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今年的諾貝爾物理獎接曉了,得主一共有三位。一位是有「光纖之父」稱號的華人學者,也是中研院院士的高錕博士。另外兩位則是發明電荷耦合元件(即CCD,charge-coupled device)的美國科學家Willard Boyle和George Smith。

之所以要特別提到高錕,除了他是一名著有聲望的華人物理學家之外,他的傑出成就開創了光纖通信的新領域,而這正是我從事了近十年的行業。

早在1960年代,高博士就在論文中提出,如果光纖的損秏能達到每公里20 dB以下,那麼就可以應用在實際的通信用途上,並且引發一場技術上的革命。今天這些預測不但已經完全實現,而且已經對人類的生活帶來了重大而深遠的影響。

現在商用的光纖,損耗已經低至每公里0.2 dB左右。一般人可能不太清楚這個數據的意義,用簡單一點的話說,光信號在光纖裡傳送了十幾公里,只損失了一半的能量。而在許多光纖通信系統中,即使從光發射器送出的信號能量只剩下百分之一(就是高博士所說的20 dB),仍然可以有效地被接收利用。由此我們就可以知道,光纖是多麼有效率的一種通信媒介。

而以現今的技術,用一條光纖承載每秒數個好幾個Gigabits的數據量已經是家常便飯。這麼多的資料相當於一億個中文字,一部聖經也不過一百萬字出頭。這樣算起來,一秒鐘大概就可以傳送一萬本聖經的內容。而且運用各種多工(multiplexing,即同時處理多組不同信號)技術,這個傳輸量還可以擴增至數倍到數十倍之多。傳送這麼多資料的,竟然就是這樣一條細如髮絲的光纖。

光纖的主要材質是石英玻璃,去除外層包覆後的直徑只有125微米,而人的頭髪直徑則是接近100微米。所以說光纖細如髮絲,可以說是十分貼切的形容。

即使光纖還沒有像電腦一樣普及到幾乎家家戶戶都看得到的程度,不過可以肯定的是,如果沒有光纖構成的骨幹通信網路,我們就享受不到高速的寬頻網路,甚至撥打長途電話的成本都會比現在高得多。

至於另兩位諾貝爾物理獎得主所發明的CCD,也是一項對人類非常重要的貢獻。做為光電效應的一個重要應用,CCD的感光功能取代了傳統照相與錄影的底片。沒有這一項發明,就沒有後來的數位相機,也沒有現在隨處可見的監視攝影機。

距離高錕在1966年所發表的著名論文,已經過了43年;而從Boyle和Smith發明CCD的1969年算起,也已過了整整40年。諾貝爾獎對他們三位來說,都可以說是一份遲來的榮譽。不論是光纖還是CCD,都早已經受到廣泛地應用,也大大造福了人類的生活。他們的得獎,的確稱得上是實至名歸。

身為光電產業的一員,我對於今年三位光電領域的專家獲頒諾貝爾獎感到興奮;而高錕博士的獲獎,更是屬於全體華人的光榮。

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