袁傳寬

晶體管的誕生，堪稱是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最具劃時(shí)代意義的發(fā)明。它的問(wèn)世，以及應(yīng)運(yùn)而生的集成電路，乃至半導(dǎo)體芯片，開(kāi)創(chuàng)了半導(dǎo)體與微電子工業(yè)最精彩的新世紀(jì)。隨之而來(lái)的是，運(yùn)算速度越來(lái)越快的電子計(jì)算機(jī)等設(shè)備不斷涌現(xiàn)，它們?cè)诟餍懈鳂I(yè)中的普及應(yīng)用，把人類帶進(jìn)了信息化時(shí)代。

本篇故事的主人公，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究員威廉姆·肖克利博士和他的兩位合作者約翰·巴丁博士、瓦爾特·伯萊頓博士，各盡所長(zhǎng)，在1947年共同完成了這項(xiàng)偉大的發(fā)明，并因此分享了1956年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

肖克利博士，被稱為“晶體管之父”。若是沒(méi)有他，晶體管的誕生或許要推遲若干年。肖克利被公認(rèn)是上個(gè)世紀(jì)最重要的物理學(xué)家之一，二戰(zhàn)期間他協(xié)助美國(guó)海軍屢建功勛，下“?！眲?chuàng)業(yè)卻慘遭滑鐵盧，硅谷又因他而燃起電子革命的圣火。他曾經(jīng)是斯坦福大學(xué)最受學(xué)生歡迎的教授，卻因宣揚(yáng)“優(yōu)生學(xué)”而陷入政治漩渦，備受爭(zhēng)議。

杰出的理論物理學(xué)家，

智商未及天才標(biāo)準(zhǔn)

1910年2月13日，肖克利生在英國(guó)倫敦，但他的父母都是美國(guó)公民。

肖克利的祖上是乘坐五月花號(hào)輪船從英國(guó)到美洲新大陸定居的那一批英國(guó)貴族。肖克利的祖父是美國(guó)最后一代捕鯨船船長(zhǎng)。肖克利家族與大名鼎鼎的MIT，即麻省理工學(xué)院，結(jié)下不解之緣，其先人曾參與了MIT的興辦，他的父親曾在MIT讀書(shū)，成為采礦工程師，他本人在MIT完成了他在固體物理方面的博士學(xué)位。肖克利的父親酷愛(ài)旅行探險(xiǎn)，前半生大多在世界各地漂泊，懂得8國(guó)語(yǔ)言。直到52歲那年，才娶了比他小24歲的姑娘梅·伯萊孚。成家以后，在英國(guó)找到一份差事，這期間生了肖克利。

比起父親，母親梅·伯萊孚對(duì)肖克利的影響要大得多。她是個(gè)很有主見(jiàn)而且膽子很大的女性，自己決定離家去斯坦福大學(xué)讀書(shū)，而且立志學(xué)習(xí)地質(zhì)學(xué)，這是個(gè)令女孩子們視為畏途的專業(yè)。梅果然如愿以償，成為美國(guó)第一個(gè)女性礦物勘測(cè)師。她擅騎馬，經(jīng)常單槍匹馬深入礦區(qū)，去核實(shí)礦藏勘測(cè)數(shù)據(jù)。她性格豪爽風(fēng)趣，到了晚年依然如故。當(dāng)肖克利被人們稱為“晶體管之父”時(shí)，她笑稱自己是“晶體管之老祖母”。

父母給肖克利取名威廉姆，老來(lái)得子，老肖克利尤其鐘愛(ài)兒子。他們?cè)谛た死膯⒚山逃猩焚M(fèi)苦心，紀(jì)錄下孩子的每一步成長(zhǎng)：肖克利5個(gè)月大的時(shí)候，開(kāi)始叫自己“比爾”，那是威廉姆的愛(ài)稱；1歲的時(shí)候，孩子開(kāi)始識(shí)字識(shí)數(shù)了，能數(shù)到4并且認(rèn)得A，B，C，I，O，S……在肖克利3歲的時(shí)候，父親應(yīng)聘在斯坦福大學(xué)教授礦業(yè)工程，于是舉家遷回美國(guó)，定居在加利福尼亞的帕洛阿托市，斯坦福大學(xué)的所在地，也是日后硅谷的發(fā)祥之地。

