高人一等的肖克利
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
作為這場演示的其中一位見證人，肖克利在巴丁的曆史性實驗記錄中簽上了自己的名字，但是他在當天沒有留下任何自己的實驗記錄。他顯然為此感到了不安。他本應為自己的團隊所取得的成功而感到驕傲，但是他的內心已經被強烈而陰暗的好勝心所占據。“我的情感還是比較矛盾的，”他後來坦承道，“雖然我應該為小組的成功感到高興，但是我又為自己並非發明者之一感到不快。我在8年之前就已經開始進行這方麵的研究，但是我一直沒有做出屬於自己的重要發明貢獻，這點確實讓我感到沮喪。”29 這些陰暗的想法不斷地侵蝕著他的靈魂。他與巴丁和布拉頓兩人的友誼也止步於此。他反而開始了狂熱的研究工作，希望自己可以平分這項發明的功勞，同時親手做出一個性能更好的半導體裝置。
聖誕節剛過去不久，肖克利就搭乘火車前往芝加哥參加兩場會議，不過在這段旅程的大部分時間裏，他都是留在俾斯麥酒店的房間裏麵潛心研究改進這個裝置的方法。新年夜，熱衷社交的人們都在樓下的舞廳裏盡情玩樂，他卻在橫格紙上寫了7頁的筆記。他在1948年元旦起床之後繼續完成了另外13頁的筆記。他將這些筆記通過航空郵件寄給了貝爾實驗室的一位同事，後者將它們貼到了肖克利的實驗筆記本上，並要求巴丁作為見證人在上麵簽名。
默文·凱利當時希望盡快為這個新發明的裝置申請專利，而且他已經指派了貝爾實驗室的一位律師準備相關的專利申請文件。這裏可不像艾奧瓦州州立大學那樣沒有人去處理這些工作。當肖克利從芝加哥回來之後，他發現巴丁和布拉頓已經接受了專利律師的詢問，他為此感到十分不快。他分別把他們叫到自己的辦公室，並向他們解釋為什麽自己應該得到主要的（甚至是唯一的）功勞。“他以為自己可以從場效應理論開始為整個項目寫出一份專利申請。”布拉頓回憶道。即使是沉默寡言的巴丁在與肖克利會麵過後也低聲抱怨了幾句。布拉頓則表現出了一如既往的衝動。“該死的肖克利，”他大喊道，“這項成果的榮譽要分給我們每一個人都是綽綽有餘的。”30
肖克利要求貝爾實驗室的律師為他申請一項涉及範圍甚廣的專利，這項專利的基礎是他在早期提出的關於場效應對半導體電流影響的理論。但是在經過詳細調查之後，律師們發現一項類似的專利已經在1930年授予了一位鮮為人知的物理學家尤利烏斯·利林菲爾德（julius lilienfeld），他曾經設計過一個利用場效應的裝置（但是他從來沒有製成這個設備，也不理解它的原理）。於是他們決定申請一個範圍更窄的專利，也就是點觸式半導體裝置的製作方式，而這項專利的申請書上隻有巴丁和布拉頓兩人的名字。律師們對他們進行了單獨的詢問，他們一致表示這項研究是共同努力的成果，而且兩人的貢獻是同等重要的。在得知自己沒有被納入最為重要的一份專利申請之後，肖克利感到非常憤怒。為了掩蓋雙方出現的不和，貝爾實驗室的高管要求所有對外公開的照片和新聞稿必須同時含有他們三人。
接下來的幾個星期裏，肖克利的情緒變得越來越焦慮，甚至還出現了無法入睡的情況。31 他表示自己的“思考動力”是來自“我對參與一項前景巨大的研究的渴望，我希望作為一個更為重要的實際參與者，而不隻是一個管理者”。32 在晚上空閑的時候，他會一邊來回踱步，一邊思索改進這種裝置的方法。1948年1月23日，也就是巴丁和布拉頓的裝置演示的一個月之後，肖克利在清晨醒來後對自己在芝加哥之旅得出的想法進行了總結。他開始在飯桌上飛快地寫下這些內容。
