Лауреат нобелевской премии (стр. 1 из 3)
Биография
Као родился в семье доктора юридических наук Гао Цзюньсяна. Его дед Гао Чуйвань был известным поэтом и революционным деятелем. С детства Чарльз и его младший брат У (ныне — профессор гидродинамики) изучали китайскую классику. В международной школе Шанхая Чарльз изучил английский и французский языки. В 1948 году его семья перебирается сначала на Тайвань, далее — в Гонконг, где Као поступает в колледж. Дальнейшее образование он получает в Англии: бакалавриат по специальности инженера-электротехника в Вулвичском Политехе (нынешний Гринвичский университет) и PhD в Имперском колледже Лондона, который оканчивает в 1965 году.
Одновременно с обучением на доктора философии Као работает инженером в исследовательском центре компании Standard Telephones and Cables (STС) в Харлоу, где и совершает своё революционное открытие. В 1970 году его приглашают в Гонконгский университет для формирования факультета электротехники. Ещё через четыре года он переезжает в США для работы в ITT Corporation, которая являлась головной корпорацией для STС. Сначала ему дают должность ведущего научного сотрудника, а потом — и директора по инженерным работам в виргинском филиале. В 1982 году Као становится главным научным сотрудником всей корпорации и работает в Центре перспективных технологий в Коннектикуте.
Вскоре он снова возвращается в Китай, где с 1987 по 1996 годы руководит работой Гонконгского университета. Кроме того, он работает генеральным директором компании Transtech, основывает Академию развития независимого образования (Independent School Foundation Academy). В настоящий момент Као живёт в Гонконге и возглавляет компанию ITX Services. Он часто бывает в США, где живут его родные. Као женился в 1959 году на британской китаянке Хуан, с которой познакомился в Лондоне во время учёбы. У них двое детей — сын и дочь. Оба живут и работают в Силиконовой долине, в Калифорнии.
В начале 2009 года у Као обнаружили слабые признаки болезни Альцгеймера, которой ранее страдал его отец. Вместе с женой он решил пожертвовать часть премии (всего Као получил около $700 тыс.) на исследования в этой области и медицинскую помощь больным[4].
Као любит читать художественную литературу традиционного китайского жанра уся, другое хобби учёного — делать вазы и другие поделки из глины.
Научная работа
Дэвид Корси, Боб Браун, PC World, США
Открытия трех американских ученых, удостоенных награды в области физики, помогли создать современные телекоммуникационные сети — включая и Internet — и цифровую фотографию. Волоконно-оптический кабель открыл путь к высокоскоростным соединениям, а устройства с зарядовой связью (Charge-Coupled Device, CCD) стали краеугольным камнем цифровой фотографии.
Сорок лет понадобилось для того, чтобы воздать должное этим великим людям — свои работы они проводили в 60-е годы. Хорошо, что со здоровьем им повезло, сегодня ученым уже за 70 и за 80 (Нобелевская премия не присуждается посмертно).
Чарльз Као, которого иногда называют «отцом волоконно-оптической связи», отмечен за создание тонких стеклянных каналов, несущих цифровые данные, представленные в виде световых импульсов различной частоты. Родившийся в 1933 году в Шанхае, Као впоследствии перебрался в Англию, где и изобрел метод, позволивший значительно улучшить чистоту стекла, из которого изготавливается волоконно-оптический кабель.
Вторая половина денежной части Нобелевской премии, общий размер которой в этом году составил 1,4 млн долл., досталась Уилларду Бойлу (85 лет) и Джорджу Смиту (79 лет) за изобретение в 1969 году в лаборатории AT&T Bell Laboratories устройств с зарядовой связью.
В то время когда Као начал заниматься волоконно-оптической связью, оптические кабели и лазеры, передающие световые импульсы, уже существовали. Однако световой импульс по оптическому волокну можно было передать лишь на расстояние 20 метров, после чего световой поток рассеивался. Као поставил перед собой цель довести дальность устойчивой передачи до километра. Тогда многие ученые полагали, что виной всему мелкие дефекты — трещины или полости в волокне, мешающие прохождению света.
