中共中央組織部在十八大之前出版的向社會(huì)宣傳千人計(jì)劃專家的文集《我的中國夢(mèng)》中，有國家“千人計(jì)劃”獲得者、國家特聘專家、南京郵電大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任，南京郵電大學(xué)光通信與生物光學(xué)研究中心主任，南京郵電大學(xué)校長(zhǎng)專聘教授，博士生導(dǎo)師梁安輝的文章《插上夢(mèng)想的翅膀》。梁教授在書中這樣寫到，他的中國夢(mèng)就是“要融合中國古代、現(xiàn)代的智慧及世界先進(jìn)的技術(shù)與方法，在中國做出對(duì)中華民族乃至世界文明有重要意義的科技重大發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，造福中華民族乃至全人類”。梁教授是編輯的學(xué)長(zhǎng)，也是編輯學(xué)生時(shí)代的榜樣之一。早在2013年OFC的時(shí)候，編輯就相約梁教授對(duì)他做一個(gè)專訪，聽他談?wù)剬?duì)光通信發(fā)展的認(rèn)識(shí)。2013年底前的一天，在南京玄武湖畔一處西餐廳，梁安輝教授正式接受了光纖在線的專訪。



高速光通信系統(tǒng)的先行者
梁安輝教授早年在香港和日本學(xué)習(xí)工作的時(shí)候，從事的主要是光孤子通信，研究的就是高速光通信系統(tǒng)。1994年前后，他就世界上率先提出密集周期光纖色散補(bǔ)償方法。所謂密集周期光纖色散補(bǔ)償，指的是在2個(gè)EDFA之間安排多個(gè)色散周期，可以有效克服光纖的非線性問題，大大提高光譜的使用范圍，基于這一技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)110nm的工作范圍。
離開學(xué)校后，梁安輝進(jìn)入產(chǎn)業(yè)界工作。在美國StrataLight公司工作的時(shí)候，曾經(jīng)負(fù)責(zé)40Gbps模塊的開發(fā)，開發(fā)了世界上第一個(gè)40Gbps光模塊。后來在華為美國公司，他從事的也是40Gbps系統(tǒng)的研究。
再次從產(chǎn)業(yè)界回到學(xué)術(shù)界，梁教授想做的首先還是高速光纖通信系統(tǒng)。他說自己在世界上最早提出100Pbps（1P=1000T）光纖傳輸容量的實(shí)現(xiàn)方法， 將多芯光纖空分復(fù)用技術(shù)和特殊色散管理方法結(jié)合到一起。按梁教授的說法，當(dāng)前國際上最高速的光通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的容量是1Pbps，而未來七到八年，100Pbps的實(shí)驗(yàn)肯定會(huì)出現(xiàn)。2013年的OFC上英國南安普頓大學(xué)，還有日本NTT都有學(xué)者提出類似的想法，比梁教授晚了大約2年。目前，對(duì)于100Pbps的系統(tǒng)，梁教授的團(tuán)隊(duì)除了繼續(xù)在理論上進(jìn)行完善，也在準(zhǔn)備進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
100Pbps是巨容量，梁教授現(xiàn)在還在挑戰(zhàn)光纖通信的另一項(xiàng)紀(jì)錄，巨帶寬系統(tǒng)。 所謂巨帶寬系統(tǒng)，是在一根光纖上把能用的頻譜資源都用起來，把850nm, 1310nm，還有1550nm的頻譜都用起來。用梁教授前面提到的密集周期光纖色散補(bǔ)償技術(shù)，他們的計(jì)算結(jié)果顯示可以實(shí)現(xiàn)800-1900nm之間1000多納米的頻譜利用寬度，整個(gè)范圍內(nèi)非線性指標(biāo)比傳統(tǒng)小10dB，個(gè)別波長(zhǎng)可以小60-70dB以上。這方面的實(shí)驗(yàn)工作也在準(zhǔn)備中。說到色散補(bǔ)償，梁教授還特別提到，做相干光通信以后，主流觀點(diǎn)認(rèn)為不再需要色散補(bǔ)償。但他認(rèn)為，引入色散補(bǔ)償會(huì)改善光通信系統(tǒng)的非線性指標(biāo)。2013年的OFC上已經(jīng)有好多篇文章在支持他的這一觀點(diǎn)。

