中国工程院院士赵梓森-一生为通信技术创新不停歇

中国工程院院士赵梓森:一生为通信技术创新不停歇
武汉武昌南望山脚下的武汉邮科院家属区,一栋上世纪70年代的两层楼房。推开锈迹斑斑的铁门,小院里种满了丝瓜、辣椒等,几只小花猫日子在树藤下,陪伴着赵梓森享用安静的晚年日子。假如不是家中缀满墙的荣誉证书,很难信任眼前这位一般的白叟便是“我国光纤之父”。  《科学美国人》杂志曾点评说:“光纤通讯是二战以来最有含义的四大发明之一。假如没有光纤通讯,就不会有今日的互联网和通讯网络。”可是,关于拉出我国榜首根光纤的赵梓森院士及榜首根光纤的诞生,人们知之甚少。  在光纤通讯上有几个重要的节点工作:1966年,上海出世的英/美籍华人高锟初次提出玻璃丝可用于通讯。1970年,美国花费3000万美元制作出了3条30米长的光纤样品,这是国际上榜初次制作出对光纤通讯有有用价值的光纤。7年后,身居武汉的青年教师赵梓森也拉出了具有我国自主常识产权的榜首根有用光纤。  正是赵梓森的这一奉献,使我国在通讯技能方面与国际最先进水平齐头并进,在部分范畴乃至处于领跑位置。  和蔼之中带点诙谐,87岁的赵梓森院士像其他一般白叟相同,是一位让人如沐春风的老者。粗陋的房子、简略的日子、俭朴的穿着,赵梓森坐在一个竹藤椅上与记者拉起了家常,回想自己42年的追光之路。  在厕所旁拉出榜首根光纤,敞开我国通讯新年代  1932年,赵梓森出世于上海一个制衣作坊家庭。1937年淞沪会战爆发,幼小的赵梓森目击了上海被日军占据的进程,他家也遭到战役影响,一家人曲折搬到英租界,母亲平常做点缝缝补补的针线活补助家用。至今与记者谈起这些幼年往事,他依然记住许多生动的细节。  赵梓森小时分特爱捣鼓些小制作,制作过氢气球、矿石收音机和滑翔飞机模型和小提琴等。赵梓森告知记者,看到他人有玩具飞机,他也“心痒痒”,所以自己使出浑身解数做了一个模型飞机。刚好上海组织学生模型飞机竞赛,赵梓森把自己心爱的著作拿去参赛,没想到还得了名次,他更没想到其时的上海市长还亲身给他颁奖。  1954年,赵梓森大学毕业后被分配到武汉邮电校园当教师。这是原邮电工业部部属的一所中专校园,后来升格为武汉邮电科学研讨院。赵梓森很清楚新我国刚刚来到,将来必定需求大规模建造,必定需求许多的科学常识。所以,赵梓森一有空闲时刻,就自学研讨生课程,恶补日语英语俄语等外语。  即便在“文革”期间,赵梓森依然坚持白日参与政治学习,晚上在家研讨光纤通讯常识,悄悄克己电视机和高端收音机。  1969年,北京邮电科学研讨院将国家科研项目“激光大气传输通讯”以及项目履行人员转移到武汉邮电科学研讨院。到了1971年,院领导以为项目展开太慢,要求“技能好的”赵梓森参与进来,并牵头担任。  赵梓森找科研人员了解得知,展开慢是因为没有外表设备,“平行光管得一年后才干到货”。赵梓森就想到“土法上马”,将天线搬到房顶,运用太阳校对了天线,接着把整个激光大气通讯设备,搬到其时武汉市最高的修建——六渡桥的水塔和水运工程学院的某楼房,完结了“大气传输激光通讯”,传输有用间隔从8米敏捷进步到10公里,课题获得了成功。  “搭档们都很快乐,可是我却快乐不起来。”赵梓森发现大气传输光通讯无法完结全天候通讯,碰上雨、雪、雾等气候,设备就失灵了,有必要寻求“替代物”。  在传闻玻璃丝(光纤)能够通讯后,赵梓森急切去湖北省图书馆查找资料,细心研讨,开端认可了光纤通讯技能的可行性和巨大潜力。后又经过留学科学家钱伟长等人打听到,美国和英国等发达国家已经在研发光纤通讯技能并获得开端成功。赵梓森愈加深信了自己的判别,决议展开光纤通讯研讨。  1974年8月,在历经长时刻深入研讨后,赵梓森提出石英光纤通讯技能计划。计划遭到许多权威专家的质疑,“小小玻璃丝能够通讯?简直是天方夜谭”。质疑声中最首要的观念是,光信号经光纤传输后,因为吸收、散射等原因引起光功率减小,影响传输间隔或中继站间隔间隔,导致“通讯传不远听不清”。  赵梓森却深信自己的判别。他坚持研讨发现,光纤玻璃的损耗并非“必定”,而是由过渡金属离子发生,假如将其含量控制在百万分之一以下,吸收损耗就在10dB/km以下,再改善拉丝工艺和热处理技能,损耗就会降到更低,对光传输的影响也微乎其微。  这一发现使赵梓森更有了决心。