周甲祿 徐海波

武漢武昌南望山腳下的武漢郵科院家屬區(qū)，一棟20世紀(jì)70年代的兩層樓房。推開銹跡斑斑的鐵門，小院里種滿了絲瓜、辣椒等，幾只小花貓悠閑地在樹蔭下玩耍，陪伴著趙梓森享受平靜的晚年生活。如果不是家中掛滿墻的榮譽(yù)證書，很難相信眼前這位普通的老人就是“中國光纖之父”。

《科學(xué)美國人》雜志曾評價(jià)說：“光纖通信是二戰(zhàn)以來最有意義的四大發(fā)明之一。如果沒有光纖通信，就不會有今天的互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)。”但是，對于拉出我國第一根光纖的趙梓森院士及第一根光纖的誕生，人們卻知之甚少。

在光纖通信上有幾個(gè)重要的節(jié)點(diǎn)事件：1966年，上海出生的英/美籍華人高錕首次提出玻璃絲可用于通信。1970年，美國花費(fèi)3000萬美元制造出了3條30米長的光纖樣品，這是世界上第一次制造出對光纖通信有實(shí)用價(jià)值的光纖。7年后，身居武漢的青年教師趙梓森也拉出了具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的第一根實(shí)用光纖。

正是趙梓森的這一貢獻(xiàn)，使我國在通信技術(shù)方面與世界最先進(jìn)水平齊頭并進(jìn)，在部分領(lǐng)域甚至處于領(lǐng)跑地位。

和藹之中帶點(diǎn)幽默，87歲高齡的趙梓森院士像普通老人一樣，是一位讓人如沐春風(fēng)的老者。簡陋的房屋、簡單的生活、簡樸的衣著，趙梓森開始回顧自己42年的追光之路。

在廁所旁拉出第一根光纖，開啟我國通信新時(shí)代

1932年，趙梓森出生于上海的一個(gè)制衣作坊家庭。1937年，淞滬會戰(zhàn)爆發(fā)，幼小的趙梓森目睹了上海被日軍占領(lǐng)的過程，他家也受到戰(zhàn)爭影響，一家人輾轉(zhuǎn)搬到英租界，母親平時(shí)做點(diǎn)縫縫補(bǔ)補(bǔ)的針線活兒補(bǔ)貼家用。談起這些童年往事，他仍然記得很多生動的細(xì)節(jié)。

趙梓森小時(shí)候喜歡搗鼓些小制作，制造過氫氣球、礦石收音機(jī)、滑翔飛機(jī)模型和小提琴等。趙梓森說，看到別人有玩具飛機(jī)，他也“心癢癢”，于是自己使出渾身解數(shù)做了一個(gè)模型飛機(jī)。恰好上海組織學(xué)生模型飛機(jī)比賽，趙梓森把自己心愛的作品拿去參賽，沒想到還拿了名次，更沒想到當(dāng)時(shí)的上海市長親自給他頒了獎。

1954年，趙梓森大學(xué)畢業(yè)后被分配到武漢郵電學(xué)校當(dāng)老師。這是原郵電工業(yè)部下屬的一所中專學(xué)校，后來升格為武漢郵電科學(xué)研究院。趙梓森很清楚新中國剛剛成立，將來一定需要大規(guī)模建設(shè)，一定需要大量的科學(xué)知識。于是，趙梓森一有閑暇時(shí)間，就自學(xué)研究生課程，學(xué)習(xí)日語、英語、俄語等外語課程。

即使在“文革”期間，趙梓森仍然堅(jiān)持白天參加政治學(xué)習(xí)，晚上在家鉆研光纖通信知識，偷偷自制電視機(jī)和高端收音機(jī)。

1969年，北京郵電科學(xué)研究院將國家科研項(xiàng)目“激光大氣傳輸通信”以及項(xiàng)目執(zhí)行人員轉(zhuǎn)移到武漢郵電科學(xué)研究院。到了1971年，院領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為項(xiàng)目進(jìn)展太慢，要求“技術(shù)好的”趙梓森加入進(jìn)來，并牽頭負(fù)責(zé)。

