关于导波光学和孤子光纤通信:大师济济的母校华师大的我国先驱拓荒宗师刘颂豪院士,1986年回到广州就任华南师范大学校长,筹建了中南地区第一个导波光学实验室,并就如光学学报等3个杂志报道“非线性导波光学研讨会在穗召开”-其具体是在华南师大召开由刘颂豪校长主持并他作了“孤子激光与孤子光纤通信”报告的会议,会议一致推举刘颂豪院士主持组织研制当时预测大约5年能成功的“我国自己的孤子光纤通信系统”--其重托值得期待就正如哈佛博士中国光纤通信的奠基人张煦院士在其后的1992年的论文“光纤放大和光孤子长途通信”的第4部分说“利用光放大器保持长距离的全光传输线路得到成功后,下一步将导致似光孤子光纤通信系统”--还如刘颂豪院士的论文中说“孤子光纤通信又叫量子光通信”--所以说华南师大校长刘颂豪院士是我国“量子光通信”的拓荒者、先驱--但也许这领域之艰巨使我国仍还没有迎来成功(如我们海南琼州大学在华南师大读研究生毕业之前全国只有华南师大编写的《光纤孤子通信基础讲习班讲义集》一本光孤子通信方面的书;也如西安电子科技大学校长梁昌洪和已去美国的陈陆君在1997年出版的《光孤子理论及光孤子通信(孤立子理论及其应用)》一书除作者外被引用的董某的论文没有一篇涉及孤子而刘颂豪院士的全更是光孤子通信的且除董的外这书引用刘颂豪院士的论文是全书最多的--这书引用光孤子通信论文第2、第3多的郭旗、廖常俊其时也都已来华南师大工作。其实在期刊网可见在我研究生毕业前刘颂豪院士的光孤子通信论文早已是全国最多,还如刘颂豪院士1995年出版的《强光光学及其应用》正文内容共351页的这书中第255-323页就讲孤子光纤通信的)。总之,其时迫切期望在光纤通信的基础上开拓开创孤子光纤通信新领域,是因在光纤通信中,限制传输距离和传输容量的主要原因是“损耗”和“色散”,其中“损耗”使光信号在传输时能量不断减弱,而“色散”则是使光脉冲在传输中逐渐展宽因而就成为实现超长距离和超大容量光纤通信的主要问题。就如这页最后2段见孤子是非线性波动方程的一个孤立波解,它在与其他同类孤立波相遇后,幅度、形状和速度维持不变,即光孤子的产生是依靠光纤的非线性效应和色散效应的相互补偿作用,使光脉冲幅度、形状和速度在传输过程中维持不变。因此,利用光孤子才可实现超高速和超长距离的光通信)。
至于广受世界各国瞩目的另一个新兴领域-量子保密通信,因其艰巨,参看这页最后段刘颂豪院士的预测。
母校华师大早在1986年已成立的导波光学实验室也是这领域中国最先建立的实验室,并其后1988年“广州至香港光纤通信系统开通使用”-这是当前我国通信容量最大的光纤通信系统等等。因这是我国在这领域的第一个实验室且又起到这样重要作用,如此空闲时就碰到更多而感到应多些掌握之,但我当时所能找到的国内最著名的权威大师写的导波光学书籍只有3本并它们都列第一个适用专业是光纤通信也适合应用数学等并说光通信等的发展促进光导波技术的研究--这也就是“导波光学”与“光纤通信”的关系(这3本书中不疑名气大的是北邮大校长叶培大院士和吴彝尊教授合撰的《光波导技术基本理论》并如它内容提要和前言都说是为光通信、应用数学等师生编写,此外还有清华大学范崇澄和彭吉虎教授的《导波光学》,以及首批博导国务院学位成员方俊鑫、曹庄琪和清华大学杨傅子教授合撰的《光波导技术物理基础》,其中第1本叶培大院士等的书没有参考文献,第2本范崇澄等的书没有中文文献且外文很少可几乎过半数的各章都引用这里量子电子学之父Amnon Yariv的《光电子学导论》一书,而第3本方俊鑫等的书有许多最新进展的中文文献并也几乎过半数的各章都引用Amnon
