相关文章

中国工程院院士、我国光纤通信技术的主要开拓者赵梓森——— - ...

  赵梓森,男,1932年出生,广东人。1953年毕业于上海交通大学电信系。曾任原邮电部武汉邮电科学研究院总工程师兼副院长。现任IEEE Fellow、湖北省科协副主席,武汉—中国光谷首席科学家。

  赵梓森是我国最早从事光纤通信技术研究者之一,是我国公认的光纤通信技术的主要开拓者。他先后完成了我国第一条实用化8Mb/s、34 Mb/s、140 Mb/s等6项国家、部委光缆通信重点工程,负责完成了目前世界上最长距离的架空光缆(京汉广)工程;使光纤通信技术在我国大面积推广应用,取得了显著的社会效益和经济效益;曾获得国家科技进步二等奖等多个奖项。

童年立志 科学报国

  “别看这些都是小打小闹,但涉及了诸多学科。制氢气,要学化学;做模型飞机,得懂几何;做小发动机,涉及物理。”

  小学里,孩子们正上课,突然,枪声大作。

  “鬼子来了,快跑!”老师一声惊呼,师生冲出教室,潮水般涌向校门。那是1941年12月8日上午,日军侵袭上海英租界。

  涌出校门,大家四散奔逃。一个小男孩却停住脚步,焦急地回身张望。

  他就是赵梓森,刚满9岁,身材瘦小,看起来也就六七岁。他为何不逃呢?原来,赵梓森有两个弟弟,一个7岁,一个5岁,也在这里上学,他不能丢下他们。

  街上到处是惊惶奔逃的人,赵梓森带着弟弟,往家飞奔。

  一阵扫射,人们纷纷扑倒。糟糕,前面来了日军装甲车!

  赵梓森急中生智,拉着弟弟,一头扎进小巷。

  家回不去了,只能往西逃,过苏州河,去亲戚家。

  子弹几乎擦着后背,唰唰飞过。两弟紧随其后,居然平安过桥,脱离火线,死里逃生!

  上海沦陷后,赵梓森家十分困苦,买不起米、菜,只能吃盐拌杂粮。为了谋生,父母开了家小店,经营小百货。有一次,日本鬼子进店,见人就打,还逼赵梓森全家跪到街上。赵母忍无可忍,跑到厨房,要拿菜刀拼命,幸而被亲戚拦住,没让日本鬼子发觉,才避过了一场灭顶之灾。

  “落后就会被欺负,我长大了要当科学家,用科学救国!”小小年纪,赵梓森就有着远大的理想,并深深地爱上了科学。

  他兄弟姊妹有8人,家道艰难,他爱好模型飞机,买不起,他就自制。抗战胜利后,上海组织学生模型飞机比赛,他把自制的飞机拿去比,居然得了奖。

  他向老师要了一些化学药品,学着自制氢气和氧气。他和弟弟组装矿石收音机,需要检波氧化铜,但他们买不起,能不能加热铜片,使其氧化?心念一动,马上着手。等千辛万苦,做出收音机,兴致勃勃爬上屋顶,却收不到信号,后来才弄明白,能检波的是氧化亚铜晶体,而不是普通氧化铜。

  诸如电磁铁、电动机,凡是能想到的,他都试着做。“别看这些都是小打小闹,但涉及了诸多学科。制氢气,要学化学;做模型飞机,得懂几何;做小发动机,涉及物理。”赵梓森说,由于酷爱科学,小时候的他,化学、物理、几何经常拿满分。

  少年赵梓森的与众不同,令教他化学的龚叔云老师大为赞赏。龚老师专门给他写信,鼓励他“努力去当一个科学家”。

  老师的鼓励、自身的兴趣,使少年赵梓森科学救国、科学报国的理想日益坚定。

勤奋进取 崭露头角

  赵梓森爬上汉口六渡桥水塔————当时武汉全城最高点,打开设备,对准10公里外的青山海运工程学院,那边收到了信号。试验成功!

  1953年,赵梓森从上海交通大学电信系毕业,到武汉邮电学院任教。

  初为人师,赵梓森发觉大学所学远不够用。于是,他利用业余时间,重学微积分、电工原理,自学数理方程、线性代数、概率论、场论、信息论、英语、俄语、日语。

  由于基础扎实,工作勤奋,年年评优他年年当选。然而,搞科研才是最大梦想,他想报考中国科学院的研究生,可多次申请,领导就是不准。见他喜欢科研,学校让他负责实验室。当时,赵梓森兼任4个实验室的负责人。这时候的他如鱼得水,整天泡在实验室里,做各种实验,乐此不疲。