他白日参与政治学习,晚上在家悄悄研讨光纤。  在一无技能、二无设备、三无人员的状况下,赵梓森开端了我国的光纤攻关。  经过一再尽力压服领导,赵梓森在单位办公楼一楼厕所旁改造出一间实验室。他找来几位年青搭档做辅佐,选用最简易的实验设备(电炉、试管和酒精灯等)、最简略的工艺(烧烤)和最根底的质料(四氯化硅、氧气),经过一年多时刻数千次的实验,熔炼出高纯度的石英玻璃。以此实验为根底,选用化学气相堆积法制作出300多张图纸,运用旧车床和废旧机械零件制作出一台光纤拉丝机。  一次实验中,赵梓森不小心将四氯化硅液体喷进右眼。因为氯气开释浓度太大,眼睛疼痛,晕倒在地。搭档们赶忙将其送进医院。“到了医院,医师都愣住了,没见过这种状况,不会治。”赵梓森说,“后来我跟医师说,用蒸馏水冲刷眼睛,然后打吊针消炎就行。”眼睛刚一消肿,还未康复,赵梓森又回到了实验室。  经过近三年的尽力,我国榜首根有用型、短波长和阶跃型石英光纤总算诞生了。在1977年举行的“邮电部工业学大庆博览会”上,赵梓森经过自行研发的光纤,成功传输是非电视信号,引起国家的注重。光纤通讯因而被破格列为国家要点攻关项目。我国的光纤通讯技能从此迈入了“快车道”。  寻求真理不顺从 为我国光通讯技能探究出正确途径  其时的我国,因为长时刻的政治运动和信息阻塞,简直没人信任玻璃丝能够通讯,而且,自主研发的实验条件不具备,已然美英等国已在研发光纤通讯技能并获得开端的成功,我国是否能够引入外国产品来展开我国通讯技能?  “科学没有捷径可走。通往本相的路,得自己寻觅。”赵梓森意识到,尽管依托进口光纤能够短时刻内建构起我国的通讯网络,但核心部件却永久被人“卡脖子”。所以,他捉住全部或许的机遇,竭尽全力地呼吁我国支撑和展开光纤通讯研讨。  其实,在其时,我国多个部委和研讨机构也都着手研讨光通讯技能。福建物质结构研讨所展开激光通讯研讨的计划也得到相关部分的支撑,并在1972年3月正式立项为国家要点科研项目“723”机,首要从事光纤波导数字通讯和大气激光通讯的研讨。  1973年,赵梓森在发现“大气传输”存在严重缺点后,又发现“723”机项目其实也行不通。这个项目选用的多组分玻璃光纤的提纯有极大难度,而且这种光纤的品界反射与散射导致光传输作用欠安。“项目尽管用到了半导体激光器,但仅仅用于进步泵浦的功率和替代水冷器等,而不是直接做光源。”赵梓森以为,“723”项目存在技能“道路过错”。  发现其时国家确认的两个科研方向“出路堪忧”后,赵梓森决议另寻他路。1974年8月,赵梓森向国务院科技办专门提出,以石英光纤为前言、半导体激光器做光源、脉冲编码为调制方法的光纤通讯技能道路,并被列为国家“五五”计划要点赶超科研项目。  接下来,赵梓森又掌管拟定了用MCVD法制作石英玻璃光纤预制棒的技能道路。“这便是后来的光纤技能途径。”我国工程院院士余少华说,后来的实践证明,正是这条正确的技能道路,才引领我国通讯光纤从无到有并敏捷展开,少走了许多弯路。  光纤、激光器、通讯机,是光纤通讯的三个基本要素。光纤制作出来了,还要处理另两个问题。而这两者在其时都是空白,无任何根底。假如单靠自给自足需求很长时刻的探究,如此会极大地延误光纤通讯在我国的推行运用。  “在其时落后的出产设备和工艺条件下,想自给自足去攻关,都无从下手,连东西都没有”。赵梓森回想那段阅历,依然慨叹自己其时的勇气。他坚持以为,实验条件不是最重要的,要害在人,只需有心,任何约束都是能够打破的。  榜首步攻关是研发有用型光纤。拉出榜首根光纤之后,赵梓森和团队又经过近三年的试制探究,于1980年4月使拉制出的长波长光纤最低损耗值在1.55nm处到达0.29dB/km,终究到达实践运用的要求。  半导体激光器是赵梓森等人面临的又一“绊脚石”。“我知道,引入技能是为了更好地学习,决不能单纯依靠。所以我斗胆重用年青人领导激光器自主研发。”回想起其时决议,赵梓森至今仍深感欣喜。经过两年多的尽力,中方主导的长江激光总算出产出我国榜首个享有自己常识产权的长波长半导体激光器,摆脱了对美国技能的依靠。  第三步是通讯机问题。依据赵梓森的技能计划,光导信号有必要是数字信号,需求数字式通讯机(PCM机)。但契合PCM机要求的半导体集成块,一些欧美国家正在研发,还未成功。  