高锟 :2009年诺贝尔物理学奖获得者,光纤通讯、电机工程专家

更新时间:2022-11-02 16:50

高(1933年11月4日-2018年9月23日),出生于江苏省金山县(今上海市金山区),英国美国双国籍,世界著名物理学家,香港特别行政区知名教育家美国国家工程院院士、英国皇家工程科学院院士、瑞典皇家工程科学院外籍院士,中国科学院外籍院士,被称为“光纤之父”和“宽带教父”。

高锟1959年举家移居香港,1957年获得英国伦敦大学电机工程学学士,1960年进入欧洲中央研究机构标准电信实验室担任首席研究工程师,1965年获得伦敦大学学院电气工程学哲学博士学位,1970年高锟回到香港中文大学担任电子系教授,1987年高锟出任香港中文大学第三任校长,1996年,当选中国科学院外籍院士,紫金山天文台将编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”以表扬“世界光纤之父”高锟在科学上的杰出贡献。2009年,获得诺贝尔物理学奖。2018年9月23日,高锟在香港特别行政区逝世,享年84岁。

在科学方面,高锟开创性地提出光导纤维在通讯上应用的基本原理,描述了长程及高信息量光通讯所需绝缘性纤维的结构和材料特性,同时开发了实现光通讯所需的辅助性子系统;在教育方面,高锟成功带领香港中文大学大扩充成为一所世界级研究型综合性大学

高锟还曾获得美国陶瓷学会莫里奖、美国电气和电子工程师协会利布曼纪念奖、英国电气工程师学会法拉第未来奖章等国际性科学大奖,被授予了不列颠帝国第3级司令勋章和第2级爵级司令勋章,以及香港特别行政区最高荣誉大紫荆勋章

人物生平

早年经历

1933年11月4日,高锟出生于上海市,祖籍江苏省金山县(今上海市金山区),祖父高燮是著名诗人,父亲高筠曾获得底特律法学院法律博士学位。高锟入学之前,在家跟随父亲聘请的老师学习四书五经,1941年,高锟就读上海市世界学校,由于受过良好家庭教育,入校便从三年级开始,之后在上海完成小学与初中一年级课程,入学期间,高锟除了学习中文外,还被教授英文和法文,并开始接触中国之外的人事文化。

1948年,高锟随父母迁往台湾,1949年,又前往香港特别行政区居住,并就读于香港圣若瑟书院。1953年夏,高锟高中毕业后考入香港大学,但由于当时香港大学没有电机工程系,同年,高锟乘坐“广州号”邮轮远赴英国伦敦大学进修,就读于英国东伦敦伍尔维奇理工学院(伦敦大学众多的内部学院之一,1992年升格为格林尼治大学)。

工作经历

1957年,高锟获伍尔维奇理工学院电机工程学学二等理学学士,同年,入职美国电话电报公司ITT公司)旗下英国哈罗子公司标准电话和电缆公司任研发工程师,在英国标准电信实验室工作期间,高锟在上司的建议下,决定攻读博士学位。1960年,高锟担任欧洲中央研究机构标准电信实验室(STL)首席研究工程师,1963年,高锟开始从事玻璃纤维理论和实验研究,与西泽润一提出并初步实现了集束型玻璃纤维通信,次年,高锟首先提出在电话网络中“以光代替电流,以玻璃纤维代替导线”的大胆设想,首创梯度渐变折射率光纤理论,1965年,在导师哈罗德 · 巴洛的帮助下,高锟发表了毕业论文《准光波导》,获得了伦敦大学学院电机工程学学哲学博士学位。

在STL工作期间,高锟带领一个光缆中介电材料衰减机制的研究小组,通过研究确定光缆的体积极限和光功率在结合点处的衰减程度,同时推动其他小组开展对符合光缆直径和能发出预期红外线波长的半导体激光器的研究,明确了玻璃光纤是波导的首选材料,1966年,高锟等人发表了《介电波导管的光波传送》,该研究首先理论化并提议使用玻璃纤维来实现光通信,1969年,高锟测量了4分贝/千米的熔融二氧化硅的固有损耗,为超透明玻璃传输信号有效性提供了第一个证据。1970年,高锟在香港中文大学的邀请下筹办电子工程系,并担任香港中文大学电子系教授及讲座教授

1974年,高锟返回返回ITT,在美国弗吉尼亚州劳诺克的光电产品部担任首席科学家,1977年,高锟以“对使用激光产生光波进行光导通信时,在细小的玻璃钢中传输信息的理论研究”被美国富兰克林学会(费城)授予巴兰坦奖章,1980年,美国军事通信电子学会为表彰高锟对光纤技术在军事通信应用所作贡献,授予其金质奖章。1982年,高锟因研究和管理才能被委任为首位ITT“行政科学总裁”的同时启动了“Terabit技术”(“兆兆位技术”)计划,以解决信号处理的高频限制,同年出版英文学术专著《光纤系统——工艺、设计与应用》,1983年,高锟被任命为ITT公司康涅狄格州的先进技术中心主任,1985年,高锟在德国的SEL研究中心工作。与此同时,他也担任耶鲁大学特朗布尔学院兼职教授。同年,高锟被授予美国马可尼学会马可尼奖。