趙梓森找科研人員了解后得知，進(jìn)展慢是因?yàn)闆]有儀表設(shè)備，“平行光管得一年后才能到貨”。趙梓森想到用“土法上馬”，將天線搬到屋頂，利用太陽校正了天線，接著把整個(gè)激光大氣通信設(shè)備搬到當(dāng)時(shí)武漢市最高的建筑——六渡橋的水塔和水運(yùn)工程學(xué)院的某高樓上，實(shí)現(xiàn)了“大氣傳輸激光通信”，傳輸有效距離從8米迅速提高到10公里，課題獲得了成功。

“同事們都很高興，但是我卻高興不起來?！壁w梓森發(fā)現(xiàn)大氣傳輸光通信無法實(shí)現(xiàn)全天候通信，碰上雨、雪、霧等天氣，裝置就失靈了，必須尋求“替代物”。

在聽說玻璃絲（光纖）能夠通信后，趙梓森急切地去湖北省圖書館查找資料，經(jīng)過仔細(xì)研究，他初步認(rèn)可了光纖通信技術(shù)的可行性和巨大潛力。后來又通過留學(xué)科學(xué)家錢偉長等人打聽到，美國和英國等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在研制光纖通信技術(shù)并取得初步成功。趙梓森更加堅(jiān)信了自己的判斷，決定開展光纖通信研究。

1974年8月，在歷經(jīng)長時(shí)間的深入研究后，趙梓森提出石英光纖通信技術(shù)方案。方案卻遭到許多權(quán)威專家的質(zhì)疑：“小小玻璃絲可以通信？簡直是天方夜譚?！辟|(zhì)疑聲中最主要的觀點(diǎn)是，光信號經(jīng)光纖傳輸后，由于吸收、散射等原因引起光功率減小，影響傳輸距離或中繼站間隔距離，導(dǎo)致“通信傳不遠(yuǎn)聽不清”。

趙梓森卻堅(jiān)信自己的判斷。他發(fā)現(xiàn)，光纖玻璃的損耗并非必然，而是由過渡金屬離子產(chǎn)生，如果將其含量控制在百萬分之一以下，吸收損耗就在10dB/km以下，再改進(jìn)拉絲工藝和熱處理技術(shù)，損耗就會降到更低，對光傳輸?shù)挠绊懳⒑跗湮ⅰ?/p>

這一發(fā)現(xiàn)使趙梓森更有了信心。他白天參加政治學(xué)習(xí)，晚上在家偷偷鉆研光纖技術(shù)。

在一無技術(shù)、二無設(shè)備、三無人員的情況下，趙梓森開始了中國的光纖攻關(guān)。

經(jīng)過再三努力，趙梓森說服領(lǐng)導(dǎo)在單位辦公樓一樓廁所旁改造出一間實(shí)驗(yàn)室。他找來幾位年輕同事做幫手，采用最簡易的實(shí)驗(yàn)設(shè)備（電爐、試管和酒精燈等）、最簡單的工藝（燒烤）和最基礎(chǔ)的原料（四氯化硅、氧氣），經(jīng)過一年多時(shí)間數(shù)千次的試驗(yàn)，熔煉出高純度的石英玻璃。以此試驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用化學(xué)氣相沉積法繪制出300多張圖紙，利用舊車床和廢舊機(jī)械零件制造出一臺光纖拉絲機(jī)。

在一次實(shí)驗(yàn)中，趙梓森不小心將四氯化硅液體噴進(jìn)右眼。由于氯氣釋放濃度太大，他眼睛劇痛，暈倒在地，同事們趕緊將他送進(jìn)醫(yī)院?！暗搅酸t(yī)院，醫(yī)生都愣住了，沒見過這種情況，不會治。”趙梓森說，“后來我跟醫(yī)生說，用蒸餾水沖洗眼睛，然后打吊針消炎就行?！毖劬傄幌[，還未痊愈，趙梓森又回到了實(shí)驗(yàn)室。