母親繼續(xù)教肖克利算術(shù)與藝術(shù)，父親則教他自然科學(xué)與地理。8歲的時(shí)候，肖克利開(kāi)始上學(xué)。父母把他送到“帕洛阿托軍事科學(xué)院”讀書(shū)。那是一所相當(dāng)貴族化的私立小學(xué)，學(xué)費(fèi)昂貴但教育質(zhì)量一流，一年的學(xué)費(fèi)是920美元，這在1920年代是可以買一部汽車的價(jià)錢。

父親的同事、斯坦福大學(xué)的心理學(xué)教授特爾曼發(fā)明了智商測(cè)驗(yàn)不久，少年肖克利接受了測(cè)驗(yàn)，結(jié)果是129分，略高于平均值，但不屬于天才。這令老肖克利頗為失望。母親梅卻對(duì)此毫不介意，她也要求特爾曼教授測(cè)試她。有趣的是，梅的測(cè)驗(yàn)結(jié)果居然高達(dá)161分。肖克利雖然夠不上特爾曼的天才的標(biāo)準(zhǔn)，讀書(shū)卻十分優(yōu)秀。14歲那年，跳過(guò)初中，被好萊塢高中錄取。次年，父親不幸去世了。在安葬父親之后，母親與肖克利盡快地調(diào)整情緒，恢復(fù)正常生活。肖克利沒(méi)有耽擱參加大學(xué)入學(xué)考試，他考上了洛杉磯加州大學(xué)，3年后又轉(zhuǎn)入加州理工學(xué)院，即CIT。這是一所小而精的優(yōu)秀大學(xué)，當(dāng)年曾被譽(yù)為“科學(xué)與工程之家”，尤其是休斯汀與圖爾曼兩位教授主導(dǎo)的理論物理專業(yè)，聘任一批包括愛(ài)因斯坦在內(nèi)的大物理學(xué)家任教，教學(xué)內(nèi)容不斷更新，譽(yù)滿全美。

肖克利在CIT目睹了愛(ài)因斯坦和玻爾之間在量子學(xué)方面的爭(zhēng)論。這兩位科學(xué)巨擘的爭(zhēng)論，激烈且富有哲學(xué)意義，持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)與受到關(guān)注之普遍，為物理學(xué)發(fā)展史上所罕見(jiàn)。他們兩人在爭(zhēng)辯中，不斷探索微觀粒子的那些極為奇異的特性，從而廣泛地引發(fā)了物理學(xué)家們的興趣，世界上的物理學(xué)家也隨之分成兩派而卷入了這場(chǎng)激烈的爭(zhēng)論。這場(chǎng)史無(wú)前例的大論戰(zhàn)刺激了量子力學(xué)的迅速發(fā)展，引發(fā)了物理學(xué)的變革。

年輕的肖克利是坐在圖爾曼教授的辦公室里，聽(tīng)教授講解這場(chǎng)論戰(zhàn)之來(lái)龍去脈的。在CIT的4年里，肖克利的世界觀完全改變了，他在日記中說(shuō)：一個(gè)不了解量子微觀世界的人，怎么可能理解電流的傳導(dǎo)？在CIT的熏陶下，肖克利確定了他的人生志向。作為第一步，他要選一所東部的著名大學(xué)去攻讀理論物理的博士學(xué)位。肖克利首選波士頓市的麻省理工學(xué)院，即MIT，那兒有他崇拜的大物理學(xué)家，何況那是他的先人參與創(chuàng)辦的大學(xué)，他心儀已久。

1932年，他被MIT錄取為博士研究生。夏天，他駕駛著父親留給他的狄索托牌老爺車，雄赳赳氣昂昂，從加州出發(fā)，橫穿美國(guó)，奔赴波士頓。為防身起見(jiàn)，他還帶著爺爺留下來(lái)的一支手槍，并且頂上子彈。為了更像個(gè)西部牛仔，肖克利停止刮臉修面，故意弄得自己臟兮兮。