肖克利想出了一種製作半導體放大器的方法，它將會比巴丁和布拉頓製作的裝置更加穩定可靠。肖克利沒有采用將金觸點接觸到鍺材料底板的方式，而是提出了一種更加簡單的“整流結”（junction）方式，這是一種三層式的結構。它的頂層和底層是經過摻雜的鍺材料，它們內部都含有多餘的電子，夾在它們中間的是一層鍺材料薄片，它內部含有電子空穴。含有多餘電子的兩層材料被稱為“n型”鍺材料，也就是帶負電的意思，而含有電子空穴的一層材料就是帶正電的“p型”材料。每一層材料都會連接一根用於調整電壓的電線。中間層的用途是作為一個可以調整的屏障，它可以根據自身被施加的電壓大小來控製頂層和底層之間的電子流。即使對這個屏障使用較低的正電壓，肖克利寫道，“也會大幅增強穿過屏障的電子流”。對中間層的p型材料施加越高的電壓，它就能從其中一層n型材料吸引越多的電子，並將這些電子轉移到另外一層n型材料中。換句話說，它可以用於放大或者斷開穿過半導體的電流，而這些操作的時間僅需十億分之一秒。
肖克利在實驗筆記本中寫下了部分相關的記錄，但是他在幾乎一個月的時間裏都沒有向其他人透露這個想法。“我的好勝心促使我想要獨自完成一項重要的晶體管發明。”他後來承認道。33 他的同事們直到2月中旬才知道肖克利的這個秘密項目，當時他們在貝爾實驗室參加一場展示活動，其中有一位科學家展示了一些相關的研究。根據肖克利的回憶，當時這位科學家提出了一些自己的發現，而這些發現恰好可以成為支持整流結裝置的理論基礎，他為此感到“十分驚訝”，同時他意識到在場的觀眾有可能會根據這些發現進行下一步的研究，其中最有可能這麽做的是巴丁。“從那一刻起，”他斷言道，“使用pn結取代金屬點觸方式的概念已經呼之欲出，整流結晶體管也許當場就會被發明出來。”於是在巴丁或者其他人能夠提出這樣一種裝置之前，肖克利箭步走上講台，公開了自己一直在研究的一種設計。“這一次我不想再落於人後了。”他後來這麽寫道。34
巴丁和布拉頓當場被驚呆了。雖然肖克利對自己的新想法守口如瓶的行為讓他們大感不滿（因為這樣做有違貝爾實驗室內部文化的共享原則），但是他們不禁被這種簡潔的想法所折服。
在提交了這兩種製作方法的專利申請之後，貝爾實驗室的高層認為是時候對外公開這種新裝置了，但是他們需要先給它起一個名字。它在實驗室內部的名稱是“半導體三極管”（semiconductor triode）和“表麵態放大器”（surface-state amplifier），但是對於一項將會顛覆世界的發明來說（他們都對此深信不疑），這些名字都不夠響亮。有一天，一位叫作約翰·皮爾斯（john pierce）的同事走進了布拉頓的辦公室。除了身為優秀的工程師以外，皮爾斯還是一位善於遣詞造句的科幻小說作家，他的筆名是“j. j. coupling”。他曾經說過許多精彩的諷刺語，其中包括“自然厭惡真空管”和“在經過了多年的瘋狂生長之後，計算機領域似乎到達了它的嬰兒期”。在看到皮爾斯之後，布拉頓說道：“你就是我要找的人。”然後他向皮爾斯提出了命名的問題，在稍作思考之後，皮爾斯想到了一個名字。由於這個設備具有互阻（transresistance）的特點，而且它的名字應該類似於熱敏電阻（thermistor）和壓敏電阻（varistor）這樣的裝置，因此皮爾斯提出了“晶體管”（transistor）這個名字。布拉頓大聲喊道：“就是它了！”完整的命名流程還需要經過全體工程師的正式投票，不過“晶體管”這個名字輕易地在其他5個選項當中脫穎而出。35
1948年6月30日，貝爾實驗室在位於曼哈頓西街的總部舊址的禮堂中舉行了一場媒體發布會。這場發布會的主角是肖克利、巴丁和布拉頓組成的三人小組，並由身穿深色西裝、戴著彩色領結的研究總監拉爾夫·鮑恩（ralph bown）擔任主持。他強調這項發明是結合團隊協作和個人才華的產物：“科學研究越來越被認為是一項團隊工作……我們今天向大家展示的成果很好地體現了團隊協作、卓越的個人貢獻，以及在企業機構進行基礎研究的價值所在。”36 這段話準確地描述了數字時代創新的組成要素。