В январе 1966 года Као, работавший в английской лаборатории Standard Telecommunication Laboratories, представил результаты своих исследований. Оказалось, что дело не в несовершенстве производства, а в самом материале — стекло было недостаточно чистым. Очищенное стекло, полученное из расплавленного кварца, стало более прозрачным, что упростило передачу света. В 70-е годы исследователям из компании Corning Glass Works удалось построить сверхчистый волоконно-оптический канал протяженностью в километр.
Во время вручения премии отмечалось, что общая длина современных оптических кабелей достигает миллиардов километров. В сентябре 1969 года Бойлу и Смиту, работавшим в то время в лаборатории Bell Labs, пришла в голову идея, которую они тут схематично отобразили на доске в кабинете Бойла. Используя фотоэлектрический эффект, который был объяснен Альбертом Эйнштейном и принес ему в 1921 году Нобелевскую премию, двое исследователей предложили создать электронную память. Падая на поверхность кремния, свет выбивает оттуда электроны. Чем ярче свет, тем больше выбивается электронов.
В устройствах с зарядовой связью выбитые электроны собираются в крошечных колодцах и формируют один пиксел изображения. Общее изображение воссоздается на основе данных, полученных с помощью матрицы таких устройств.
Помимо бытовых фотоаппаратов, устройства с зарядовой связью открыли путь к созданию космических панорамных снимков, получаемых с помощью Hubble Space Telescope, а также марсианских открыток, присылаемых космическими зондами NASA. По словам организаторов Нобелевской церемонии, если все волоконно-оптические кабели мира связать в одну линию, они более 25 тыс. раз обогнут земной шар. Лаборатория Standard Telecommunication Laboratories в которой совершил свое открытие Као, в конечном итоге вошла в состав компании Nortel. В настоящее время он занимает пост председателя совета директоров компании ITX Services.
Последние достижения в области передачи данных по волоконно-оптическим каналам связаны с именами исследователей из Alcatel-Lucent, которые увеличили скорость передачи по самым быстрым океанским кабелям в десять раз, и ученых из Technion-Israel Institute of Technology, предложивших использовать стандартный волоконно-оптический телекоммуникационный кабель для обнаружения туннелей и полостей в грунте на глубине до 20 метров.Это еще раз подчеркивает, что открытия, отмечаемые сегодня Нобелевской премией, нашли отражение в нашей повседневной жизни, и в этом заслуга многих людей. Кроме того, нельзя забывать о необходимости поддержки фундаментальных научных исследований, которые в современном обществе, к сожалению, выходят из моды.
Пучок оптических волокон из кварцевого стекла. Сейчас подобного рода кабели применяются повсеместно. Именно Као первым предположил, что кварцевое стекло является идеальным материалом для дальнего переноса информации.
Као начинает работать в области волоконных технологий в 1960 году, когда он устраивается инженером в лондонскую лабораторию ITT Corporation.[5] Здесь совместно с Джорджем Хокхэмом он совершает новаторское открытие, из которого следует, что высокие потери в передаче данных по волокну вызваны не самой технологией, а примесями в стекле. Результаты своих исследований он представляет в 1966 году, в июне выходит его отчёт с изложением ключевых особенностей волоконно-оптических телекоммуникационных технологий. Изложенные в этом документе идеи по использованию волокна для потребностей связи являются основой телекоммуникаций сегодняшнего дня.
Главным теоретическим выводом его работ становится определение порогового значения величины затухания сигнала. Чтобы информация переносилась внутри волоконно-оптических каналов без существенных потерь, величина затухания не должна превышать 20 дБ/км. Однако, в 1960-е годы волокно имело затухание в 1000 дБ/км и более. Данное обстоятельство подстегнуло исследователей к поиску материалов, которые более всего соответствовали бы установленным критериям.[7] Специально для этих целей Као собрал коллектив из четырёх человек: Т. Дэвиса, М. Джоунса, С. Райта и его самого. Тестируя разные материалы, группа приходит к выводу, что идеальным кандидатом для оптической связи является кварц (SiO 2), в котором наблюдался наименьший уровень затухания сигнала.
Као первым предложил использовать волоконно-оптические кабели для передачи информации на большие расстояния (до этого их дальность ограничивалась несколькими метрами). По началу в эту идею мало кто верил, но личная роль учёного в процессе инженерной и коммерческой реализации проекта в корне изменила индустрию телекоммуникаций.
| Нобелевская премия по физике — 2009 |