貝爾實驗室
創新者：一群技術狂人和鬼才程序員如何改變世界 作者：沃爾特·艾薩克森 投票推薦 加入書簽 留言反饋
美國電話電報公司（at&t）在1907年遇到了一個危機。它的創始人亞曆山大·格拉漢姆·貝爾（alexander graham bell）所持有的專利已經過期，因此它在電話服務市場當中近乎壟斷的地位也變得岌岌可危。這時at&t的董事會召回了已經卸任的前總裁西奧多·韋爾（theodore vail）。為了複興這家公司，重掌大權的韋爾提出了一個大膽的目標：建造一條連接紐約和舊金山的電話線路。這是一項非常艱巨的任務，它需要結合工程學的頂尖技術和理論科學的重大飛躍才能實現。在真空管和其他新興技術的幫助下，at&t在1915年1月成功研製出了能夠實現這項壯舉的中繼器和放大裝置。除了韋爾和伍德羅·威爾遜（woodrow wilson）總統以外，曆史上第一通橫跨大陸兩端的電話的參與者還包括貝爾本人，後者重複了自己在39年前說過的那句名言：“沃森先生，快點過來，我需要你的幫助。”他曾經的助手，當時身處舊金山的托馬斯·沃森（thomas watson）回答道：“我需要花一個禮拜的時間才能到達。”1
at&t以上述的研究工作為基礎新建了一所企業機構，也就是眾所周知的貝爾實驗室。它起初建於曼哈頓格林尼治村西側的哈德孫河畔，這裏不僅聚集了理論家、材料科學家、冶金學家和工程師，甚至還包括at&t的電話線路維修工人。這裏是喬治·斯蒂比茲利用機電繼電器製作計算機的地方，也是克勞德·香農研究信息論的地方。貝爾實驗室的出現表明了持續性的創新可以通過各個領域的人才之間的協作來實現，尤其是因為這些人才都在同一個空間內工作，所以他們可以方便地進行頻繁的會議和偶爾的碰麵。施樂公司的帕洛阿爾托研究中心（parc）和其他後來出現的企業研發機構也同樣體現了這個優點。然而這種機構的缺點是企業高層的管理會帶來嚴重的官僚風氣。當能夠將創意轉化為偉大產品的領導者和敢於反抗權威的人離開之後，貝爾實驗室和施樂帕洛阿爾托研究中心都無法擺脫企業機構的局限。
貝爾實驗室真空管部門的主管默文·凱利（mervin kelly）是一個充滿活力的密蘇裏州人。他曾在密蘇裏礦業學校學習冶金專業，後來在芝加哥大學的羅伯特·密立根（robert milikan）的指導下獲得了物理學博士學位。他曾經發明了一種可以提升真空管穩定性的水冷係統，但他發現真空管不可能成為一種高效的電流放大和通斷方式。他在1936年被提升為貝爾實驗室的研究總監，而他的首要任務是尋找真空管的替代品。
凱利提出了一個偉大的遠見：長期作為實用工程學基地的貝爾實驗室也應該將精力放在基礎科學和理論研究上。在此之前，這方麵的研究一直都是大學的專長。他開始在全國各地搜羅最優秀的年輕物理學博士。他的目標是讓創新成為企業機構的一項日常工作，而不是將其留給藏身於車庫和閣樓的怪才來完成。
“發明創造的關鍵究竟是天才個人還是團隊協作？這個問題已經在貝爾實驗室當中引起了深入的思考。”喬恩·格特納（jon gertner）在一本專門研究貝爾實驗室的書籍《創意工廠》（the idea factory ）中寫道。2 這個問題的答案是：兩者都同樣重要。“一件新設備的研發工作需要聚集來自多個科學領域的大批人才，並集中發揮他們各自的天賦。”肖克利後來解釋道。3 這個說法是正確的，不過這也是他為數不多故作謙遜的瞬間，因為他比其他任何人都更加信奉天才個人（比如他自己）的重要性。凱利雖然是團隊協作的倡導者，但他也認識到了培養天才個人的必要性。“無論如何強調領導力、組織結構和團隊協作的作用，個人的地位仍然是最高的——擁有至高無上的重要性，”他曾經這樣說道，“創新的想法和概念是在一個人的頭腦中誕生的。”4