Yariv的《量子电子学》一书,而Amnon Yariv的这2本书的关系就如居后出版的《光电子学导论》的过半数各章都引用先出版的《量子电子学》一书--并当然这《量…》第二版除前面主要讲量子力学基础的各章之外的后面各章大多也引用他自己的前一书,因此除了导波光学的更专深入结合其它学科衍生的外可说导波光学大多内容都属于量子电子学)。这最有影响的3本中文波导光学书中也许方俊鑫的引用许多最新前沿中文和外文文献之因而就如下面见其展现的前景在所有科学中最宏伟壮观使方俊鑫等的这《光波导技术物理基础》一书似更有吸引力-如它的文献有引用《应用科学学报》的有曹庄琪教授的这篇论文、曹庄琪教授的这篇论文、孙弘教授的这篇论文、郑杭教授的这篇论文;引用《自然杂志》的有首批博导国务院学位成员方俊鑫教授的这篇论文、李振亚教授的这篇论文,如此海南琼州大学在《应用科学学报》发表2篇论文和《自然杂志》发表1篇论文(这可是以前海南琼州大学还没有一篇好杂志论文即全校仅只能发表零零碎碎初探浅谈又错误混乱的文章时-得以发表在包含所有全部科学领域的这2个最综合的国家级杂志--并要知如这里说这是我们海南琼大多年来一直没有一分钱经费的情况下所能,且我发在这2个杂志还因它俩当时的主编分别是黄宏嘉和钱伟长-其中黄宏嘉自上海光机所1964年创办起至1979年和上面母校刘颂豪院士同时进同时出、而一直是我国最伟大的几个科学家之一的钱伟长大师就如李传亮教授说他们发表在钱伟长主编的《自然杂志》的是和孔祥言大师等3个中科大教授合作的这篇论文--我看期刊网见这李传亮教授的论文比孔祥言大师的多大大好几倍并这篇是他一生最看重最得意的--就如海南琼大发在这《自然杂志》的是中国“第一本”研究生用书最主要领域本原矩阵的最基本最迫切最先要解决的上界刻划--至今仅有2篇论文解决另一篇用约十页才解决发表在中国第一杂志《中国科学》而海南琼大发表在《自然杂志》的仅用半页就彻底完全解决[当然不是海南琼大喜好短如这里见有200页证明的一篇论文]--海南琼大发表这3篇国家级杂志论文是在海南荒芜之时-其不易就如这里第一段见海南唯一院士仅有1篇国家级杂志论文而海南琼大也在他发表的这杂志发表2篇等等)。方俊鑫教授等的这书最先几章引用的全部中文论文就这些-也就是只有这2个杂志的;其后面章节,方等的这书才还引用《光学学报》3篇都是第一作者杨傅子和前面曹庄琪教授等合作的、以及这书作者的单位的《上海交大学报》2篇、还有上面刘颂豪院士主编的《量子电子学报》1篇,就只有这些中文论文,而范崇澄和彭吉虎教授的《导波光学》没有引用中文论文-仅引较基础较经典的国外书、叶培大院士等的书更是没一篇中外文参考文献--即方俊鑫等的书比它俩更跟上国内外前沿些就如下面该书所说)。
关于这些作者,如范崇澄在这里见介绍为:2002年当选美国光学学会的会士(OSA Fellow),这里说他原清华大学电子系系主任,是1975年OFC成立以来首次由中国人做此类报告,也说他是中国最早的美国光学学会会士之一,但范崇澄教授2002年才当选,而上面华南师大校长刘颂豪院士在1995年已当选美国光学学会会士该是如何之早?如刚看这里美国光学学会网站见范崇澄是2003年才当选、干福熹是1999年才当选,并见刘颂豪院士1995年当选 –这干福熹1980年已当选为中国科学院院士、在中澳任职的顾敏院士是2005年当选、姜文汉院士是1998年当选、刘立人和西安李育林同在1998年当选、彭堃墀院士是2006当选、徐至展院士和清华大学周炳琨院士同是1997年当选,等等--—并看到刘颂豪校长是我国5个最早的美国光学学会院士之一-即其他4人是当选时正担任上海光学或激光研究所所长的王之江院士和庄松林院士-他俩的论文都是刘颂豪校长的约1/2、以及当选时正担任南开大学校长的母国光-其论文是刘颂豪校长的约1/4--这3个单位应该是中国顶级的,再另一人是清华的首批工程院院士金国藩)。