從人眼結(jié)構(gòu)到仿生光通信

梁安輝教授現(xiàn)在林林總總的頭銜中有一個(gè)是南京郵電大學(xué)光通信與生物光學(xué)研究中心主任。光通信與生物光學(xué)有什么關(guān)系？梁教授說這是他回國后給自己選定的研究方向，也是一個(gè)被國內(nèi)外許多大學(xué)者非�？春玫姆较颉�
具體來說，梁教授要研究如何借鑒生物體的結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)新一代的光纖通信系統(tǒng)，一個(gè)典型的例子就是人眼。梁教授說，在他看來，人眼的視錐細(xì)胞就是一個(gè)個(gè)單模光探測(cè)器。當(dāng)年他做40Gbps模塊的時(shí)候，項(xiàng)目組有人對(duì)是否采用德國U2T公司的單模高速探測(cè)器有顧慮。他想到既然人眼也是這樣的結(jié)構(gòu)，那么這種探測(cè)器一定能行。
梁教授一邊畫圖一邊給編輯解釋人眼內(nèi)視細(xì)胞的組成。人眼內(nèi)有視錐細(xì)胞，位于視網(wǎng)膜中心,直徑1微米左右，負(fù)責(zé)明視，主要在白天工作，響應(yīng)速度快。視錐細(xì)胞可以感受紅綠藍(lán)三原色，其中紅光綠光都是嚴(yán)格單模工作，藍(lán)光的外段也是單模工作。人眼內(nèi)還有視桿細(xì)胞，負(fù)責(zé)暗視，內(nèi)段直徑在2微米，負(fù)責(zé)夜里工作，反映慢。
梁教授說，他在全世界最早提出視錐細(xì)胞是單模光電探測(cè)器的說法，而且他發(fā)現(xiàn)視桿細(xì)胞的內(nèi)段也是單模結(jié)構(gòu)。從視細(xì)胞的幾何結(jié)構(gòu)來看，根據(jù)其折射率差算出歸一化頻率完全符合單模的條件。單模意味著響應(yīng)速度更快。
更進(jìn)一步，梁教授認(rèn)為視細(xì)胞不僅是一般探測(cè)器，而且是APD探測(cè)器。他發(fā)現(xiàn)，視細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和APD一一對(duì)應(yīng)，也可以用SAGCM （separated absorption grading charge multiplexing）結(jié)構(gòu)來解釋，吸收區(qū)和倍增區(qū)分開，而且后續(xù)的功能結(jié)構(gòu)也相同，包括了時(shí)鐘恢復(fù)，信號(hào)平衡等。
此外，人眼視細(xì)胞中的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞還是天然的量子阱半導(dǎo)體光電探測(cè)器。視桿和視錐外段是由成千上萬膜盤平行擺列而成的，其中視桿和視錐每個(gè)膜盤的厚度約為3.5-7.5nm。由于膜盤厚度很窄，載流子（半導(dǎo)體中的電子或空穴）被限制在膜盤平面內(nèi)移動(dòng)，因而能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的量子效應(yīng)。這樣的結(jié)構(gòu)決定，盡管人眼中的視細(xì)胞多達(dá)1億個(gè)，但其總耗能卻很小，平均下來，每個(gè)視細(xì)胞的耗能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前光通信中使用的光收發(fā)器模塊。
梁教授認(rèn)為，人們完全可以嘗試仿照視錐細(xì)胞設(shè)計(jì)未來的高速光電探測(cè)器及其陣列, 仿照視桿細(xì)胞可探測(cè)單個(gè)光子的功能，設(shè)計(jì)靈敏度非常高的探測(cè)器。仿照視細(xì)胞的量子阱結(jié)構(gòu)，開發(fā)更低功耗的光器件。
梁教授說，他對(duì)人眼和光通信關(guān)系的研究，得到了從高錕到林清隆教授等許多大家的支持。瑞典諾貝爾評(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)的主席邀請(qǐng)他去瑞典就此作特邀報(bào)告。有關(guān)文章投給了自然雜志一份子刊。

人體也是光纖通信系統(tǒng)

