對話趙梓森:5G無法取代光纖通信,至少還要用2000年|“致知100人”04期

原標題:對話趙梓森:5G無法取代光纖通信,至少還要用2000年|“致知100人”04期

《經濟》雜志聯合搜狐財經“致敬建國70年”系列訪談——“致知100人”第四期(點擊進入專題)

1932年在上海出生的趙梓森,從小就喜歡理科和制作,曾先后從浙江大學農藝系、復旦大學生物系退學,并于1950年入讀上海交通大學電機系電信專業,隨后致力于我國光纖通信行業的發展。

1976年,趙梓森帶領團隊在及其艱苦的條件下研制出我國第一根實用性光纖,推動我國將光纖通信列入國家通信發展戰略,創立并設計了我國的光纖通信技術方案,架設起聯通全國的光纖通信線路和推動光纖到戶工程,讓我們今天能夠享受無線通訊、互聯網帶來的方便。

如今已經耄耋之年的趙梓森仍奮斗在中國科研一線,兩年前還承接了兩個國家重點科研項目。雖然頭發已經花白,聽力也不如從前,但是談起自己所研究的項目和領域,87歲的趙梓森又鏗鏘有力地講述起了過去的故事。

本期嘉賓:“中國光纖之父”、中國工程院院士 趙梓森

經濟雜志&搜狐財經:您畢業后被分配到武漢郵電學校當老師,接連突破理論算法,當時是如何做到的?

趙梓森:1964年,我的弟弟在復旦大學電子線路專業當助教,當時他所在的專業對“梅森公式”有了一個新的解法,但是他不會證明,就寄給我想讓我證明一下。我當時對此很感興趣,基礎也很好,所以一下子就證明了出來。

同時,我還找到了一個更簡便的解法,即利用“0-∞法解網絡”來解“梅森公式” ,于是就寫了一篇文章登在報紙上,當時很多科學家贊揚這篇文章說是一個大突破。

其實我大學畢業的時候,連蘇聯1-3年級的書都看不懂,所以畢業后我就在晚上,利用別人打撲克、下象棋的業余時間,重新自學了數學的微積分、數理方程,隨后我的水平不斷提高,進而我才能在理論上創新并寫出那篇文章。

這對我的影響很大,直到現在,我都堅持每天學習,看各種國內外的論文。

經濟雜志&搜狐財經:1976年拉出中國第一根光纖,您是如何做到的?為什么選用光纖通信?

趙梓森:畢業后我被分配到武漢郵電學院教書,后來郵電學院變成了郵電科學研究院,我就成為了研究人員。當時北京有一個項目叫“激光大氣傳輸通信”,做了兩年沒有進展,那個項目及執行人員被送到武漢,當時我們學院的領導許奎說該項目的進展太慢,讓技術好的趙梓森去搞一下,我就被任命為該項目的負責人。

當時我問原項目的研究人員“為什么進展這么慢?”,他們回答,“無儀表,比如研究要用的平行光管,一年后才交貨。”當時全國的工作進展都不正常。

于是我“土法上馬”,采用最基礎的方法來實驗。太陽光是平行光,可利用它來校正拋物面天線聚焦。于是我們把天線搬到屋頂,利用太陽校正了天線,很成功。之后,我們把整個激光大氣通信設備,搬到當時武漢市最高的建筑——六渡橋的水塔和青山的水運工程學院的某高樓,實現了“大氣傳輸激光通信”。

但是遇到一個問題,下雨天怎么進行大氣傳輸?

1972年底,我在一次會議中聽說美國在研究光纖通信,利用玻璃絲進行通信,免除了下雨下雪天的擔憂。我意識到光纖通信有希望,也在國內提出我們要研究光纖通信。當時有領導說,“玻璃怎么能通信呢,趙梓森你不要胡搞!”

但是也有領導對我的研究表示支持,說可以試試。由于大多數領導的不理解,把光纖通信作為可有可無的小項目。所以當時我們沒有人、也沒有錢,我就和幾位自愿參加的老師在實驗樓廁所邊的清洗室內做化學試驗。

我記得比較清楚的是,有一次在做實驗的時候,由于和同事沒有配合好,四氯化硅在室溫下沸騰,噴入我的右眼,劇痛,產生的氯氣使我暈倒在地。我就被送到醫院搶救,醫生說他從來沒看過,不知道該怎么辦,此時的我已經蘇醒,我就給他說先用蒸餾水沖眼睛,蒸餾水碰到氯就會變成鹽酸,然后打吊針。

2小時后,身體恢復正常,我立即回武漢院實驗室繼續工作。但是我的眼睛上產生了一個黑點,一兩個月后才消失。

經濟雜志&搜狐財經:當時您害怕嗎?