肖克利躊躇滿志，在MIT的研究生生活緊張有序，輕松愉快。他興奮地趕赴課堂，聆聽(tīng)大師們講課，他覺(jué)得充實(shí)，每門功課都成績(jī)優(yōu)秀。

一年后，肖克利戀愛(ài)了。那姑娘叫珍妮，生得小巧玲瓏，一張可愛(ài)的小圓臉，是個(gè)討人喜歡的姑娘。他們雙雙回到加州完婚。

肖克利決定請(qǐng)摩爾斯教授做自己的博士導(dǎo)師。摩爾斯所從事的等離子理論研究，令肖克利神往。摩爾斯是第一本英文量子理論教科書(shū)的作者，他寫的聲學(xué)教科書(shū)被多所大學(xué)采用，成為范本。名師出高徒，肖克利的博士論文非常出色，令摩爾斯十分欣慰。

1936年，美國(guó)尚未走出大蕭條的陰影，失業(yè)率仍然居高不下。但肖克利學(xué)習(xí)出類拔萃，并且鴻運(yùn)當(dāng)頭，還未畢業(yè)，他就很幸運(yùn)地提前得到了耶魯大學(xué)的聘書(shū)。幾乎同時(shí)，他還接到了貝爾實(shí)驗(yàn)室的聘書(shū)，那是由于摩爾斯教授的舉薦。兩者擇一，肖克利決定去位于新澤西州的貝爾實(shí)驗(yàn)室報(bào)到。

貝爾實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建于1925年，是世界最大的由企業(yè)經(jīng)營(yíng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，自創(chuàng)辦以來(lái)頗有建樹(shù)，有聲電影與電動(dòng)計(jì)算機(jī)的發(fā)明都是出自該實(shí)驗(yàn)室。不僅如此，貝爾的科學(xué)家還有許多重大的物理發(fā)現(xiàn)，如電子衍射等等，有多位貝爾的科學(xué)家獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)。

肖克利工作的貝爾電話實(shí)驗(yàn)室建造在一座山上，他的頂頭上司就是大名鼎鼎的凱利博士。此人非常重視固體物理的理論研究，他安排諾貝爾獎(jiǎng)得主戴維森博士具體指導(dǎo)新手肖克利。肖克利異常勤奮，在貝爾的第一年就發(fā)表了8篇論文，令人刮目相看。

凱利頗有遠(yuǎn)見(jiàn)，成立了一個(gè)專門的研究小組，以加強(qiáng)固體物理的研究。戴維森、肖克利以及伯萊頓都是該研究小組的成員。在良好的環(huán)境中，肖克利迅速成長(zhǎng)，研究成果豐厚，很快地成長(zhǎng)為頗有造詣的半導(dǎo)體物理專家，他的理論研究工作開(kāi)始受到國(guó)際同行們的重視。

早在上個(gè)世紀(jì)30年代，人們就期待能有一種電子元件，具有電子管的功能，但卻沒(méi)有燈絲，因此不再需要為燈絲的加熱而消耗能量與時(shí)間。而且電子管的壽命短。要知道，電子通訊設(shè)備常常用于軍事，突然失靈的電子管會(huì)貽誤戰(zhàn)機(jī)。

當(dāng)年的理論物理學(xué)家大概都知道半導(dǎo)體在光照下可以產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，并且半導(dǎo)體在和金屬接觸時(shí)，產(chǎn)生整流和檢波效果。人們自然有理由相信，半導(dǎo)體有望取代電子管。

凱利決定設(shè)立專項(xiàng)研究課題：運(yùn)用半導(dǎo)體材料，研制取代電子管的電子元件。這個(gè)研究領(lǐng)域好似一片荒原，罕見(jiàn)前人留下的足跡。凱利下達(dá)的指示是，以理論研究為先導(dǎo)，探索實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)的可能性，同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。肖克利和伯萊頓都被吸收進(jìn)該課題組。

