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“光的大师”分享迟来的荣誉

来源:文汇报 作者: 2009-10-8
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摘要: 北京时间10月6日晚上6点,全球瞩目的本年度诺贝尔物理学奖揭晓,三位与光有关的科学家分享荣誉,在诺奖官方网站上,他们被冠以“光的大师”(themastersoflight)的称号。“光的大师”们的成就,深刻地改变了世界的面貌,同时,距离每个人的日常生活如此接近。今天,回看三位“光的大师”的探索历程,不难发现,他们的工作......


  北京时间10月6日晚上6点,全球瞩目的本年度诺贝尔物理学奖揭晓,三位与光有关的科学家分享荣誉,在诺奖官方网站上,他们被冠以“光的大师”(the  masters  of  light)的称号。而由于华人科学家高锟的入选,今年的物理学奖又增添了几分牵动中国人心绪的色彩。



  “光的大师”们的成就,深刻地改变了世界的面貌,同时,距离每个人的日常生活如此接近。



  “光纤之父”——高锟,拥有英国和美国双重国籍的华人科学家,在1966年首次预言了光导纤维可以作为通信介质传输光信号,用以取代传统的铜质电缆。在他关于光纤的论文的启示之下,光纤技术不断进步,逐渐成为互联网的骨架和信息社会的基石。如今,光纤甚至已经铺到了普通人的家门口。如果把全球的每一根光纤从头至尾连接起来,可以绕地球超过2.5万圈,而且其总长度在以每小时数千公里的速度延展着。



  “CCD之父”——威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。1969年,这两位在贝尔实验室工作的美国科学家发明了半导体图像传感器CCD,以取代传统的银盐胶卷。40年后的今天,借助CCD这项重大发明,全世界的数码相机用户都能方便快捷地捕捉到生命中的珍贵瞬间。同时,那些传统胶卷所难以企及和记录的领域——小到为细胞拍照、诊断病情,大到在太空拍摄浩瀚星空并实时传回地面,CCD都发挥着至关重要的作用。



  今天,回看三位“光的大师”的探索历程,不难发现,他们的工作有如两道耀眼的光束,从40多年前径直照亮了今天的世界。



  在高锟之前,通信技术从有线的电报、电话,逐步发展到无线电通信。20世纪60年代,人们开始思索是否有可能利用光而不是无线电波来传输信号,但最初的一些研究步履维艰,科学界甚至形成共识:玻璃不可能作为长距离导光的介质,因为光在这根导管中会因为“跑冒滴漏”而迅速衰减,这几乎为光纤的应用宣判了死刑。但是当时年仅32岁的高锟经过周密计算,预言了高纯度玻璃的潜力。到1970年,沿着高锟的理论方向,美国康宁公司首次制成了有实用价值的高纯度二氧化硅光纤,为信息高速公路打下了第一根桩基。



  关于博伊尔和史密斯的故事,也许要追溯到40年前他们的一次讨论。当时,通过数字方式记录图像的技术尚处于黑夜中。在贝尔实验室的办公室里,两位研究者在黑板上涂涂画画,一个小时的激烈争论后,最终形成了CCD器件的创意雏形——光照射在CCD上之后,就会释放出电子,光线越强,电子越多,只要记录并读出电量的多少,就能再现出影像。不久之后,第一件CCD问世,它只有6个像素;1974年,仙童半导体公司发布了一个100×100像素的CCD产品;而今天,配备1千万像素CCD的相机已经成为廉价的入门级产品。



  事实上,这三位“光的大师”的成就,早已深入人心,其科学意义甚至连中学生都可以道出几分。与去年诺贝尔物理学奖关注基本粒子那玄妙莫测的“对称性破缺”相比,今年的诺奖显得十分平易近人,但同样沿袭了诺贝尔奖评审的一贯风格。



  复旦大学物理系主任陆昉教授表示,诺贝尔物理学奖的历史,可以说就是一部从探索到实际应用的历史。物理学的发展深刻地改变着世界,而世界的点滴变化也离不开物理学的发现和创造。从首届奖项授予X光的发现者伦琴开始,无线电报、收音机、集成电路、电脑硬盘等的原理性发明都曾获诺贝尔物理学奖。当然,从最初的研究论文发表到最终获奖,成果需要历史和现实的检验,昨天揭晓的本年度奖项,同样是这般“迟来的肯定”。



  北京时间昨日下午5点45分许,2009年度诺贝尔物理学奖在瑞典皇家科学院揭晓,华人科学家高锟、拥有美国和加拿大双重国籍的威拉德·博伊尔和美国人乔治·史密斯三人共同获得这一荣耀。