如果是人體也是光纖通信系統(tǒng)，許多人一定會(huì)啞然失笑，可是梁教授就是這么說的，而且堅(jiān)定地認(rèn)為一定是這樣。從年輕時(shí)代就喜歡研究中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)和經(jīng)絡(luò)理論的梁教授喜歡做的，就是將西方先進(jìn)的科技和東方傳統(tǒng)智慧結(jié)合起來。
在傳統(tǒng)的光纖系統(tǒng)中所用的光纖，有些是石英光纖，有些是塑料光纖，有些部分還可以看成摻鉺光纖。他說，人體中很多結(jié)構(gòu)都可以看成是光纖人體內(nèi)經(jīng)絡(luò)，膠原纖維，神經(jīng)，毛細(xì)血管，甚至頭發(fā)都可以看成是傳光的波導(dǎo)。他認(rèn)為，人體光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)最典型的波長(zhǎng)是10微米左右的光。這是因?yàn)槿梭w體溫37攝氏度，黑體輻射波長(zhǎng)剛好是遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)，波長(zhǎng)10微米左右。剛好大氣窗口也是10微米。所以人發(fā)出的波長(zhǎng)可以在大氣中傳很遠(yuǎn)，方便夜視儀等來檢測(cè)。梁教授還用中醫(yī)理論解釋，人體甚至是一個(gè)WDM系統(tǒng)。從中醫(yī)理論可以發(fā)現(xiàn)，肺主白色，心主紅色，肝主青色，腎臟主黑色，這不就是WDM系統(tǒng)嗎？
梁教授說，人體不僅是光纖通信系統(tǒng)，還是針對(duì)體溫，應(yīng)力等的分布式光纖傳感系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)。這就如同最新一代的分布式電腦網(wǎng)絡(luò)一樣。中醫(yī)里講心肝脾胃腎，每樣都和人的健康，人的情緒有關(guān)，就是這個(gè)意思。
人體的這套系統(tǒng)，同樣有仿生價(jià)值。梁教授舉例說，當(dāng)年日本人總結(jié)海嘯的經(jīng)驗(yàn)是海邊不放主干線。實(shí)際上，人體內(nèi)經(jīng)絡(luò)遠(yuǎn)離皮膚表面，一般外傷不會(huì)影響經(jīng)絡(luò)，正是這樣的結(jié)構(gòu)。
說起經(jīng)絡(luò)，許多人至今認(rèn)為是無稽之談。梁教授對(duì)此有他自己的理論。比如對(duì)穴位的認(rèn)定，他說有人做過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證穴位附近溫度高一些，1.5度，0.5度都可能。同時(shí)，針灸的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)穴位附件磷和鈣的濃度提高200多倍，這會(huì)改變光波導(dǎo)的折射率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)絡(luò)通暢。
梁教授說，雖然國內(nèi)至今許多人對(duì)中醫(yī)理論嗤之以鼻，不過他仍然相信能用他的研究去驗(yàn)證傳統(tǒng)中醫(yī)理論的價(jià)值。實(shí)際上，國內(nèi)還有許多高校的老師都持類似的觀點(diǎn)，他并非孤軍奮戰(zhàn)。

學(xué)生時(shí)代，梁安輝教授就以聰敏好學(xué)知名。20年過去，他依然不改自己的風(fēng)格，從來不怕提出自己的觀點(diǎn)，總是勇于開拓前人沒有做過的領(lǐng)域。梁教授的仿生光通信理論令編輯耳目一新，他的結(jié)合東方智慧西方科技的理想深具吸引力，他的工作展現(xiàn)了無比美好的前景。梁教授說，他非常歡迎對(duì)他的研究工作有興趣，有熱情的學(xué)者，學(xué)生，企業(yè)加入他們的研究工作。 