和范崇澄合写1988年出版《导波光学》的另一作者彭吉虎教授,1938年9月1日出生,1955年考入清华大学无线电电子学系,彭吉虎教授其后深圳清华大学研究院第一届科技与教育委员会主任,彭吉虎教授和该校吴伯瑜教授1995年也出版《光纤技术及应用》。
和吴彝尊教授合写在人民邮电出版社1981年出版的《光波导技术基本理论》一书的叶培大院士可是中国微波通信与光纤通信事业的开拓者,而吴彝尊教授1990年的博士谢毅在2006年的这文见已是我国电信研究院副院长(也在中国知网见北京邮电大学第三任校长叶培大院士虽差不多和上面南开大学第五任校长母国光院士的论文都约是广东省长推举刘颂豪院士担任华南师大校长之时的1/4--但第一作者研究论文叶培大校长的仅约十篇、母国光校长的约50篇、即刘颂豪校长此时一百篇)(国外的这领域书籍如《Foundations
of optical waveguides光波导基础》作者Gilbert H. Owyang在1959年获得哈佛大学博士学位-也见他的导师Ronold
W. P. King在这个数学家谱网指导100博士都是做电磁学方面的-并都上数学家谱足见之关系,其实这个Ronold W. P. King读博士的美国威斯康辛大学是海南琼大的导师柳柏濂教授去合作研究几年的大学,关于他在哈佛的博士也如这里说他指导超过100个博士生而以前美国博士生入学严毕业也严如此这可能是以前指导哈佛大学历史上博士最多的人,并这Ronold
W. P. King,是电磁场天线先驱而他的华人博士不少如吴大峻院士)。
关于上面方俊鑫,如他的介绍见“为后来固体光学学科的发展打下良好基础,方俊鑫因之被尊为国内电介质物理的开拓者和奠基人”,而方俊鑫、曹庄琪、杨傅子合撰上海交通大学出版社1988年出版的《光波导技术物理基础》就如前言说“本书是以方俊鑫教授主编的《导波光学》讲义为主要参考资料,并进行了较大幅度的增删,整理而成的。内容除了光波导的基本理论外,还综合了国外近期有关理论进展以及作者近年来的研究成果”。方等的该书的序说到“光波导技术…,将诞生出光子计算机。…电子器件必将让位于光子器件,…人类正由电子学时代向光子学时代过渡”;第2作者曹庄琪最近也再写一本导波光学的书并他独立指导2006年毕业于上海交大的博士就有8人-理工科极少一届有这样多;第3作者杨傅子教授1962年读清华大学80年末去国外再回清华大学。【正如他写这书后不久见 “1990年初,美国贝尔实验室制成世界上第一台光子计算机”,也即方俊鑫教授等的这书1988年出版时尚还没有研制出光子计算机而他只是预言;并2000年又见“光子计算机呼之欲出”,看来这取决于定义和认识的程度且它的很多方面都是在不断深入认识和改进;刚又见“我国科学家研制出新型可扩展光子计算机”,主持研制的金贤敏教授也是上海交大年轻教授,并金贤敏教授本科仅毕业于哈密顿图专家叶淼林教授当时担任院长的安庆师范学院数理学院-后升格为大学在这里“附”见叶淼林教授不仅担任这安庆师范大学数理学院的院长约20年-还早早就曾在安徽财经大学几个候选副校长中列在第一位,只是最终未选上而一直担任这安庆师范大学数理学院院长。目前金贤敏教授成功解决了一类组合数学优化问题-即解解该问题时“把该问题映射到由三种基本结构组成的三维集成光波导网络中,并借助飞秒激光直写技术刻写在光子芯片内部。当光子被注入光波导网络时,计算过程由此被激活。光子作为计算载体,在光波导网络中演化,并行搜索所有可能的演化路径来寻找解”,并被认为“比量子计算机稳定:中国科学家研制出新型可扩展光子计算机”(我们海南琼大物理系林雄教授98年引用的庄镇泉等1992年出版的这里的《神经网络与神经计算机》一书的第五章“光神经计算机”也可说是光子计算机的雏形;可参看Eugene讲的量子计算或者Erica