  光纤之父



  “他们为日常生活带来许多实用的创新,为科学探索提供了新工具。”评奖委员会在声明中说,高锟因为在“光学通讯领域的光传输方面的突破性成就”获奖。



  评委会指出,高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号,这成为电话和高速互联网等现代通讯网络运行的基石。“利用一根纯净的玻璃纤维,可以将光信号传输100多公里,而60年代时的光纤只能传输20米。”“今天文字、音乐、图片和图像在一眨眼间传遍全球”,高锟功不可没。



  数码相机的功臣



  博伊尔与史密斯一起工作,发明了电荷耦合元件,目前已广泛应用于数码相机和精密外科手术设备。评委会赞扬博伊尔与史密斯第一次成功地发明了数字成像技术,工作于新泽西州贝尔实验室的他们设计了一种影像传感器,可以将光在短时间内转化为像素,为摄影技术带来“革命化”变革。



  “没有CCD,数码相机的发展将更为缓慢。没有CCD,我们就不会看到哈勃太空望远镜拍摄的令人诧异的图片,也不会看到我们的邻居火星上的红色沙漠图像。”评委会说。



  博伊尔在接受电话采访时表示,每当他看到人们使用小巧的数码相机,他就回想起当年与史密斯的工作。他说,这一技术的最大成果是数码相机拍摄的火星图像传回地球。他说:“我们第一次看到火星表面,没有我们的发明,这是不可能的。”



  将获一半奖金



  据悉,高锟将获得一半的奖金,博伊尔和史密斯将分享剩下的一半奖金。



  与往年相同,今年诺贝尔奖每项奖金仍为1000万瑞典克朗(约合140万美元)。按照传统,2009年诺贝尔奖颁奖仪式依然将在今年12月10日诺贝尔逝世纪念日这一天举行。



  从小自制炸弹



  高锟1933年出生于上海,从小对化学非常感兴趣,尝试自制炸弹。用红磷粉和氯酸钾混合,加上水并调成糊状,再掺入湿泥内,搓成一颗颗弹丸。待风干之后扔下街头,果然发生爆炸。幸好没有伤及路人。



  中科院外籍院士



  1944年,随父移居香港,之后考入香港大学。大学毕业后,他进入英国国际电话电报公司(ITT)做工程师。从1963年开始,高锟就着手对玻璃纤维进行理论和实用方面的研究。1966年,高锟在《光频率介质纤维表面波导》论文中开创性地提出光导纤维在通讯上应用的基本原理。



  1981年,经过他的不懈努力,第一个光纤系统面世。从此,比人的头发还要纤细的光纤取代了体积庞大的千百万条铜线,成为传送容量接近无限的信息传输管道,彻底改变了人类的通讯模式。但由于这项发明的专利权是属于英国国际电话电报公司的,这项惊世发明并没有给高锟带来巨大财富。



  1970年迄今,高锟任香港中文大学教授,1987年~1996年任该校校长。1996年当选为中国科学院外籍院士。在2000年,与邓小平一起被《亚洲新闻周刊》选为“二十世纪亚洲风云人物”。由于他的杰出贡献,1996年,中科院紫金山天文台将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。



  自传开篇写结婚



  光纤,是高锟人生中最大的成就,亦是改变了他一生的一项实验;而另一项萦绕他一生的实验则是甜蜜的爱情。一提及太太黄美芳,高锟更掩不住满脸的幸福和满足。只要一有机会,高锟就对太太赞不绝口。前段时间,高锟正忙于写自己的传记。在接受香港《文汇报》采访时,他告诉记者:“我的传记第一个章节就是写我和太太结婚的情形。”



  生理或医学奖



  发现长生不老秘密



  10月5日,诺贝尔奖开幕。2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克·绍斯塔克,以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”,揭开了人类衰老和罹患癌症等严重疾病的奥秘。这也是诺奖历史上首次由两名女性同时摘得这一奖项。



  生老病死,这或许是人类生命最为简洁的概括,但其中却蕴藏了无数的奥秘。评委会成员鲁内·托夫特戈德说,端粒和端粒酶研究有助于攻克医学领域3方面难题,即“癌症、特定遗传病和衰老”。端粒酶在细胞老化过程中起着关键作用,所以也是“长生不老”的钥匙,在细胞癌化过程中起着决定性的作用。



  诺奖通知方式五花八门



  诺贝尔奖委员会为避免消息外泄,总是在奖项公布前数分钟才通知获奖者。要在这么短的时间内通知获奖者相当困难,故往往使出五花八门的方式。



  午夜凶铃  1998年经济学奖印度得主沈恩,收到委员会的“午夜凶铃”通知得奖,他起初还担心“一定是发生了令人非常悲痛的事”。



  机长相告  1991年瑞士籍化学奖得主恩士特,在莫斯科飞往纽约的客机上,由机长亲自走到座位告诉他得奖的消息。



  人群围屋  德国的赛尔登4年前获经济学奖,他当时购物后回家,看到屋外有一大群人围着,还以为寓所遭窃,后来有人上前道贺,才得知获奖。

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