  有一次,他在复旦大学任教的弟弟来信,要他帮忙推导MASOM公式。现有解法太繁杂了,有没有更便捷的方法?此后几天,这个问题时时挂在心头。一个星期后,赵梓森眼前一亮,想出0—-∞法:不用解行列式,可直接写出任意个网孔的复杂无源网络任意支路的电流、电压和阻抗。后来,他的论文《用0—-∞法解网络》发表在1965年的《电子学报》第4期上。此文一出,即在学术界激起涟漪。1966年《电子学报》第1期刊登了当时航天部总工程师蔡金涛的评介,“包括国外的克希霍夫·麦克斯韦,国内顾毓秀在内,曾不断努力寻求简捷的解法,已知方法也不少,但都不大合乎理想。赵梓森提出的0—-∞法原理简单明了,它不与任何已知的方法近似,而运用起来比较简单,比较成功。”

  1969年,原本属于北京邮电研究院的“光大气传输通信”项目转给了武汉邮电学院。在武汉邮电学院,光大气传输通信研究了两年,亦进展甚微————在室内环境下,距离8米内才能收到信号。院领导知道赵梓森是科研好手,就把他招来,说,“你去当大气传输光通信课题研究室副主任,把光大气传输搞通。”又下令:“所有人,包括正主任,都必须听赵梓森的。”在上级领导支持下,赵梓森带领大家攻关。一年以后的一个晚上,赵梓森爬上汉口六渡桥水塔————当时武汉全城最高点,打开设备,对准10公里外的青山海运工程学院,那边收到了信号。试验成功,大家欣喜异常。仅仅一年工夫,光大气传输通信距离从8米飞跃到10公里!此后,用大气传输光通信技术向全院职工实况转播省科委领导讲话,也获得成功。

  然而,赵梓森却高兴不起来。天气好时,能传10公里,要是天气不好呢?他做过试验,雪天传输,距离不足500米。传输不能全天候,如何保障通信畅通?赵梓森断定:光大气传输前途不大,必须另辟蹊径。

土法上马 研发光纤

  没有资料可供借鉴,没有现成设备。“土法上马”,中国的光纤通信事业,就这么起步了。

  玻璃丝传输光信号的设想,国际上早已有之。然而,在玻璃中传输光信号损耗太多。20世纪60年代,世界上透明度最高的玻璃,是德国一种相机镜头,损失率也有700dB/km,如何用于通信?后来,赵梓森在外文杂志上看到,光纤的损失率可降到20dB/km。通过计算,他发现,低到20dB/km,传输距离可超过电缆。又由于光的频率比电载波高万倍,传输容量肯定很大。赵梓森敏锐地意识到:光纤通信如果成功,将是通信科技划时代的革命。

  听说美国已拉出30米长的光纤,不知是否属实。1972年,由于正值“文革”,内外阻隔,信息不通。当时,只有一个赴美科技考察团到过美国。赵梓森专程赶到北京,找到随团访美归来的钱伟长教授。钱伟长教授告诉他,确有此事。

  时不我待,1973年,赵梓森通过邮电部向国家有关部门提出:要开发光纤通信。不巧,此时国内另一科研机构也申报了光纤通信项目。

  武汉邮电学院的方案是:采用石英玻璃做光纤,半导体激光器做光源,脉冲编码做通信机。

  另一机构的方案是:采用多组分玻璃做光纤,YAG固体激光器做光源,增量调制做通信机。

  两个方案截然不同,国家有关部门决定:“背靠背辩论”,即双方单独陈述理由,而不当面辩论,免得伤和气。

  赵梓森代表武汉邮电学院答辩。他指出———

  光纤方面,纯度决定衰减率,是成功的关键。对方采用多组分玻璃,化学组分复杂,提纯难;己方采用石英,提纯较容易。

  激光器方面,对方寿命虽大于2000小时,但体积庞大,还需水冷,不适合规模化;己方半导体激光器,体积小,虽然寿命仅2小时,但技术进步很快,可暂用发光管LED代替。

  通信系统方面,对方增量调制,只能传送语音广播,不能传送电视信号;己方广播、电视信号都能传输,缺点是电子线路复杂,但3至5年内,技术定有突破。

  辩论结果,武汉邮电学院胜出。

  30多年后的今天,国际上广泛采用的正是此方案。当时,光纤通信尚不成熟,方案很多,我国决策正确,少走了很多弯路。

  当时由于“文革”,赵梓森无法了解国外情况,没有资料可供借鉴,没有现成设备。“土法上马”,中国的光纤通信事业就这么起步了。

  研发光纤,最难的要数合成纯度高达99.9999999%(俗称9个9)的石英,即使在化学界,也属尖端。

  当时,课题组才十余人,没人搞过化工,只知化学方程式:SiCl4+O2SiO2+2Cl2。

  没有实验室,就在厕所边的清洗间做实验。经过试验,发觉酒精灯温度不够。大家又设计出石墨电炉,失败近百次,总算生成一些白色粉末。然而,化学分析结果出来后,大家又心凉半截。白色粉末是硅胶,并非石英。无奈之下,赵梓森专程赶到上海石英厂,向工人师傅请教。工人师傅告诉他,只有氢氧焰,才能达到那么高的温度。回来赶紧设计熔炼车床,实验总算步入正轨。