《紐約時報》把晶體管的報道放在了第46版“無線電新聞”欄目的最下麵的角落，它上麵是一條管風琴演奏會廣播節目的播放通知。不過《時代》周刊卻在科學版的頭條新聞報道了這個裝置，這篇新聞的標題是《小型腦細胞》（little brain cell ）。貝爾實驗室規定在所有對外宣傳的圖片中，肖克利必須與巴丁和布拉頓同時出現。其中最著名的一張照片是他們三人身處於布拉頓的實驗室的情景。在拍攝這張照片的時候，肖克利坐在了布拉頓的座位上麵，照片中的桌子和顯微鏡看上去就像是肖克利自己的一樣，而且他還是整個畫麵的焦點。多年以後，巴丁講到了布拉頓一直對此事耿耿於懷，還有自己對肖克利的不滿：“沃爾特真的很討厭這張照片……這些設備是沃爾特的，這個實驗是我們的，比爾跟它們一點關係都沒有。”37
聖誕節剛過去不久，肖克利就搭乘火車前往芝加哥參加兩場會議，不過在這段旅程的大部分時間裏，他都是留在俾斯麥酒店的房間裏麵潛心研究改進這個裝置的方法。新年夜，熱衷社交的人們都在樓下的舞廳裏盡情玩樂，他卻在橫格紙上寫了7頁的筆記。他在1948年元旦起床之後繼續完成了另外13頁的筆記。他將這些筆記通過航空郵件寄給了貝爾實驗室的一位同事，後者將它們貼到了肖克利的實驗筆記本上，並要求巴丁作為見證人在上麵簽名。
默文·凱利當時希望盡快為這個新發明的裝置申請專利，而且他已經指派了貝爾實驗室的一位律師準備相關的專利申請文件。這裏可不像艾奧瓦州州立大學那樣沒有人去處理這些工作。當肖克利從芝加哥回來之後，他發現巴丁和布拉頓已經接受了專利律師的詢問，他為此感到十分不快。他分別把他們叫到自己的辦公室，並向他們解釋為什麽自己應該得到主要的（甚至是唯一的）功勞。“他以為自己可以從場效應理論開始為整個項目寫出一份專利申請。”布拉頓回憶道。即使是沉默寡言的巴丁在與肖克利會麵過後也低聲抱怨了幾句。布拉頓則表現出了一如既往的衝動。“該死的肖克利，”他大喊道，“這項成果的榮譽要分給我們每一個人都是綽綽有餘的。”30
肖克利要求貝爾實驗室的律師為他申請一項涉及範圍甚廣的專利，這項專利的基礎是他在早期提出的關於場效應對半導體電流影響的理論。但是在經過詳細調查之後，律師們發現一項類似的專利已經在1930年授予了一位鮮為人知的物理學家尤利烏斯·利林菲爾德（julius lilienfeld），他曾經設計過一個利用場效應的裝置（但是他從來沒有製成這個設備，也不理解它的原理）。於是他們決定申請一個範圍更窄的專利，也就是點觸式半導體裝置的製作方式，而這項專利的申請書上隻有巴丁和布拉頓兩人的名字。律師們對他們進行了單獨的詢問，他們一致表示這項研究是共同努力的成果，而且兩人的貢獻是同等重要的。在得知自己沒有被納入最為重要的一份專利申請之後，肖克利感到非常憤怒。為了掩蓋雙方出現的不和，貝爾實驗室的高管要求所有對外公開的照片和新聞稿必須同時含有他們三人。
接下來的幾個星期裏，肖克利的情緒變得越來越焦慮，甚至還出現了無法入睡的情況。31 他表示自己的“思考動力”是來自“我對參與一項前景巨大的研究的渴望，我希望作為一個更為重要的實際參與者，而不隻是一個管理者”。32 在晚上空閑的時候，他會一邊來回踱步，一邊思索改進這種裝置的方法。1948年1月23日，也就是巴丁和布拉頓的裝置演示的一個月之後，肖克利在清晨醒來後對自己在芝加哥之旅得出的想法進行了總結。他開始在飯桌上飛快地寫下這些內容。
肖克利想出了一種製作半導體放大器的方法，它將會比巴丁和布拉頓製作的裝置更加穩定可靠。肖克利沒有采用將金觸點接觸到鍺材料底板的方式，而是提出了一種更加簡單的“整流結”（junction）方式，這是一種三層式的結構。它的頂層和底層是經過摻雜的鍺材料，它們內部都含有多餘的電子，夾在它們中間的是一層鍺材料薄片，它內部含有電子空穴。含有多餘電子的兩層材料被稱為“n型”鍺材料，也就是帶負電的意思，而含有電子空穴的一層材料就是帶正電的“p型”材料。每一層材料都會連接一根用於調整電壓的電線。中間層的用途是作為一個可以調整的屏障，它可以根據自身被施加的電壓大小來控製頂層和底層之間的電子流。即使對這個屏障使用較低的正電壓，肖克利寫道，“也會大幅增強穿過屏障的電子流”。對中間層的p型材料施加越高的電壓，它就能從其中一層n型材料吸引越多的電子，並將這些電子轉移到另外一層n型材料中。換句話說，它可以用於放大或者斷開穿過半導體的電流，而這些操作的時間僅需十億分之一秒。