面临这一“国际难题”,赵梓森没有畏缩,也没有等候,他测验经过“脉冲调相”来替代处理,并在实验中获得成功。随后不久,有外国团队半导体集成块研发获得打破,赵梓森敏捷辅导团队运用这些集成块,研发出了PCM二代机和三代机。  至此,光纤通讯的三道“难关”都相继被霸占了。剩余便是真实商用查验了。  1981年9月,邮电部和国家科委确认在武汉树立一条光缆通讯有用化体系,意在经过实际运用,完结商用实验以定型推行。因为其限于1982年完结,所以简称“八二工程”。依照设计计划,这是一个市内电话局间的中继工程,跨过长江、汉水,贯穿武汉三镇,衔接武汉四个市话分局。  因为长间隔传输,光纤无论是悬于空中,仍是埋于地下,总不免发生意外呈现开裂。“这些断点有的清楚明了,查找简略,有的则十分荫蔽,查找困难。”赵梓森至今还记住开始无数次深夜被叫起来赶往几十公里外修光纤。  若干年后,从前的搭档、武汉邮电科学研讨院总参谋毛谦谈起光纤通讯有用化阶段的艰苦时,形象最深的仍是一次次不分昼夜、不分寒暑随叫随到的检修。其时已是院领导的赵梓森每次都和20多个搭档挤在一辆8人座的面包车里,处处奔走。  1982年12月31日,我国光纤通讯的榜首个有用化体系——“八二工程”如期全线注册,正式进入武汉市市话网,标志着我国进入光纤数字化通讯年代。  孜孜寻求 终身为通讯技能创新不停歇  1995年,赵梓森当选为我国工程院院士。2000年后,赵梓森从领导岗位上退了下来,但仍担任武汉邮电科学研讨院首席参谋,担任华中科技大学等校园的博士生导师。已是87岁高龄的赵梓森每天坚持上网检查国内科技学术网站,经常奔赴各大城市乃至海外参与各类学术活动。  赵梓森对自己在我国光纤通讯技能上的严重奉献总是看得很淡。常常有人尊称他为“我国光纤之父”时,赵梓森都会摆摆手说,“便是我不搞光纤,还有他人会搞光纤,光纤是国际展开的方向,谁都会跟着来,我仅仅先走了一步罢了。”“至于当不妥‘父’,只需我做的工作能对老百姓,对社会有用,我就很快乐了。”  赵梓森现在本能够不去上班了,但院里依然给他组织了一间办公室、实验室,他告知记者,他的时刻组织很紧凑,也很规则。每天都要去实验室,上下班都是步行。“走路也训练了身体,上班走20分钟,下班走22分钟。”  相同间隔的旅程,为什么用的时刻不相同呢?记者正在疑惑,赵梓森忽然笑起来,说“一个是下坡,一个是上坡嘛。”  赵梓森的妻子范幼英也是武汉邮电科学研讨院高级工程师。“所谓专家专家,便是什么都不会,一辈子只会干一行。”范老恶作剧地对记者说,赵梓森专心于自己的研讨工作,即便是现在,仍是坚持看各种研讨报告,重视光通讯的方方面面。  前年,赵梓森经过海外学术文章了解到,现在光纤的首要资料二氧化硅,在出产进程中发生氯气,对环境尚有一些晦气影响。为此,他主张用有机硅替代,愈加环保。赵梓森的主张得到了新建立的我国信息通讯科技集团的采用。  现在,我国已成为国际最大的光纤光缆出产基地,部分光通讯范畴已抢先全球。赵梓森院士地点的武汉东湖高新区也已成为与美国硅谷齐名的“我国光谷”。  “技能永久是不断展开,咱们不抓住推动,就会落后于人。”赵梓森说,他已殷切感遭到科技的一日千里和国际竞争的白热化。“我国现在的光纤,已占国际光纤商场的半壁河山。接下来,咱们要运用新资料,做更高水平的光纤,持续在国际领跑。”  日子中,赵梓森十分简略。他最大的喜好是拉小提琴。高中时期,赵梓森就开端拉小提琴,门德尔松、巴赫、莫扎特、柴可夫斯基等闻名我们他都喜爱。这一喜好,赵梓森一向坚持着,简直每天都有必拉的曲目,80多岁后,因为手指灵敏度下降,才开端抛弃拉琴,改听音乐。  音乐也是赵梓森配偶一起的喜好。“他拉琴的节拍不必定很准,但肯定投入,锲而不舍,独具神韵,而且每天都拉,从不间断,好像做人……”范幼英说,赵梓森在光纤技能研讨最严重的日子里,仍坚持天天拉琴。其间,有一个要害技能设计便是在拉琴时突然想到的。“创意,常常伴随着他的琴声起舞。即便再困难的时分,他依然是个达观的舞者”。  是的,反观赵梓森的终身,无论是风雨如晦仍是阳光灿烂,无论是科研走进死胡同觉得穷途末路,仍是忽然间创意爆发山穷水尽,他都视作日子的奉送,命运的组织。他都笑着面临,自始自终地坚持开始的愿望,一步一步地去完结。