趙梓森:害怕也沒用,雖然產生了一個黑點,但是不疼,幾個月后就消失了,也沒什么事。另外,科研也要有獻身精神,要像發展航天事業一樣有獻身精神。而且當時中國搞科研沒有條件,遇到很多困難,現在中國強大了,各種資源、條件都十分友好。

經濟雜志&搜狐財經:您主導的工作中,有哪些自豪的項目?

趙梓森:第一個是光通信。我做了光通信之后,國家科技部領導都知道武漢在研究光通信,意識到光纖通信的重要性,于是就給郵電部立項了“八二工程”,即要在1982年在武漢建設中國第一條實用化的光纖通信線路,讓老百姓能打通電話。

經濟雜志&搜狐財經:在這個過程當中,有哪些令您印象深刻的事情或遇到了什么困難?

趙梓森:其中最大的困難是技術難度,技術難度克服了,其他的也就沒有了。

當時發生了一個意外。1981年12月29日,已經是年底了,馬上就是1982年了,時任郵電部副部長侯德源十分重視,知道我們已經成功地做出了中國第一條實用化的光纖通信線路,他很高興,就從北京坐飛機來視察“八二工程”。

上午到武漢,下午來檢查。我們在做準備的時候,一個負責機架電源的同事,導電的時候把電機燒了。我們就很擔心,領導下午就來了,我們卻出現了問題,然后我就調動試驗機,臨時做了一個破破爛爛的電機。

領導下午來了之后,打通了電話,非常高興,說聽得很清楚。過去我們的電話都是模擬信號,有很多雜音,現在是數字信號。這是全國第一個數字通話,后來全國都應用了武漢的光纖技術。

經濟雜志&搜狐財經:拉出光纖后,是如何實現規模化生產的?

趙梓森:1978年國家改革開放,郵電部提出要向國外引進“光纖生產技術”,由我擔任光纖引進小組技術負責人。

其實很多人有疑問,我們已經做出光纖了,為什么還要和國外合作,有什么好處呢?因為我們的光纖制造設備,比如熔煉車床等是普通的車床,要保持光纖的精度,必須在一兩年內更換,而外國的機床是不銹鋼的。

我首先和美國康寧公司談合作,他們說可以,但是康寧公司做光纖需要氦氣,氦氣在美國很便宜,在中國卻很貴,成本上劃不來,所以合作沒談攏。

隨后我們和日本住友集團談合作,他們也說可以,但是當我們提出合同上要寫明保證光纖應達到的指標,他們不肯寫。結果到最后也沒有成功簽合同。

第三次是跟荷蘭的飛利浦公司談合作,最終成功地簽了合同,在武漢成立了“長飛光纖光纜公司”。我們到荷蘭去培訓,結果發現我們的技術比飛利浦還好,我們的技術人員提出的一些問題,飛利浦的專家幾乎都回答不了,我們在這個過程中還指導飛利浦的技術。

但是,他們的設備比我們好很多,通過雙方的合作,我們生產的光纖質量超過了荷蘭飛利浦公司。現在長飛光纖光纜公司是世界最大的光纖公司。

經濟雜志&搜狐財經:若沒有您牽頭研制,光纖是否會來到中國?

趙梓森:還是會,因為全世界都要用光纖,只是早一點晚一點的問題。

經濟雜志&搜狐財經:怎么看待自己被稱為“中國光纖之父“?

趙梓森:之父不之父關系不大,反正,現在武漢都有光谷了。實際我們是一批人,大家都非常努力。

經濟雜志&搜狐財經:光纖通信是否會被5G、量子糾纏技術取代?

趙梓森:很多人都問過我這個問題,5G、6G會不會取代光纖?其實4G、5G、甚至6G都是無線通信,手機普遍采用。但是無線在傳輸的時候,每隔幾百米,就會有一個小的基站,這個基站就是利用光纖通道。

所以無線通信是一小段,長距離都是光纖,不可能取代。

衛星通信能不能取代光纖?實際上衛星通信傳輸的信息量很小,而且遇上雨雪天氣很困難,從這個衛星轉到那個衛星,再轉到老百姓手中,是很遠的,只有少量的信息。在山上、移動軍艦、飛機等場所,可以使用移動衛星通信,但是無法取代大面積的光纖傳播。

所謂量子糾纏,一個光量子有幾種狀態,隨著它的狀態的改變,另一邊有一對光糾纏會跟著變。但是用量子糾纏傳輸的信息太小,而且量子糾纏的原理現在還沒有搞清楚,很復雜,所以也取代不了光纖通信。

經濟雜志&搜狐財經:您暢想的未來的通信世界是什么樣子的?

趙梓森:現在大家提出了微中子,微中子是一個非常非常小的東西,如果它能夠穿過地球,也就不需要光纖了。但是微中子的產生、接收和控制都很復雜,現在還沒有人能夠將其簡單化。

未來如果微中子能夠簡單化,有可能會顛覆原有的通信。

現在我們已經實現了無線網絡,但是還需要有光纖作為基站。我比較贊同光纖發現者高琨的說法。他說,光纖起碼還要用兩千年。

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