  光纤拉出来后,需要测试7项指标。7项仪器,都得一一自制。

  试验工作很辛苦,甚至很危险。一次,SiCl4从管道中溢出,生成氯气、盐酸,喷入赵梓森双眼。同事赶紧将他送医院急救。

  历尽千难万险,攻克道道难关,1976年,赵梓森团队终于拉出15米长的高纯度光纤。

  时值邮电部在北京办成果展,赵梓森就用这15米长的光纤接通了黑白电视机。邮电部领导见玻璃丝可通信,大为惊奇。他亲自检验,果然不假,非常高兴。不久,邮电部下发通知,将光纤通信列为重点科研项目。

  1979年,赵梓森团队研制出公里级光纤,并建立光纤、光缆生产车间,在院内敷设了一条实验光纤通信线路,光通信机和数字PCM编码通信机也试制成功,光纤通信实用化的条件已成熟。邮电部遂决定,启动“82工程”:在武汉建立中国第一条光纤通信实用化线路,自汉口,经汉阳,达武昌,全长13.3公里,容纳120路电话。

  此后,赵梓森带领团队昼夜加班,到1981年12月底,终于全线完工,可以通话了。12月28日上午,邮电部领导专程赶到武汉,计划下午亲自检视。

  不料横生枝节。中午,负责机架设计的同事,觉得电源端子板太大,不雅观,想换换,一时失手,“砰”的一声,火光一闪,烧了机器。大家惊得目瞪口呆。

  主系统不通!备用系统不通!!两年心血竟毁于一旦。

  就这么完了?赵梓森不甘心。曾经遇上过多少危难,经过努力,无一不是绝处逢生。他立即赶回实验室,拿来所有试验盘。刚拼成一套系统,邮电部领导就进门了。领导拿起话筒,拨打电话。通了,声音清晰,好险!

  两年辛苦,大功告成。赵梓森又忙上了,他要研发更大容量、更长距离的光纤通信系统。

  此前,光纤通信一直采用多模光纤。多模光纤芯径大,加工方便,但大大限制了光纤通信的容量和距离。1982年的一次专题会上,赵梓森建议:研发单模光纤。许多专家反对,认为单模光纤精度太高,做不出来。争论到晚上11点,最后,少数服从多数。国家有关部门决定:大力发展多模光纤。

  赵梓森继续攻关,一年后,单模光纤问世。

  成果上报,国家有关部门当即拍板:修改原规划,大力发展单模光纤。

  由于采用单模光纤,我国光纤容量、通信距离再上台阶。

  在赵梓森的主持下,武汉邮电学院成为我国光纤通信技术工程研究中心,研制了SDH全系列产品,开发了具有自主知识产权的PCVD光纤制造技术和设备。由于他及团队的努力,我国光纤通信技术一直紧跟世界最前沿。

才艺院士 快乐老人

  光纤万里,丝丝连心。

  酷爱科研,疯狂工作,年逾古稀,这么一位院士,会是怎样的人呢?

  现实中的赵梓森院士绝对让你大吃一惊。

  他年过七旬,仍每天上班,从不坐车,风雨无阻,健步如飞。 

  他头脑清晰,思维敏捷,妙语连珠,风风火火,干净利落。

  他爱踢足球,最拿手的是带球过人。别看他个子小,上学时一直当队长、中锋。幼年赵梓森,由于是早产儿,极其虚弱,稍经风雨,必定生病,有两次差点丢了性命。从小他就明白,没有一副好身体,什么都干不成。上学后,他积极参加体育运动,每逢暑假,整天泡在球场上。身体越练越好,从此脱胎换骨,再不生病。 

  打开电脑,他会让你浏览青少年时的习作————雕刻、油画、水彩、卡通、素描、速写,应有尽有。有时来了兴致,他会在电脑上挥“毫”泼“墨”,“笔”走龙蛇,而且作品并不逊于大学美术专业的学生。上中学时,他的美术成绩与化学、物理、几何同样优异。

  拿起小提琴,他能拉出一支支名曲,委婉动人,琴艺高超。拉小提琴的爱好,始于上高中时,60年来,无论多忙,从未间断。每天1小时,陶冶情操,锻炼身体,愉悦四邻,可谓一举三得。

  或许,因为爱音乐他才迷上光纤。这光纤,多像琴弦啊!赵梓森奋斗一生,研发光纤,惠及万家,这是他的事业。 

  光纤万里,丝丝连心。

  浑身闯劲,浑身活力,浑身传奇,这就是赵梓森!

①幼年时的赵梓森和弟弟妹妹在一起。

②年轻时的赵梓森与姐妹在一起。

③赵梓森喜欢拉小提琴,这一爱好伴随至今。