實現創新的關鍵（無論是對於貝爾實驗室還是整個數字時代來說）是認識到培養天才個人和促進團隊協作之間是沒有衝突的。這不是一個魚與熊掌不可兼得的問題。事實上，這兩種做法在數字時代一直都是互相促進的。富有創造力的天才（約翰·莫奇利、威廉·肖克利、史蒂夫·喬布斯）負責提供創意；善於動手操作的工程師（普雷斯伯·埃克特、沃爾特·布拉頓、史蒂夫·沃茲尼亞克）負責與這些天才緊密合作，將他們的概念變成真正的發明；由技術人員和企業家組成的團隊負責將這些發明打造成實際的產品。隻要這個生態係統的其中一環出現缺失，再偉大的概念也隻能被埋藏在曆史的地下室裏麵，無論是身處艾奧瓦州州立大學的約翰·阿塔納索夫，還是在倫敦家中的畜棚埋頭苦幹的查爾斯·巴貝奇，他們都是這樣的例子。此外，如果優秀的團隊缺乏胸懷大誌的遠見者，創新也會逐漸枯竭，正如莫奇利和埃克特離開之後的賓夕法尼亞大學，馮·諾依曼離開之後的普林斯頓大學，還有肖克利離開之後的貝爾實驗室。
當時貝爾實驗室越來越重視一個研究領域：固體物理學。這是一門研究電子如何在固體材料之中流動的學科，它尤其需要理論家和工程師之間的聯合。20世紀30年代，貝爾實驗室的工程師們一直在測試包括矽在內的各種材料。矽是地殼中除了氧之外最常見的元素，同時也是沙子的主要成分。在這些測試當中，他們會將不同的材料通電，並嚐試控製材料中的電流。與此同時，貝爾實驗室的理論家們正在同一棟大樓裏麵埋頭研究量子力學領域的驚人發現。
量子力學的基礎是由丹麥物理學家尼爾斯·玻爾（niels bohr）等人發展的一係列理論，它探討的是原子內部的情況。玻爾在1913年提出了一種原子結構模型。這個模型中的電子會按照特定的軌道圍繞原子核轉動，它們可以從一個軌道躍遷到相鄰的軌道，但是不可能停留在兩個軌道之間的位置。原子外層軌道上的電子數量可以決定元素的部分化學和電學性質，比如它的導電性。
有些元素是良好的導體，比如銅；還有一些元素的導電性非常差，比如硫，所以這些元素就是良好的絕緣體；而導電性處於導體和絕緣體之間的元素就被稱為半導體，比如矽和鍺。半導體的實用價值在於它們的導電性可以被輕易控製。舉個例子，如果在矽元素中摻入少量的砷或者硼，它的電子就會變得更容易移動。
在量子理論不斷發展的同時，貝爾實驗室的冶金學家也在研究製作新型材料的方式，他們采用了全新的提純技術、化學處理方法以及稀有礦物和普通礦物之間的合成配方。為了解決一些常見的問題，比如真空管的燈絲太容易燒壞，或者電話話筒膜片發出的聲音太小等，他們嚐試合成了一些新型合金，然後通過加熱或冷卻的方式來提升這些合金的性能。他們就像是廚房裏的大廚一樣，在不斷的試錯過程中掀起了一場材料科學的革命，它與量子力學領域正在進行的理論革命齊頭並進。