經(jīng)過近三年的努力，我國第一根實(shí)用型、短波長和階躍型石英光纖終于誕生了。在1977年舉辦的“郵電部工業(yè)學(xué)大慶展覽會”上，趙梓森通過自行研制的光纖成功傳輸黑白電視信號，引起了國家的重視。光纖通信因此被破格列為國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，我國的光纖通信技術(shù)從此邁入了“快車道”。

追求真理不盲從 為我國光通信技術(shù)探索出正確路徑

當(dāng)時(shí)的中國因?yàn)樾畔㈤]塞，幾乎沒人相信玻璃絲可以通信，而且自主研發(fā)的試驗(yàn)條件不具備，既然美英等國已在研制光纖通信技術(shù)并取得初步的成功，我國是否可以引進(jìn)外國產(chǎn)品來發(fā)展我國通信技術(shù)？

“科學(xué)沒有捷徑可走。通往真相的路，得自己尋找?！壁w梓森意識到，雖然依靠進(jìn)口光纖可以短時(shí)間內(nèi)建構(gòu)起我國的通信網(wǎng)絡(luò)，但核心部件卻永遠(yuǎn)被人“卡脖子”。于是，他抓住一切可能的時(shí)機(jī)，不遺余力地呼吁我國支持和發(fā)展光纖通信研究。

其實(shí)，當(dāng)時(shí)我國多個(gè)部委和研究機(jī)構(gòu)也都在研究光通信技術(shù)。福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所開展激光通信研究的方案也得到相關(guān)部門的支持，并在1972年3月正式立項(xiàng)為國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目——“723”機(jī)，主要從事光纖波導(dǎo)數(shù)字通信和大氣激光通信的研究。

1973年，趙梓森在發(fā)現(xiàn)“大氣傳輸”存在重大缺陷后，又發(fā)現(xiàn)“723”機(jī)項(xiàng)目其實(shí)也行不通。這個(gè)項(xiàng)目采用的多組分玻璃光纖的提純有極大難度，而且這種光纖的品界反射與散射導(dǎo)致光傳輸效果不佳。“項(xiàng)目雖然用到了半導(dǎo)體激光器，但只是用于提高泵浦的效率和代替水冷器等，而不是直接做光源?！壁w梓森認(rèn)為，“723”機(jī)項(xiàng)目存在技術(shù)“路線錯(cuò)誤”。

發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)國家確定的兩個(gè)科研方向“前途堪憂”后，趙梓森決定另尋他路。1974年8月，趙梓森向國務(wù)院科技辦提出，以石英光纖為媒介、半導(dǎo)體激光器做光源、脈沖編碼為調(diào)制方式的光纖通信技術(shù)路線，并被列為國家“五五”計(jì)劃重點(diǎn)趕超科研項(xiàng)目。

接下來，趙梓森又主持制定了用MCVD法制造石英玻璃光纖預(yù)制棒的技術(shù)路線?！斑@就是后來的光纖技術(shù)路徑?！敝袊こ淘涸菏坑嗌偃A說，后來的實(shí)踐證明，正是這條正確的技術(shù)路線，才引領(lǐng)中國通信光纖從無到有并迅速發(fā)展，少走了很多彎路。

光纖、激光器、通信機(jī)是光纖通信的三個(gè)基本要素。光纖制造出來了，還要解決另外兩個(gè)問題。而這兩者在當(dāng)時(shí)都是空白，無任何基礎(chǔ)。如果單靠自力更生需要很長時(shí)間的摸索，會極大地延誤光纖通信在我國的推廣使用。

“在當(dāng)時(shí)落后的生產(chǎn)設(shè)備和工藝條件下，想自力更生去攻關(guān)，都無從下手，連工具都沒有。”趙梓森回憶那段經(jīng)歷，仍然感慨自己當(dāng)時(shí)的勇氣。他堅(jiān)持認(rèn)為，試驗(yàn)條件不是最重要的，關(guān)鍵在人，只要有心，任何限制都是可以突破的。

