1
00:00:07,016 --> 00:00:08,476
2012 年，

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00:00:08,476 --> 00:00:13,136
一支由日本和丹麥研究者
組成的團隊創造了世界記錄，

3
00:00:13,136 --> 00:00:15,716
傳送了 1 千兆位元的資料——

4
00:00:15,716 --> 00:00:19,006
等同於一萬小時的高解析度影片——

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00:00:19,006 --> 00:00:22,526
用一條五十公里的纜線，
只花了一秒鐘。

6
00:00:22,526 --> 00:00:24,426
那可不是一般的纜線。

7
00:00:24,426 --> 00:00:27,466
那是加速版本的光纖——

8
00:00:27,466 --> 00:00:29,766
就是將世界各地連結起來，

9
00:00:29,766 --> 00:00:32,126
讓網際網路成為可能的隱藏網路。

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00:00:32,376 --> 00:00:33,266
數十年來，

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00:00:33,266 --> 00:00:36,696
城市與國家間這種長距離的通訊，


12
00:00:37,006 --> 00:00:40,116
都是透過銅線所傳輸的電子訊號。

13
00:00:40,266 --> 00:00:42,326
這種方式既慢又沒效率，

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00:00:42,326 --> 00:00:47,436
金屬線會限制資料速率，
也會發熱而造成能量的損失。

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00:00:47,866 --> 00:00:49,596
到了二十世紀末，

16
00:00:49,596 --> 00:00:53,596
工程師掌握了一種更優異的傳輸方法。

17
00:00:54,066 --> 00:00:55,176
不用金屬材料，

18
00:00:55,176 --> 00:01:00,146
而是小心地熔化玻璃
並拉長為具彈性的纖維線絲，

19
00:01:00,146 --> 00:01:04,535
其長度可達數百公里之長
且比人類頭髮還要細。

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00:01:04,535 --> 00:01:06,957
這類纜線傳輸的不是電，

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00:01:06,957 --> 00:01:11,197
而是代表數位資料的光波脈衝。

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00:01:11,487 --> 00:01:16,227
但，光是怎麼在玻璃中行進的？
為什麼不會穿過玻璃？

23
00:01:16,227 --> 00:01:21,511
秘訣在於一種叫做
「全內反射」 的現象。

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00:01:21,511 --> 00:01:23,248
從艾薩‧克牛頓的時代起，

25
00:01:23,248 --> 00:01:25,948
鏡片製造者及科學家就已經知道

26
00:01:25,948 --> 00:01:31,588
當光傳過空氣和水或玻璃
這類材料時，會產生轉向。

27
00:01:31,768 --> 00:01:36,239
當玻璃內的一道光線
以很大的角度碰撞到它的表面，

28
00:01:36,239 --> 00:01:39,969
在它進入空氣時會發生折射或轉向。

29
00:01:39,969 --> 00:01:42,959
但，如果光線行進的角度較淺，

30
00:01:42,959 --> 00:01:46,029
它轉彎的方向會讓它
一直被困在玻璃中，

31
00:01:46,029 --> 00:01:48,949
延著玻璃內部不斷反彈。

32
00:01:48,949 --> 00:01:50,319
只要條件對了，

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00:01:50,319 --> 00:01:52,794
通常光線可穿透的東西，

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00:01:52,794 --> 00:01:55,549
反而可以將光線隱藏起來
讓外界看不見。

35
00:01:55,549 --> 00:01:57,991
和電或無線電相比，

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00:01:57,991 --> 00:02:01,781
光纖訊號即使傳送了很長的距離，
也幾乎不會減弱——

37
00:02:01,781 --> 00:02:04,051
的確會有一點點能量會散失掉，

38
00:02:04,051 --> 00:02:06,581
且纖維的彎曲角度不能太大，

39
00:02:06,581 --> 00:02:08,491
否則光就會外洩出去。

40
00:02:08,491 --> 00:02:12,791
現今，一條光纖就能傳送
許多不同波長的光，

41
00:02:12,791 --> 00:02:15,256
分別代表不同的資料通道。

42
00:02:15,256 --> 00:02:19,466
一條光纜內含數百條這類的纖維線絲。

43
00:02:19,466 --> 00:02:23,445
超過一百萬公里的纜線
在我們的海底交錯，

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00:02:23,445 --> 00:02:25,045
將各大陸連結起來——

45
00:02:25,045 --> 00:02:29,075
這總長度足以繞赤道近三十圈。

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00:02:29,435 --> 00:02:32,871
有了光纖，資料的傳輸
幾乎不受距離限制，