附錄：梁安輝教授簡(jiǎn)歷

梁安輝教授本科以優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)于電子科技大學(xué)。在清華攻讀碩士期間，發(fā)表5篇SCI文章，為清華當(dāng)時(shí)最為多產(chǎn)的學(xué)生。之后在香港中文大學(xué)電子工程系光纖專業(yè)取得博士學(xué)位，博士論文被評(píng)為當(dāng)時(shí)全校僅有的兩篇優(yōu)秀博士論文。
博士畢業(yè)后，梁安輝教授曾在美國、日本等國家從事尖端的光纖通信及生物光學(xué)方面的學(xué)術(shù)及研發(fā)工作二十余載。曾在多家美國著名的企業(yè)擔(dān)任高級(jí)研發(fā)職位。如曾在Tyco Submarine Systems（其前身為著名的AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室）擔(dān)任資深研究員，當(dāng)時(shí)在世界最著名的三大華裔科學(xué)家之一的林清隆教授的實(shí)驗(yàn)室從事海底光纖通信的研究工作。曾在富士通通信，Stratalight（被Opnext收購），華為美國分部，Infinera， Emcore等擔(dān)任高級(jí)研發(fā)職位（如曾任Emcore的原Intel光纖分部的 Senior Principal Engineer）。
梁安輝教授為IEEE的高級(jí)會(huì)員；有多項(xiàng)重要的美國發(fā)明專利及申請(qǐng)。在國際著名雜志，會(huì)議等發(fā)表60余篇科研論文，并在多個(gè)國際會(huì)議中做特邀報(bào)告。
梁安輝教授先后有幸受到多位光通信領(lǐng)域名師指點(diǎn)，他的老師、導(dǎo)師或老板中包括多名著名科學(xué)家，如諾貝爾獎(jiǎng)獲得者光纖之父高琨教授（香港中文大學(xué)）、諾貝爾獎(jiǎng)提名者Akira Hasegawa教授（大阪大學(xué)）、世界最著名的三大華裔光通信專家之一IEEE/OSA院士林清隆教授（原貝爾實(shí)驗(yàn)室技術(shù)總監(jiān)）、OSA院士范崇澄（清華大學(xué)）。
梁安輝是國家“千人計(jì)劃”獲得者，國家特聘專家，“千人計(jì)劃”全國代表大會(huì)代表，南京郵電大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任，南京郵電大學(xué)光通信與生物光學(xué)研究中心主任，南京郵電大學(xué)校長(zhǎng)專聘教授，博士生導(dǎo)師。
梁安輝教授還曾擔(dān)任湖北省特聘專家。曾任武漢郵電科學(xué)研究院特聘專家，武漢郵電科學(xué)研究院光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家（系統(tǒng)和模塊）， WTD首席科學(xué)家（模塊）。擔(dān)任國家“千人計(jì)劃”，“千人計(jì)劃”的面試及函評(píng)評(píng)委，以及省市級(jí)的項(xiàng)目評(píng)審組長(zhǎng)或評(píng)委。曾任湖北省留學(xué)人員協(xié)會(huì)理事，武漢市高層次人才協(xié)會(huì)理事。
梁安輝教授的主要發(fā)明（發(fā)現(xiàn)）包括：
(1). 設(shè)計(jì)了世界上首個(gè)商用的40G光收發(fā)器，產(chǎn)生了3億多美元的巨大經(jīng)濟(jì)效益。
(2).與諾貝爾獎(jiǎng)提名者Akira Hasegawa教授一起在世界上首先提出了新的光脈沖的轉(zhuǎn)換限判據(jù)，并發(fā)現(xiàn)此判據(jù)比傳統(tǒng)的海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理更為精確。
(3).在世界上首次提出了人類的視細(xì)胞為量子阱光電探測(cè)器的理論，并發(fā)現(xiàn)視細(xì)胞是APD探測(cè)器。在世界上首次發(fā)現(xiàn)了視錐細(xì)胞乃單模光波導(dǎo)，而人類直到21世紀(jì)才使用人造的單模光電探測(cè)器。在世界上首次開創(chuàng)了仿生光通信的學(xué)科。
(4). 1992年在世界上首先提出了經(jīng)絡(luò)是光纖的理論，該理論后來被他人用實(shí)驗(yàn)部分證實(shí)。這些工作均是重大且意義深遠(yuǎn)的工作。
其他重要貢獻(xiàn)還包括：
(5). 為世界上首個(gè)可調(diào)諧XFP及世界上唯一商用的窄線寬可調(diào)諧激光器做出了關(guān)鍵性貢獻(xiàn); 
(6). 為世界上最先進(jìn)的基于PIC的光收發(fā)器做出了關(guān)鍵性貢獻(xiàn)。
(7). 發(fā)明了一種突破性技術(shù)可使最重要的性能指標(biāo)Q改進(jìn)達(dá)5.4dB, 這是除著名的FEC（前向糾錯(cuò)碼）技術(shù)外的唯一可改進(jìn)Q超過5dB的技術(shù)。
(8).在世界上首先發(fā)現(xiàn)了在色散補(bǔ)償系統(tǒng)中的四波混頻振蕩條件。
(9).在世界上首先發(fā)明了一種新的光纖密集周期光纖, 從而開辟了一個(gè)新的研究領(lǐng)域, 密集周期光纖已成為一個(gè)關(guān)鍵詞。
(10).為華為40G做出了關(guān)鍵性貢獻(xiàn)。
(11).所設(shè)計(jì)的色散管理系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于世界各纖地的40G光纖通信系統(tǒng)中。
(12).在光及光波導(dǎo)傳輸特性的研究方面做出了重大貢獻(xiàn)。