第一步攻關(guān)是研制實(shí)用型光纖。拉出第一根光纖之后，趙梓森和團(tuán)隊(duì)又經(jīng)過近三年的試制探索，于1980年4月使拉制出的長波長光纖最低損耗值在1.55nm處達(dá)到0.29dB/km，最終達(dá)到實(shí)踐應(yīng)用的要求。

半導(dǎo)體激光器是趙梓森等人面臨的又一“攔路虎”?！拔抑?，引進(jìn)技術(shù)是為了更好地借鑒，決不能單純依賴。所以我大膽起用年輕人領(lǐng)導(dǎo)激光器自主研發(fā)?！被貞浧甬?dāng)時(shí)的決定，趙梓森至今仍深感欣慰。經(jīng)過兩年多的努力，由他主導(dǎo)的長江激光終于生產(chǎn)出我國第一個(gè)享有自主知識產(chǎn)權(quán)的長波長半導(dǎo)體激光器，擺脫了對美國技術(shù)的依賴。

第三步是通信機(jī)問題。根據(jù)趙梓森的技術(shù)方案，光導(dǎo)信號必須是數(shù)字信號，需要數(shù)字式通信機(jī)（PCM機(jī)）。但符合PCM機(jī)要求的半導(dǎo)體集成塊，一些歐美國家正在研制，還未成功。

面對這一世界難題，趙梓森沒有退縮，也沒有等待，他嘗試通過“脈沖調(diào)相”來替代解決，并在試驗(yàn)中取得成功。隨后不久，有外國團(tuán)隊(duì)半導(dǎo)體集成塊研發(fā)取得突破，趙梓森迅速指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)利用這些集成塊，研制出了PCM二代機(jī)和三代機(jī)。

至此，光纖通信的三道難關(guān)都相繼被攻克了，剩下就是真正商用檢驗(yàn)了。

1981年9月，郵電部和國家科委確定在武漢建立一條光纜通信實(shí)用化系統(tǒng)，意在通過實(shí)際使用，完成商用試驗(yàn)以定型推廣，由于計(jì)劃在1982年完成，所以簡稱“八二工程”。按照設(shè)計(jì)方案，這是一個(gè)市內(nèi)電話局間的中繼工程，跨越長江、漢水，貫穿武漢3鎮(zhèn)，連接武漢4個(gè)市話分局。

由于長距離傳輸，光纖無論是懸于空中，還是埋于地下，總難免發(fā)生意外出現(xiàn)斷裂?！斑@些斷點(diǎn)有的顯而易見、查找容易，有的則十分隱蔽、查找困難?！壁w梓森至今還記得當(dāng)初無數(shù)次半夜被叫起來趕往幾十公里外修光纖的情景。

若干年后，曾經(jīng)的同事、武漢郵電科學(xué)研究院總顧問毛謙談起光纖通信實(shí)用化階段的艱辛?xí)r，印象最深的還是一次次不分晝夜、不分寒暑、隨叫隨到的檢修。當(dāng)時(shí)已是院領(lǐng)導(dǎo)的趙梓森每次都和同事擠在一輛8人座的面包車?yán)?，到處奔波?/p>

1982年12月31日，中國光纖通信的第一個(gè)實(shí)用化系統(tǒng)——“八二工程”按期全線開通，正式進(jìn)入武漢市市話網(wǎng)，標(biāo)志著中國進(jìn)入光纖數(shù)字化通信時(shí)代。

孜孜追求 一生為通信技術(shù)創(chuàng)新不停歇

1995年，趙梓森當(dāng)選為中國工程院院士。2000年后，趙梓森從領(lǐng)導(dǎo)崗位上退了下來，但仍擔(dān)任武漢郵電科學(xué)研究院首席顧問及華中科技大學(xué)等學(xué)校的博士生導(dǎo)師。如今，已是87歲高齡的趙梓森每天堅(jiān)持查看國內(nèi)科技學(xué)術(shù)網(wǎng)站，時(shí)常奔赴各大城市甚至海外參加各類學(xué)術(shù)活動。

