中国宽带史
作者:田亮
12月16日,中国信息通信研究院官网发布了《中国宽带发展白皮书》,其中写道:截至2022年9月底,我国光纤用户达到5.5亿户,居世界第一。
这5.5亿用户能使用高质量的光纤通信,要归功于一个人——赵子森,“中国光纤之父”。
就在白皮书发表的前一天,赵子森在武汉去世,享年90岁。中国在传播领域失去了一面旗帜。
在厕所旁边拔出中国第一根光纤
1974年,邮电部528厂与武汉邮电学院合并,组建武汉邮电学院,赵子森任光通信研究所副所长。
光通信在当时是一门新兴的前沿学科。
当时资源有限。在武汉邮电科学研究院的重点发展项目中,毫米波是重中之重,而赵子森的光通信项目只能“靠边站”,没有正式的实验室。他只能在厕所旁边的化学清洗室里做科研。
条件再艰苦,在他面前都不算什么。
1966年,他读到了英国华裔科学家高锟的论文《光频介质纤维表面波导》,他在论文中写道,如果玻璃纤维的损耗足够低,就可以用于通信。这让他如获至宝,他敏锐地意识到这是中国通信技术赶超世界的有利时机。
经过多次调研,他向528厂领导建议,把光纤研究列入工厂的科研计划。结果包括邮电部领导在内的大部分人都反对。
有领导质疑:“玻璃丝怎么交流!赵子森,别乱来。要花上几千万。你负责吗?”
据赵子森回忆,当时只有时任邮电部科技司副司长的周华生等少数领导表示支持,说“可以试试。”
既然是“尝试”,投资规模可想而知。“我的钱很少,只有几个人,比如黄定国、唐、和。没有正规的实验室,我们就在实验楼厕所旁边的清洁室里做化学实验。”赵宇森说。
赵子森早年在武汉邮电学院研制光纤。
为了减少光纤造成的光能损失,制造光纤的应时应使用合成超纯应时,而不是普通的天然应时。
没有任何参照物,净化工作异常艰难,赵子森只能靠自己一步步摸索前进。实验中受伤也是常有的事。
在一次实验中,他不小心把四氯化硅液体喷到了右眼里。因为氯气浓度太高,他眼睛疼,晕倒了。同事们赶紧把他送到医院。
当我到达医院时,医生们都惊呆了。我没见过这样的情况,也不会被治愈。在赵子森的建议下,医生用蒸馏水冲洗了他的眼睛,然后给他打点滴消炎。眼睛就那么一点点,赵子森还没痊愈就跑回去做实验了。
由于条件简陋,赵子森团队一开始用酒精灯加热净化,没有反应,后来用石墨炉加热。直到加了12石墨炉才得到一些白色粉末。
每个人都非常高兴,认为这是应时。结果化学分析后才知道,原来是含有水分的硅胶。
这样的失败已经有几十次了。
赵子森让同事到上海应时工厂等地参观,了解到冶炼应时需要1400℃到2000℃的高温,需要氢氧焰。因此,他使用改进的管内化学沉积法制造超纯应时。
经过各种磨砺,1976年,中国第一根实用化、短波长、阶跃型应时光纤终于诞生了。
“那时候文化大革命,我们与世隔绝。虽然我们不是世界第一,但我们没有依靠任何外国技术来开发通信光纤。”赵宇森回忆道。
武汉邮电学院。
在次年举行的“邮电部工业科学大庆展”上,赵子森利用自行研制的光纤、上海光机所提供的激光器作为光源和自己设计的通信系统,成功地传输了电视信号。
预展当天,邮电部部长钟夫翔、国务院副总理谷牧参观了展览。看到光纤通信的演示,钟夫翔感到很惊讶。他提出亲自把光纤拆下来放回去,验证光纤传输的电视信号是不是真的。
赵子森告诉他,由于使用的微调机制过于简单,仔细调准需要1个小时。如果钟部长下周来,这件事就可以办了。一周后,钟夫翔真的来了,并如愿以偿。此后,光纤通信成为邮电部的重点项目。
“赵子森,你想要多少人?要多少钱?”问武汉邮电学院院长。
“医院人手不够。”赵子森回答道。
“为什么?”
“因为有必要建立一个光缆生产车间工厂;要建立光学器件研究所,研制生产激光器;有必要扩大原有通信机的科研生产规模。”
院领导听从赵子森的建议,下马其他项目,全力以赴搞光纤通信。这为中国日后赶超世界先进水平奠定了基础。
如今,光纤构成了通信网、互联网和电视网,光纤通信已经成为人们生活和工作的必需品。
三年去了四所大学。
1932年2月,赵子森出生在上海的一个普通家庭,父亲是一家百货公司的售货员。
他是个早产儿,妈妈才怀孕七个月。由于早产,加上医疗环境差,赵子森小时候身材矮小,身体虚弱,经常生病。“我因为伤寒差点死了两次!”
