流中的 0 和 1 则由脉冲的关闭和开启状态来表示。

 

好的想法并不总会突然闪现，你需要花费时间，经常思考并辛勤地不断将想法付诸“实验与错误并存”的实践获得它们。

  

-End-

编辑：Peter

参考：

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2009/kao/auto-biography/