W. Carlson讲的理解量子世界(张正明推荐的数学出身的巴黎博士王迎军教授说到这套演讲);MIT的Allan
Adams的讲解也不错。 数学正在这方面不断发挥作用,且如“研究超导材料的微观机制,不需要实验室,也不需要计算机,笔和纸就够了”,“拓扑学与物理学如导波光学等结合,量子计算机正在成为现实”】。
最近在量子信息领域做得很有名声并当选中科院院士的朱诗尧等等就是上面首批博导、国务院学位成员方俊鑫教授独立指导的博士学位论文做“电声子相互作用与光纤材料的光学性质”的学生。还如他对“国内外同行公认是中国信息光电子事业的主要开拓者的王启明院士”的作用见说“1956年,在方俊鑫的指导下,王启明院士完成了有关半导体的毕业论文《CdS半导体气相反应材料生长研究》”,等等。
而关于我国在量子信息技术这个新兴领域的开创拓荒性,刘颂豪院士等2002年的论文“光量子保密通信”说“量子信息技术已经进人大规模实验研究阶段。最早在这方面取得成功的是量子通信中最简单的量子密钥分发…”;刘颂豪院士2002年的论文“光纤通信技术的新发展”再说“目前世界上量子保密通信技术的发展水平是处于从实验室走出进入实用化的初始阶段, 可望在21世纪20年代初获得广泛应用”。这因其艰巨就如刘颂豪院士1995年的这篇“光子学、光子技术及光子产业”论文说:爱因斯坦1951年曾坦率地说过“整整五十年有意识的思考,还没有使我更接近‘光量子是什么? ’的答案” 。如此,至少至今仍没有谈得上“进入实用化的初始阶段”,所以,这预测有可能准确。(关于数学的作用就如1991年出中文版的量子信息论内容较丰富的世界最早名著《光通信理论:量子论基础》的序说这书为“数学系、通信工程系、物理系用书”-其各章依次为源流、信号检测、估计、传输、量子力学、量子光学、量子信号检测、估计、量子信息论,就如第一章说“N. Wiener的通信理论在数学上是完善的”;“C. Shannon创立信息论的严格数学公理化体系削弱了与物理学的联系”。关英男的评荐说这书作者的博士导师池原止戈夫在1930年毕业时的博士导师N. Wiener并这池原还协作指导1940年毕业的C. Shannon。从目录见这书内容很丰富这在以前是难能可贵的特别是后3章的材料很前沿并将开创新纪元因而在当时来说会是使你受益匪浅甚至是对终生作用都很大的好书-因它们的神力迫着你不断对这后3章及其它相关的领域向深广前沿推进做大它们,其根本也如这书讲源流的第一章只提到一个会议-就是1984年量子电子学国际会议,这书能有益也还如作者一直来都主持相关国际会议如2002年主持“量子通信、计算和测量会议”{第1篇是光通信先驱Holevo的、第16篇是组合数学门徒Peter Shor的、也有先驱Yuen还有Benioff和Lloyd.以及Zurek的}、作者2002年还和麻省Shapiro主持“量子通信、测量和计算会议”等等-从刘颂豪院士所说其时这样的会议应起开拓作用)--关于数学在量子力学的重要作用就如杨振宁先生2001年在凤凰卫视的“世纪大讲堂”多出说了数学的重要作用其中第6分多钟处说量子力学主要创始人海森堡说“数学能做出我们不能做出的东西”,参考杨振宁先生2004年在清华授课的视频,教材选用的是哈里德(Halliday)的《物理学基础》