1986年,他被任命为合作研究主任,并在标准电话电缆公司的标准电信实验室作研究。1987年10月15日,在香港中文大学的邀请下,高锟在邵逸夫堂就任校长一职,就职期间,高锟把学术研究、创新知识与培育人才作为基本任务,1989年,创立讯息工程专业,组建了更全面的工程学院,1992年,美国SPIE学会为表彰高锟在光纤通信领域所作的开拓研究和许多贡献,授予其金质奖章,1993年,高锟退休并在香港特别行政区居住,同时担任香港特区政府科技创新委员会委员。

1996年,当选为中国科学院外籍院士,并以“在宽带低损耗光纤通信方面的开创性研究”被日本奖基金会授予第12届日本国际奖,1997年香港回归后,高锟担任香港工程科学院院长,同年,担任香港高科桥集团有限公司董事会主席兼行政总裁,1999年起,高锟任香港资科顾问有限公司创始董事长兼首席执行官,致力于光纤领域科研成果的应用和转化。2000年,高锟筹办香港特别行政区慈善私立学校弘立书院,同年,入股投资创办香港首家生产光纤的高科桥光纤有限公司并自任董事会主席兼行政总裁,该公司经营3年后易主,更名为高科桥光通信有限公司并扩大了生产经营范围。

2001年,高锟完成自传性英文书稿《潮平岸阔——高锟自述》(许迪铿中译本和英文本分别于2005年和2011年在香港特别行政区初版),2004年,高锟确诊患早期老年痴呆症,生活受到极大的影响,表达能力也下降,需要妻子黄美芸在旁照顾。2009年10月6日,高锟以“光通信领域中有关光在纤维中传输的突破性成就”被瑞典皇家科学院授予诺贝尔物理学奖

逝世与告别

2018年9月23日,高锟在香港特别行政区病逝,享年84岁,10月8日,高锟告别仪式在香港殡仪馆举行,香港中文大学现任校长段崇智、前校长沈祖尧等人扶灵为高锟送行。

主要成就

高锟于1964年首先提出在电话网络中“以光代替电流,以玻璃纤维代替导线”的大胆设想,在之后的工作中,高锟率领光缆中介电材料衰减机制的研究小组,通过研究确定光缆的体积极限和光功率在结合点处的衰减程度,同时推动其他小组开展对符合光缆直径和能发出预期红外线波长的半导体激光器的研究。高锟通过介电波导股份管的理论推导、微波模拟实验和玻璃纯净度分析实验证明了无论是在机械性能上,还是在表征性上,高纯度石英基玻璃纤维(玻璃光纤)都是作为波导首选材料的绝佳选择。

高锟首次明确提出低吸收率石英基玻璃纤维可用作光通信媒介,以解决双绞铜线的电话通信容量问题,建立起光纤通信物理模型,描述了采用超纯硅低损耗(光损耗\u003c20dB/km)单模光纤进行长距离(\u003e100千米,普通纤维只能传输光信号20米远)和大容量(1Gb)光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性,这项重大原创性研究成果奠定了光纤通信理论的基础,开启了光纤通信投入实际应用的大门,为后来包括互联网和移动通信在内的电信业的迅猛发展铺平了道路。

高锟在光通信工程和商业实现的早期发挥了主导作用,成功测量了4分贝/千米的熔融二氧化硅的固有损耗,20世纪70年代中期,高锟对玻璃纤维疲劳强度进行了开创性的研究,而且高锟为解决信号处理的高频限制,启动了“Terabit技术”(“兆兆位技术”)计划,因此高锟被誉为“Terabit技术理念之父”。

此外,高锟还研发出实现光纤通信所需的辅助子系统,他在单模纤维的构造、纤维的强度和耐久性、纤维接插件耦合器以及扩散均衡特性等多个领域都做过大量研究并取得了许多成果,而这些研究成果都是使信号在无放大的条件下,以每秒亿兆位元传送至距离以万米为单位的成功关键。

主要论著

学术论文

《介电波导管的光波传送》

该论文由高锟在《英国电机工程师学会学报》发表,首度提出光导纤维在通信上应用的基本原理,描述了长程及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性,明确指出只要设法降低玻璃纤维中的杂质,就能够获得能用于通信的、传输损耗较低的光导纤维,同时也证明了光纤可以借单模传送光波,从而像无线电一样, 发送开关讯息,但光纤可同时进行的数量是无线电波的数百万倍。

主要著作

社会职务

人才培养

1987年10月15日,高锟就任香港香港中文大学校长,提出以达到世界一流水准的大学毕业生及研究生、为社会服务、培育人才并促进工商业的发展为香港中文大学的使命,任职期间,他为中文大学罗致了大批人才,使中大的学术结构和知识结构更加合理。在与内地科技界的交流合作中,他主张“一步一步把双方的联系实际化”,并于1987年、1992年、1994年、1995年与1996年先后12次前往中国大陆访问。