在測試矽和鍺的材料樣本的過程中，貝爾實驗室的化學工程師偶然證實了理論家們提出的大部分猜想。[1] 他們發現理論家、工程師和冶金學家之間有著許多可以互相學習的地方，於是貝爾實驗室在1936年成立了一個固體物理研究小組，這支隊伍聚集了一批實用和理論領域的重量級人物。他們會在每周舉行一次的午後聚會上分享各自的發現，其間還會進行學院風格的互相質問環節。在正式的聚會過後，他們會繼續參與一些持續到深夜的非正式討論。與僅僅閱讀各自的論文相比，親自會麵討論是一種更有成效的做法：頻繁的互動可以將人們的想法躍遷到更高的軌道上，就像是電子一樣，偶爾掙脫束縛的想法也會引起一些連鎖反應。
在這個團隊當中有一位特別突出的人才——威廉·肖克利，這位理論家是在固體物理研究團隊剛剛成立的時候加入貝爾實驗室的。他的智慧和熱情給其他團隊成員留下了深刻的印象，有時甚至會讓他們感到害怕。
at&t以上述的研究工作為基礎新建了一所企業機構，也就是眾所周知的貝爾實驗室。它起初建於曼哈頓格林尼治村西側的哈德孫河畔，這裏不僅聚集了理論家、材料科學家、冶金學家和工程師，甚至還包括at&t的電話線路維修工人。這裏是喬治·斯蒂比茲利用機電繼電器製作計算機的地方，也是克勞德·香農研究信息論的地方。貝爾實驗室的出現表明了持續性的創新可以通過各個領域的人才之間的協作來實現，尤其是因為這些人才都在同一個空間內工作，所以他們可以方便地進行頻繁的會議和偶爾的碰麵。施樂公司的帕洛阿爾托研究中心（parc）和其他後來出現的企業研發機構也同樣體現了這個優點。然而這種機構的缺點是企業高層的管理會帶來嚴重的官僚風氣。當能夠將創意轉化為偉大產品的領導者和敢於反抗權威的人離開之後，貝爾實驗室和施樂帕洛阿爾托研究中心都無法擺脫企業機構的局限。
貝爾實驗室真空管部門的主管默文·凱利（mervin kelly）是一個充滿活力的密蘇裏州人。他曾在密蘇裏礦業學校學習冶金專業，後來在芝加哥大學的羅伯特·密立根（robert milikan）的指導下獲得了物理學博士學位。他曾經發明了一種可以提升真空管穩定性的水冷係統，但他發現真空管不可能成為一種高效的電流放大和通斷方式。他在1936年被提升為貝爾實驗室的研究總監，而他的首要任務是尋找真空管的替代品。
凱利提出了一個偉大的遠見：長期作為實用工程學基地的貝爾實驗室也應該將精力放在基礎科學和理論研究上。在此之前，這方麵的研究一直都是大學的專長。他開始在全國各地搜羅最優秀的年輕物理學博士。他的目標是讓創新成為企業機構的一項日常工作，而不是將其留給藏身於車庫和閣樓的怪才來完成。
“發明創造的關鍵究竟是天才個人還是團隊協作？這個問題已經在貝爾實驗室當中引起了深入的思考。”喬恩·格特納（jon gertner）在一本專門研究貝爾實驗室的書籍《創意工廠》（the idea factory ）中寫道。2 這個問題的答案是：兩者都同樣重要。“一件新設備的研發工作需要聚集來自多個科學領域的大批人才，並集中發揮他們各自的天賦。”肖克利後來解釋道。3 這個說法是正確的，不過這也是他為數不多故作謙遜的瞬間，因為他比其他任何人都更加信奉天才個人（比如他自己）的重要性。凱利雖然是團隊協作的倡導者，但他也認識到了培養天才個人的必要性。“無論如何強調領導力、組織結構和團隊協作的作用，個人的地位仍然是最高的——擁有至高無上的重要性，”他曾經這樣說道，“創新的想法和概念是在一個人的頭腦中誕生的。”4