趙梓森對自己在我國光纖通信技術(shù)上的重大貢獻(xiàn)總是看得很淡。每每有人敬稱他為“中國光纖之父”時(shí)，趙梓森都會擺擺手說：“就是我不搞光纖，還有別人會搞光纖，光纖是世界發(fā)展的方向，誰都會跟著來，我只是先走了一步而已?！薄爸劣诋?dāng)不當(dāng)‘父，只要我做的事情能對老百姓、對社會有用，我就很高興了。”

趙梓森現(xiàn)在可以不上班了，但院里仍然給他安排了一間辦公室、實(shí)驗(yàn)室，他的時(shí)間安排很緊湊，也很規(guī)律。每天都要去實(shí)驗(yàn)室，上下班都是步行?！白呗芬插憻捔松眢w，上班走20分鐘，下班走22分鐘。”

同樣距離的路程，為什么用的時(shí)間不一樣呢？趙梓森笑著說：“一個(gè)是下坡，一個(gè)是上坡嘛?！?/p>

趙梓森的妻子范幼英也是武漢郵電科學(xué)研究院的高級工程師，“所謂專家專家，就是什么都不會，一輩子只會干一行”。范老開玩笑地說，趙梓森專注于自己的研究事業(yè)，即便是現(xiàn)在，還是堅(jiān)持看各種研究報(bào)告，關(guān)注光通信的相關(guān)信息。

之前趙梓森通過海外學(xué)術(shù)文章了解到，現(xiàn)在光纖的主要材料二氧化硅，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氯氣，對環(huán)境尚有一些不利影響。為此，他建議用有機(jī)硅代替二氧化硅，更加環(huán)保。趙梓森的建議得到了新成立的中國信息通信科技集團(tuán)的采納。

如今，中國已成為世界最大的光纖光纜生產(chǎn)基地，部分光通信領(lǐng)域已領(lǐng)先全球。趙梓森院士所在的武漢東湖高新區(qū)也已成為與美國硅谷齊名的“中國光谷”。

“技術(shù)永遠(yuǎn)在不斷發(fā)展，我們不抓緊推進(jìn)，就會落后于人?！壁w梓森說，他已深切感受到科技的日新月異和國際競爭的白熱化：“中國現(xiàn)在的光纖，已占世界光纖市場的半壁江山。接下來，我們要使用新材料，做更高水平的光纖，繼續(xù)在世界領(lǐng)跑?！?/p>

生活中，趙梓森非常簡單，他最大的愛好是拉小提琴。高中時(shí)期，趙梓森就開始拉小提琴，門德爾松、巴赫、莫扎特、柴可夫斯基等知名大家他都喜歡。80歲以前，趙梓森一直堅(jiān)持每天都有必拉的曲目，80歲后，由于手指靈敏度下降，才開始放棄拉琴，改聽音樂。

音樂也是趙梓森夫婦共同的愛好?！八俚墓?jié)拍不一定很準(zhǔn)，但絕對投入，鍥而不舍，獨(dú)具韻味，并且每天都拉，從不間斷，如同做人……”范幼英說，趙梓森在光纖技術(shù)研究最緊張的日子里，仍堅(jiān)持天天拉琴。其中，有一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)就是在拉琴時(shí)猛然想到的。“靈感，常常伴隨著他的琴聲起舞。即使再困難的時(shí)候，他仍然是個(gè)樂觀的舞者?！?/p>

是的，反觀趙梓森的一生，無論是風(fēng)雨如晦還是陽光燦爛，無論是科研走進(jìn)死胡同覺得山窮水盡，還是突然間靈感迸發(fā)柳暗花明，他都將其視作生活的饋贈、命運(yùn)的安排，他都笑著面對，一如既往地堅(jiān)持最初的夢想，一步一步地去實(shí)現(xiàn)。