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「光纖之父」高錕生日|科學史上的今天:11/4

今天網路已成為現代人日常生活中習以為常的一部分,我們瀏覽網頁、聊天、上傳相片、購物、聽音樂、看影片、……等等,而不會留意到這些內容都是化作0與1的數位訊號,經由以光纖為骨幹的基礎網路傳遞。沒有光纖,就沒有如此蓬勃發展的網際網路與各種應用,而發明光纖技術,讓這一切成為可能的就是被稱為「光纖之父」的華裔科學家高錕。

進行早期光纖實驗的高錕。圖片來源:nobelprize

高錕出生於上海,自幼就展現發明家的特質,曾自製煙火、泥土炸彈、收音機。上中學時因國共內戰而全家遷來台灣,後再移居香港。在英國念完大學後,就進入國際電話電報公司(ITT),一邊工作一邊攻讀博士學位。就在取得博士學位後的第二年,高錕於1966年發表改變通訊方式的關鍵論文《介電波導管的光波傳送》,從此開啟了光纖網路的新紀元。

其實光纖並非新玩意兒,但因為衰減過快,行進20公尺後就只剩 1%,因此都只拿來當裝飾品或內視鏡之用。當時普遍認為「光在玻璃中會嚴重衰減」是理所當然的現象,但高錕卻不以為然。經過幾年研究後,他證明只要去除玻璃的雜質,就能將光的衰減幅度改善到與銅線相當,行進一公里才剩 1%,因此可以做為長距離通訊的線路。高錕深知在實驗室的成功還不夠,因此還實際設計出如何製造極低雜質之石英玻璃的製程。

不過通訊業界對此論文仍抱著半信半疑的態度,高錕還得努力向業界推銷光纖的可行性與優勢。最後終於由美國康寧(Corning)公司於1970年成功量產出來,到了1982年更開發出衰減幅度改善百倍的光纖。光纖比銅線傳輸距離更長、直徑更細,加上同一條光纖可以允許不同波長的光同時傳輸,頻寬是銅線的萬倍以上,自此海底電纜完全改由光纖取代,全球通訊進入光纖時代。

然而網際網路的盛行要等到二十一世紀了,光纖對人類文明的重要性至此才明顯浮現,因此直到2009年,高錕才終於獲得諾貝爾物理獎。只是此時他已罹患阿茲海默症六年,已不知光纖為何物,更不記得自己就是發明人。

從瑞典國王(右)手上接過諾貝爾物理學獎獎章的高錕(左)。圖片來源:nobelprize

到了諾貝爾獎頒獎典禮那天,瑞典國王打破慣例,主動走到高錕的座位前頒獎給他,讓他無須行禮如儀,像其他得獎人那樣走到舞台中央鞠躬領獎。高錕起身站得挺直,笑容純真燦爛,因為他仍沒忘記這是科學家的最高榮譽……。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。