028期
2018 年 11 月 23 日
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谁是真正的光纤之父?从高锟离世说起
李淑蓮╱北美智权报 编辑部

究竟谁才是真正的「光纤之父」(The Father of Fiber Optics)? 这个问题很有趣。如果你在Google搜索引擎用中文输入「光纤之父」,第一个跳出来的结果会是高锟,但如果用英文输入「The Father of Fiber Optics」,排名第一的结果会变成印度学者Narinder Singh Kapany,难道跟电话发明人一样,「光纤之父」同样闹双胞?随着高锟的去世,让我们在缅怀之余,也同时复习一下光纤通讯的发展历史吧!

高锟
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图片来源:Wikimedia Commons
Narinder Singh Kapany

图片来源:Silicon Valley Historical Association

9月23日,2009年诺贝尔物理学奖得主之一的高锟教授在香港病逝,享年84岁。从高锟逝世到追思会,香港媒体都以大篇幅报导,因为高锟跟香港渊源甚深。他除了大半辈子在香港渡过外,更在1987至1996年间,担任香港中文大学校长,高锟的离世特别让人感到婉惜。

高锟被冠以「光纤之父」应该是源于1981年,其第一个光纤通讯系统面世的时候,但高锟于2009年才获得诺贝尔物理学奖,有人称之为迟来的诺贝尔奖,因为当时高锟已患上阿兹海默症,亦即一般人俗称的老人痴呆症,已经不太记得自己的成就了。

有多少人认识Narinder Singh Kapany?

不过,「晚来」总比「没有来」好。其实真正发明光纤的人是印度科学家Narinder Singh Kapany,但他并没有得过诺贝尔奖。The Better India的资深文编Rinchen Norbu Wangchuk就在一篇题为《Ignored For the Nobel Prize, This Unsung Scientist is the Father of Fiber Optics!》的文章中为Narinder Singh Kapany叫屈。

Wangchuk在文章中写道:「我们有多少人认识Narinder Singh Kapany?一个被许多人公认为光纤之父的人。保守估计应该不多。然而,就是因为他在1950年代在光纤方面突破性的研究,才造就了通向高速宽带通讯、雷射手术、以及内视镜技术的康庄大道。……当诺贝尔奖委员会于2009年将奖项颁给高锟的时候,许多圈内的科学家都感到困惑,不解为什么Kapany被忽视了。事实上,诺贝尔奖委员会对Kapany一些详细的研究发表也有一定程度的了解。」

阴错阳差 在美国创业

事实上,早在1950年代Kapany就「发明」了光纤,身为第一位在美国硅谷创立高科技公司的印度企业家,Narinder Singh Kapany在接受美国Silicon Valley Historical Association访谈的时候,谈到了他发明光纤的经过。

1927年出生于印度莫加一个锡克教家族的Kapany,第一次接触到「科技」是在他自Agra大学毕业之后,于印度一家工厂学习设计及制造光学仪器。在1952年的时候,他为了学习更高阶的技术,便到英国伦敦的帝国学院 (Imperial College)进修,他原本打算在学成之后回印度开设自己的公司。然而,Kapany在科学方面的天赋让他意外的跑到美国创业。

他在帝国学院进修到一个阶段的时候,本来想回印度开始创业,在当他把研究成果给他老师看的时候,他的指导老师Harold Hopkins请他再等两个月。当时Kapany以为老师只是需要时间来找别人来继续他的研究,这样子他就可以回印度了,谁知道两个月后老师回来跟他说他找人讨论过他的研究,觉得非常好,表示Kapany可以着手写博士论文了。但对于实务派的Kapany来说,念博士不会有任何加分的效果,只是浪费时间,他还是一心要回印度创业。话虽如此,Kapany还是被说服,开始撰写博士论文,但仍打算在1955年拿到博士学位后回印度。