肖克利在實驗筆記本中寫下了部分相關的記錄，但是他在幾乎一個月的時間裏都沒有向其他人透露這個想法。“我的好勝心促使我想要獨自完成一項重要的晶體管發明。”他後來承認道。33 他的同事們直到2月中旬才知道肖克利的這個秘密項目，當時他們在貝爾實驗室參加一場展示活動，其中有一位科學家展示了一些相關的研究。根據肖克利的回憶，當時這位科學家提出了一些自己的發現，而這些發現恰好可以成為支持整流結裝置的理論基礎，他為此感到“十分驚訝”，同時他意識到在場的觀眾有可能會根據這些發現進行下一步的研究，其中最有可能這麽做的是巴丁。“從那一刻起，”他斷言道，“使用pn結取代金屬點觸方式的概念已經呼之欲出，整流結晶體管也許當場就會被發明出來。”於是在巴丁或者其他人能夠提出這樣一種裝置之前，肖克利箭步走上講台，公開了自己一直在研究的一種設計。“這一次我不想再落於人後了。”他後來這麽寫道。34
巴丁和布拉頓當場被驚呆了。雖然肖克利對自己的新想法守口如瓶的行為讓他們大感不滿（因為這樣做有違貝爾實驗室內部文化的共享原則），但是他們不禁被這種簡潔的想法所折服。
在提交了這兩種製作方法的專利申請之後，貝爾實驗室的高層認為是時候對外公開這種新裝置了，但是他們需要先給它起一個名字。它在實驗室內部的名稱是“半導體三極管”（semiconductor triode）和“表麵態放大器”（surface-state amplifier），但是對於一項將會顛覆世界的發明來說（他們都對此深信不疑），這些名字都不夠響亮。有一天，一位叫作約翰·皮爾斯（john pierce）的同事走進了布拉頓的辦公室。除了身為優秀的工程師以外，皮爾斯還是一位善於遣詞造句的科幻小說作家，他的筆名是“j. j. coupling”。他曾經說過許多精彩的諷刺語，其中包括“自然厭惡真空管”和“在經過了多年的瘋狂生長之後，計算機領域似乎到達了它的嬰兒期”。在看到皮爾斯之後，布拉頓說道：“你就是我要找的人。”然後他向皮爾斯提出了命名的問題，在稍作思考之後，皮爾斯想到了一個名字。由於這個設備具有互阻（transresistance）的特點，而且它的名字應該類似於熱敏電阻（thermistor）和壓敏電阻（varistor）這樣的裝置，因此皮爾斯提出了“晶體管”（transistor）這個名字。布拉頓大聲喊道：“就是它了！”完整的命名流程還需要經過全體工程師的正式投票，不過“晶體管”這個名字輕易地在其他5個選項當中脫穎而出。35
1948年6月30日，貝爾實驗室在位於曼哈頓西街的總部舊址的禮堂中舉行了一場媒體發布會。這場發布會的主角是肖克利、巴丁和布拉頓組成的三人小組，並由身穿深色西裝、戴著彩色領結的研究總監拉爾夫·鮑恩（ralph bown）擔任主持。他強調這項發明是結合團隊協作和個人才華的產物：“科學研究越來越被認為是一項團隊工作……我們今天向大家展示的成果很好地體現了團隊協作、卓越的個人貢獻，以及在企業機構進行基礎研究的價值所在。”36 這段話準確地描述了數字時代創新的組成要素。
《紐約時報》把晶體管的報道放在了第46版“無線電新聞”欄目的最下麵的角落，它上麵是一條管風琴演奏會廣播節目的播放通知。不過《時代》周刊卻在科學版的頭條新聞報道了這個裝置，這篇新聞的標題是《小型腦細胞》（little brain cell ）。貝爾實驗室規定在所有對外宣傳的圖片中，肖克利必須與巴丁和布拉頓同時出現。其中最著名的一張照片是他們三人身處於布拉頓的實驗室的情景。在拍攝這張照片的時候，肖克利坐在了布拉頓的座位上麵，照片中的桌子和顯微鏡看上去就像是肖克利自己的一樣，而且他還是整個畫麵的焦點。多年以後，巴丁講到了布拉頓一直對此事耿耿於懷，還有自己對肖克利的不滿：“沃爾特真的很討厭這張照片……這些設備是沃爾特的，這個實驗是我們的，比爾跟它們一點關係都沒有。”37