47
00:02:32,871 --> 00:02:36,851
讓網際網路得以演化
成為一台行星級的電腦。

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00:02:36,851 --> 00:02:39,561
我們行動裝置的工作和娛樂，

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00:02:39,561 --> 00:02:43,221
越來越仰賴過度操勞的
電腦伺服器大軍，

50
00:02:43,221 --> 00:02:47,161
這些伺服器被存放在世界各地
巨型資料中心的倉庫中。

51
00:02:47,161 --> 00:02:49,081
這叫做「雲端運算」，

52
00:02:49,081 --> 00:02:51,361
它會導致兩個問題：

53
00:02:51,361 --> 00:02:54,144
熱能浪費以及頻寬需求。

54
00:02:54,144 --> 00:02:58,924
網際網路的流量，絕大部分
是在資料中心內穿梭，

55
00:02:58,924 --> 00:03:03,544
在資料中心內，數千台伺服器
用傳統電纜線連結在一起。

56
00:03:03,544 --> 00:03:06,756
半數的運作能量
以熱能的形式浪費掉了。

57
00:03:06,756 --> 00:03:10,446
同時，對於無線頻寬的
需求穩定地上升，

58
00:03:10,446 --> 00:03:13,536
而我們在行動裝置中使用的
千兆赫（gigahertz）訊號

59
00:03:13,536 --> 00:03:16,026
即將達到傳遞數據的極限。

60
00:03:16,336 --> 00:03:19,866
似乎，光纖太好了，
這對它自己並沒有好處，

61
00:03:19,866 --> 00:03:24,576
激發出野心過大的雲端
和行動計算期望。

62
00:03:24,576 --> 00:03:29,636
但，有一項整合了光子學的
相關技術來救援了。

63
00:03:29,827 --> 00:03:32,857
不僅光纖能引導光，

64
00:03:32,857 --> 00:03:36,217
超細的矽線也能。

65
00:03:36,217 --> 00:03:39,547
矽線引導光的能力沒有纖維好。

66
00:03:39,547 --> 00:03:41,707
但矽線讓工程師可以

67
00:03:41,707 --> 00:03:45,597
把一百公里內光纖網路中的所有裝置

68
00:03:45,597 --> 00:03:49,307
縮減成能插入伺服器的
小型光子晶片，

69
00:03:49,307 --> 00:03:53,377
並將電訊號轉成光訊號，
再反轉回來。

70
00:03:53,377 --> 00:03:59,429
這些電轉光的晶片，
讓資料中心裡不經濟的電纜線

71
00:03:59,429 --> 00:04:02,659
被換成高能源效率的光纖。

72
00:04:02,809 --> 00:04:07,379
光子晶片能協助打破無限頻寬的限制。

73
00:04:07,379 --> 00:04:10,861
研究者致力於把
行動裝置的千兆赫訊號

74
00:04:10,861 --> 00:04:12,651
換成兆赫（terahertz ）頻率，
（ 註：別名「太赫茲」）

75
00:04:12,651 --> 00:04:15,431
讓資料傳輸的速度加快數千倍。

76
00:04:15,581 --> 00:04:17,621
但，這些是段距離的訊號：

77
00:04:17,621 --> 00:04:19,721
它們會被空氣中的濕氣給吸收，

78
00:04:19,721 --> 00:04:21,831
或被高樓給阻擋。

79
00:04:21,961 --> 00:04:25,331
若能將小型的無線轉光纖
光子傳輸晶片

80
00:04:25,331 --> 00:04:27,001
放置在城市各處，

81
00:04:27,001 --> 00:04:31,431
兆赫訊號就能被分程傳遞
到大範圍的距離。

82
00:04:31,431 --> 00:04:35,439
透過穩定的中間人，即光纖，
就可以做到這一點，

83
00:04:35,439 --> 00:04:38,919
實現超快速無線連線。

84
00:04:39,429 --> 00:04:41,303
在人類歷史上，

85
00:04:41,303 --> 00:04:44,013
光帶給我們的禮物是視覺和熱能，

86
00:04:44,013 --> 00:04:49,183
當我們在實體世界中探索、
安頓下來時，光是個穩定的夥伴。

87
00:04:49,183 --> 00:04:52,812
現在，我們在光上加載了資訊
並將它重新導向，

88
00:04:52,812 --> 00:04:55,762
讓它延著光纖
超級高速公路奔馳——

89
00:04:55,762 --> 00:04:59,102
整合了許多個不同的光子出口——

90
00:04:59,102 --> 00:05:02,882
來建造一個更廣闊的虛擬世界。