然而,1954年在意大利与一名美国教授于一场科学会议中的相遇却改变了他的命运。在那一场会议中,Kapany首度发表了他在光纤方面的研究报告,然后受邀成为Rochester大学的教授。关键在于美国教授的极力挽留,当他听到Kapany要回印度创业时,他跟Kapany说:「如果你回去印度你就不会回来了,你应该要去美国」。就这样,Kapany最终在1960年成立了他第一家公司,不过地点不是印度,而是在美国硅谷的Palo Alto,而且公司在1967年已公开上市。

光纤的发明:回到1950年代

Kapany回想当他还是高中生的时候,在喜玛拉雅山的山脚下欣赏美丽景色的日子,他说:「那时候我注意到光的传导不一定是直线的,可以弯曲也可以折射;而我也把这种认知带到大学。」他首次利用一束光纤来传输影像是于1954年他在念博士期间。

早在Kapany于伦敦帝国学院进修及开始写论文的时候,他的教授Hopkins建议他可以用玻璃管来取代棱镜,所以Kapany就想到可以利用一束薄的玻璃纤维来传导光线,这样一来就可以很容易使之弯曲。Kapany说:「一开始我喜欢应用在检视人体内部的医疗设备,直到1955年我才开始了解到光纤的广泛用途,也就是从那个时候开始我才发明了「光纤」(fiber optics)这个名词」。以这个时间点来看,Kapany早在高锟踏入光纤领域研究之前多年,已经发明了光纤,所以绝对堪称光纤之父而无愧。

当Kapany还在帝国学院进修的时候,英国皇家学会 (Royal Society) 给了他奖学金,希望他可以在光纤领域作更多的研究,因此Kapany花了一年半的时间来研究如何制造玻璃纤维及使它们对齐,好让它们可以同时传递光线及影像。接下来的故事在前文已经提过,就是Kapany被指导教授留下来念博士,并在毕业后辗转到了美国创业。

高锟在光纤技术发展过程中的角色

如果Kapany才是真正的光纤之父,那高锟为什么也会被称为光纤之父?他在光纤技术发展的过程中又扮演了什么角色?

就维基百科的数据显示,高锟于1957年进入国际电话电报公司(ITT)担任工程师,就是在那个时候开始钻研利用玻璃纤维进行信号传送,并将实验成果在世界各地发表多篇论文,其中于1966年发表的《光频率介质纤维表面波导》(Dielectric-fiber surface waveguides for optical frequencies)论文中指出:用石英基玻璃纤维进行长距离信息传递,将带来一场通讯事业的革命,并提出当玻璃纤维衰减率(Attenuation)下降到每公里20分贝时,光纤通讯即可成功。可以说他的研究为人类进入光导新纪元打开了大门,并因此获得2009年诺贝尔物理学奖。而高锟被称为光纤之父则是于1981年第一个光纤通讯系统问世时候的事。

然而,到此可以发现,高锟并不是真正发明光纤的人,他最伟大的成就及贡献应该是将光纤应用于通讯上,将光纤通讯的技术发展到极致,让宽带高速通讯成为可能,也因为这样才有今天的互联网存在。

如果再检视诺贝尔奖委员会将诺贝尔奖颁给高锟的理由,就会更了解高锟对发展光纤技术的贡献:「for groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communication」,意即是因为他在光通信领域取得了突破性的成就。由此可见,光纤并不是高锟发明的,因此被冠以「光纤之父」的称号好像并不是实至名归,如果称之为「光纤通信之父」(Father of Optical Communication)好像更为贴切。

值得一提的是,高锟虽然在光纤通讯研发上有突破性的技术发展,但却没有就相关技术取得专利,也没有因此为他带来大量财产;但他并没有后悔,只希望有一天全世界的人可以免费上网。

 

作者: 李淑莲
现任: 北美智权报主编
学历: (台湾)文化大学新闻研究所
经历: 半导体科技杂志(SST-Taiwan)总编辑
CompuTrade International总编辑
日本电波新闻 (Dempa Shinbun) 驻海外记者
日经亚洲电子杂志 (台湾版) 编辑

 


 





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