1937年,日军全面侵华,很快来到上海。我的父母带着八个孩子,在枪林弹雨下逃到了英租界,在那里租了一个小阁楼,晚上只能睡在地板上。
日军的残暴和战争造成的流离失所给赵子森留下深刻印象,少年立志科学救国。
我妈曾经被卖给一户人家当女佣,一家之主是医生。妈妈在这里感受到了知识的重要性,后来努力工作,供每个孩子上学。
体弱多病的赵子森为了强身健体,喜欢踢足球。只要暑假一过,他就会从早玩到晚,慢慢练就一身强健的体魄。
在学校,他喜欢科学,尤其是数学,经常被老师夸思维好。他的动手能力也很强,喜欢做航模。
小时候,赵子森在做模型飞机。
他还参加了上海的航模比赛,获得了二等奖。上海市市长吴国桢亲自为他颁奖。
因为家庭负担重,他买不起玩具,就自己做。10多岁的时候,带着弟弟做了几天收音机。
因为过于热衷理工科,所以偏科,英语、历史、地理等科目经常不及格。中考时勉强考上一所普通高中。
进入高中后,赵子森明白了,学习不能凭自己的气质,不喜欢的课一定要认真学。
1949考上大学的时候,不敢报考学费低的公立大学理工科,也不敢报考学费高的私立大学,最后考上了浙大农学院。
但他还是对植物学、细胞学等科目不感兴趣,干脆退学重新参加高考。这一次,他考上了复旦大学生物系。没想,课程都差不多,他又退学了。
在母亲的支持下,他决定自费去大同大学电气工程系。在兴趣的驱使下,他在这里的成绩越来越好。
1952国家院系调整,民办高校撤销,大同大学电气工程系并入上海交通大学电信系。
1954年9月,赵子森被分配到一所中专学校——武汉电信学校当老师。当时分配到学校的很多青年教师都觉得在中专教书很轻松。他们经常打牌下棋,而赵子森每天下班后都坚持学习。
他觉得大学里学的知识太浅,跟不上时代。为了弥补差距,他自学了微积分、电工学原理、无线电原理等。又在苏联课本上,还补了英、俄、日等外语,短短三个月就背了一本简明英语词典。
1958,武汉电信学校升格为武汉邮电学院,开始本科招生。赵子森也从中学老师变成了大学老师。
在教书的同时,他仍然喜欢做科学研究。在1959年举办的一次全国展览中,他的能解三阶微分方程的计算机获得了特等奖。
后来武汉邮电学院撤销,改为邮电部五二八厂。厂领导把赵子森的才华看在眼里,记在心里。
1971年,北京邮电学院原来立项的大气激光通信项目转到528厂,厂领导让赵子森牵头这个项目。
他把天线搬到楼顶,校正天线,再把整个激光大气通信设备搬到当时武汉第一高楼六渡桥的水塔和水运工程学院的一栋高楼,实现了“大气传输激光通信”,有效传输距离从8米迅速提高到10公里。
赵子森进一步想到:大气传输光通信无法实现全天候通信。遇到雨、雪、雾等天气,装置就会失效,必须寻求“替代品”。
他了解到,美国、英国等国家一直在研究光纤通信技术。经过深入的准备,他决定开展光纤通信的研究,并于1974年8月在应时提出了光纤通信的技术方案,由此诞生了中国第一条光纤。
倡导建设中国光谷
1983年,赵子森被任命为武汉邮电学院总工程师,两年后升任副院长。1995当选中国工程院院士。
他把一生都献给了光通信。
光纤在长距离传输中经常发生意外断裂。他记不清有多少次从睡梦中被惊醒,赶到几十公里外寻找断点,修复光纤。即使是医院的领导,他也是随叫随到,每次都是和20多个同事挤在一辆8座的面包车里,东奔西跑。
就这势头,事情能办成吗?
20世纪80年代,他和同事们一起开发、设计、安装并开通了中国第一个光缆市话通信工程。
90年代,他带领团队完成了当时世界上最长的架空光缆工程——“京汉广工程”,全长3000公里。
2000年5月,他和中国科学院、工程院的25位院士、专家联名向国家提交了关于在武汉建立“中国光谷”的建议。次年获批后,武汉建成全国首个国家级光电子产业基地,“武汉·中国光谷”扬名世界。
2018年,武汉邮电学院研制的一根光纤可实现67.5亿次同时对人通话。
如今,武汉邮电科学研究院已经发展成为一家央企——中国新科集团。中国已成为仅次于美国和日本的世界第三大光通信技术强国,占据全球一半以上的市场份额。
晚年,赵子森在闲暇之余,大多查阅国内外最先进的光纤通信技术,以了解最新动向。他还告诫年轻人要与时俱进,引领时代。
中国信科旗下的武汉光迅科技有限公司总经理助理马卫东告诉《环球人物》记者,他是1998硕士毕业,了解到赵子森院士的工作和研究都是面向产业应用和国家重大需求,这也正是他的志向所在,所以他申请了赵子森的博士学位。
赵子森多次告诉学生,武汉邮电学院是我们国家光通信领域的国家队。大家一定要扎根基层,搞前沿研究,这样才有国际竞争力,才不会卡住。
“和他一起做研究,总能感受到这种爱国情怀。”马卫东说。
据马卫东说,其他公司向他提供了数倍的薪水,但他拒绝了。
“以我们所做的光电子芯片和器件技术的研究工作为例,我可以在这里继续深入研究高端产品,为国家提升核心竞争力。在其他公司可能可以拿高薪,但是可能要做别的,更注重短期利润,产品以低端产品为主。这不是我想要的,也不是我导师想要的。”马卫东说。
正如赵子森生前所说,年轻人要努力学习新技术,敢于创新,才能在中国新时代继续繁荣。
总制片人:吕鸿
监制:张建奎
编辑:许
编辑:苏睿