實現創新的關鍵（無論是對於貝爾實驗室還是整個數字時代來說）是認識到培養天才個人和促進團隊協作之間是沒有衝突的。這不是一個魚與熊掌不可兼得的問題。事實上，這兩種做法在數字時代一直都是互相促進的。富有創造力的天才（約翰·莫奇利、威廉·肖克利、史蒂夫·喬布斯）負責提供創意；善於動手操作的工程師（普雷斯伯·埃克特、沃爾特·布拉頓、史蒂夫·沃茲尼亞克）負責與這些天才緊密合作，將他們的概念變成真正的發明；由技術人員和企業家組成的團隊負責將這些發明打造成實際的產品。隻要這個生態係統的其中一環出現缺失，再偉大的概念也隻能被埋藏在曆史的地下室裏麵，無論是身處艾奧瓦州州立大學的約翰·阿塔納索夫，還是在倫敦家中的畜棚埋頭苦幹的查爾斯·巴貝奇，他們都是這樣的例子。此外，如果優秀的團隊缺乏胸懷大誌的遠見者，創新也會逐漸枯竭，正如莫奇利和埃克特離開之後的賓夕法尼亞大學，馮·諾依曼離開之後的普林斯頓大學，還有肖克利離開之後的貝爾實驗室。
當時貝爾實驗室越來越重視一個研究領域：固體物理學。這是一門研究電子如何在固體材料之中流動的學科，它尤其需要理論家和工程師之間的聯合。20世紀30年代，貝爾實驗室的工程師們一直在測試包括矽在內的各種材料。矽是地殼中除了氧之外最常見的元素，同時也是沙子的主要成分。在這些測試當中，他們會將不同的材料通電，並嚐試控製材料中的電流。與此同時，貝爾實驗室的理論家們正在同一棟大樓裏麵埋頭研究量子力學領域的驚人發現。
量子力學的基礎是由丹麥物理學家尼爾斯·玻爾（niels bohr）等人發展的一係列理論，它探討的是原子內部的情況。玻爾在1913年提出了一種原子結構模型。這個模型中的電子會按照特定的軌道圍繞原子核轉動，它們可以從一個軌道躍遷到相鄰的軌道，但是不可能停留在兩個軌道之間的位置。原子外層軌道上的電子數量可以決定元素的部分化學和電學性質，比如它的導電性。
有些元素是良好的導體，比如銅；還有一些元素的導電性非常差，比如硫，所以這些元素就是良好的絕緣體；而導電性處於導體和絕緣體之間的元素就被稱為半導體，比如矽和鍺。半導體的實用價值在於它們的導電性可以被輕易控製。舉個例子，如果在矽元素中摻入少量的砷或者硼，它的電子就會變得更容易移動。
在量子理論不斷發展的同時，貝爾實驗室的冶金學家也在研究製作新型材料的方式，他們采用了全新的提純技術、化學處理方法以及稀有礦物和普通礦物之間的合成配方。為了解決一些常見的問題，比如真空管的燈絲太容易燒壞，或者電話話筒膜片發出的聲音太小等，他們嚐試合成了一些新型合金，然後通過加熱或冷卻的方式來提升這些合金的性能。他們就像是廚房裏的大廚一樣，在不斷的試錯過程中掀起了一場材料科學的革命，它與量子力學領域正在進行的理論革命齊頭並進。
在測試矽和鍺的材料樣本的過程中，貝爾實驗室的化學工程師偶然證實了理論家們提出的大部分猜想。[1] 他們發現理論家、工程師和冶金學家之間有著許多可以互相學習的地方，於是貝爾實驗室在1936年成立了一個固體物理研究小組，這支隊伍聚集了一批實用和理論領域的重量級人物。他們會在每周舉行一次的午後聚會上分享各自的發現，其間還會進行學院風格的互相質問環節。在正式的聚會過後，他們會繼續參與一些持續到深夜的非正式討論。與僅僅閱讀各自的論文相比，親自會麵討論是一種更有成效的做法：頻繁的互動可以將人們的想法躍遷到更高的軌道上，就像是電子一樣，偶爾掙脫束縛的想法也會引起一些連鎖反應。
在這個團隊當中有一位特別突出的人才——威廉·肖克利，這位理論家是在固體物理研究團隊剛剛成立的時候加入貝爾實驗室的。他的智慧和熱情給其他團隊成員留下了深刻的印象，有時甚至會讓他們感到害怕。