高锟任职期间积极筹建工程学院,集中五个学系投入到信息技术电子工程的教育和研究,为学院多年来的发展奠定坚实基础,其次,他将学制由四年制改为灵活学分制,提升了香港中文大学对学生的吸引力,此外,高锟成立了教育学院及多间研究所,开设多个新的本科及研究院课程,重组研究委员会,实施校内研究评核,以支援学术研究,成功带领香港中文大学扩充成为一所世界级研究型综合性大学,使香港中文大学本科生人数由1987年的7000多名增至1996年近13000人,同时,高锟在任期内成立了逸夫书院。

荣誉与奖项

荣誉

奖项

人物评价

“你的研究完全改变了世界,促进了美国世界经济的发展,我本人为你而感到骄傲,世界欠你一个极大人情。”(美国前总统巴拉克·奥巴马评)

“高锟教授荣获诺贝尔奖乃实至名归,足证世界对其贡献之推崇。他的研究是远见、创意和精确计算之结晶,堪为世人之典范,并鼓舞人心。高教授为人随和谦厚,能够与众在此一同向他道贺,实是一大乐事。”(诺贝尔经济学奖得主查尔斯·莫里斯评)

“高锟教授在科学上的成就,具有一切最伟大科学发现的共同特点:第一,他的光纤技术改变了世界,如果没有他的伟大发现,我想世界会跟现在完全不同;第二,他的创新是平常人想不到的,40年前通讯最快的媒介都是金属线,高锟惊人的想象力在很多人看来匪夷所思。”(香港中文大学博文讲座教授姚期智评)

“高教授是出类拔萃的学者,也是高等教育界高瞻远瞩的领袖。他作为香港中文大学第三任校长,在任内积极推动大学整体发展,建立稳固基础,为有才之士开拓发展空间,成就超卓。”(香港中文大学校长段崇智教授评)

“高锟教授一生致力于科学教育事业,是光纤技术的先驱者,为人类科技进步作出了划时代的贡献。高锟教授治学严谨,淡泊名利,心系香港特别行政区教育科技事业的发展,为国家、为香港培养大批人才,并积极为香港科学技术规划献计献策,力促香港科学园的建设,为香港的高等教育与科技创新事业作出卓著贡献。高锟教授曾任港事顾问,为香港回归祖国和回归后的繁荣稳定发展作出了积极贡献。高锟教授创建的事业长在,垂立的风范长存。”(时任中央人民政府驻香港特别行政区联络办公室主任王志民评)

“他毕生尽智光纤研究,促成互联网发展,为人类通讯史作出了划时代贡献。他不懈追求创新,奉献造福人类,助力祖国发展,为人谦和厚道的精神风范永驻人间。”(湖南大学评)

“高锟先生的研究改变了世界,并且给我们生活的时代赋予了一个不一样的名字。世界欠 他一个很大的人情;人类文明发展史上也必将留下他的印记。作为国人,我们为高锟先生一 生的成就感到骄傲,但是当我们悼念先生的时候,或许尽可能地承袭其品质之万一,然后在 被他的研究定义的新时代下持续开拓,才能不负先生之高风。”(北京理工大学物理学院评)

家族成员

影响

高锟星

1996年7月24日,经国际天文学联合会国际小行星中心(MPC)第27125号公报核准,国际编号为3463(1981 XJ2)号的小行星被命名为“高锟星”,以彰显高锟教授在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”的突破性成就。

高锟楼

1996年11月7日,香港中文大学科学馆北座被命名为“高锟楼”,2010年3月3日,香港圣若瑟书院校园内的北座旧教学楼被命名为“高锟楼”,该建筑始建于1920年,2000年8月被香港特别行政区政府列为法定古迹保护建筑。

高锟奖学基金

2010年2月5日,香港中文大学举办“高锟成就展”,特区行政长官曾荫权等出席开幕仪式,展览设置6个主题展板,介绍诺贝尔物理学奖得主、中大前校长、中国科学院外籍院士高锟履历、他撰写的著作、奖项、笔记及他亲手制作的陶器。同时,香港中文大学校董会主席郑海泉宣布香港中文大学成立“高锟奖学基金”。

高锟会议中心

2009年12月30日,香港科学园二期地标建筑“金蛋”被命名为“高锟会议中心”,2010年3月1日,高锟出席由香港特区政府及香港科技园公司在香港科学园举行的“高锟会议中心”命名仪式。

塑像

2010年9月27日,香港中文大学举行高锟爵士雕像揭幕典礼,该铜像由雕塑家吴为山教授创作,高2.2米,重400公斤。

涂鸦

2021年11月4日,美国谷歌公司为纪念高锟先生的88岁冥诞,特意选用高锟形象作为谷歌首页中的涂鸦人物。

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