肖克利的研究雖然在理論上有所突破，卻并沒(méi)有尋找到一條到達(dá)目標(biāo)的途徑。他曾嘗試用半導(dǎo)體材料氧化銅制造三極管，然而屢試而徒勞無(wú)功。

屢建戰(zhàn)功的科學(xué)家，

婚姻亮起紅燈

第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，肖克利和伯萊頓都應(yīng)征參戰(zhàn)，從事更為急迫的軍事項(xiàng)目的研究，關(guān)于半導(dǎo)體的研究被迫擱淺。

肖克利作為一名科學(xué)家應(yīng)征上陣，不過(guò)他的陣地仍然是科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，研究課題轉(zhuǎn)換為軍事項(xiàng)目——那些在前線亟待解決的難題。他手中的武器是計(jì)算尺與坐標(biāo)紙。參戰(zhàn)的科學(xué)家當(dāng)然不只肖克利，事實(shí)上，大多數(shù)美籍科學(xué)家，在大戰(zhàn)期間都應(yīng)召參戰(zhàn)了，這當(dāng)中包括肖克利在MIT的恩師摩爾斯教授。

1941年1月的一天，摩爾斯教授來(lái)到華盛頓，聽(tīng)海軍司令格雷克將軍向他講述前線發(fā)生的事情。焦躁不安的格雷克在房間里踱來(lái)踱去，告訴教授說(shuō)，德軍在海上投下了不計(jì)其數(shù)的感音水雷，使英美的戰(zhàn)艦寸步難行，動(dòng)輒觸雷，盟軍的戰(zhàn)艦完全被困死了。傷透了腦筋的海軍司令于是向摩爾斯教授求援。

為盡快解決格雷克將軍的難題，他第一個(gè)打電話給肖克利，請(qǐng)他共同想方設(shè)法。問(wèn)題解決了，他們所用的辦法，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在預(yù)先選好的戰(zhàn)略海域，敷設(shè)兩條用于制造渦流的平行管道，在海水中產(chǎn)生巨大的噪聲以引爆水雷。想法也許并不算稀奇，但是肖克利他們必須仔細(xì)計(jì)算那管道的直徑，長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)好管子的材料與敷設(shè)的方式，以及如何產(chǎn)生巨大的渦流，足以引爆管道周圍所有的感音水雷。1942年實(shí)施之后證明，那辦法果然奏效，為英美的海軍開(kāi)辟出一條出海通道。

與此同時(shí)，德軍的U潛艇也在海上出沒(méi)，出其不意地攻擊盟軍的戰(zhàn)艦，美英兩國(guó)的海軍因此遭受重創(chuàng)。于是，美英出動(dòng)陣容強(qiáng)大的機(jī)群，向深海投彈，轟炸德軍U潛艇出沒(méi)的海域。令盟軍沮喪的是，密集式的狂轟猛炸，居然沒(méi)能擊毀幾艘U潛艇。問(wèn)題出在哪里？肖克利接手這個(gè)課題后，設(shè)計(jì)了模擬試驗(yàn)，加之精確的計(jì)算，僅僅用了幾天就找到了問(wèn)題之癥結(jié)所在。原來(lái)空軍投彈入海深度達(dá)75英尺，肖克利告訴軍方，過(guò)深則不達(dá)，合理的入海深度應(yīng)當(dāng)是35英尺。這一招果然靈驗(yàn)，德軍的U潛艇慘遭滅頂。

美國(guó)國(guó)防部向肖克利咨詢的另一個(gè)問(wèn)題是：以大西洋海面上的英美巡洋艦為目標(biāo)的德國(guó)轟炸機(jī)上是否裝有雷達(dá)？當(dāng)時(shí)的情況是，30%的英美巡洋艦在大西洋海面上遭到攻擊，甚至沉沒(méi)。如果德國(guó)轟炸機(jī)上沒(méi)有雷達(dá)設(shè)備，那么巡洋艦在云霧天氣就會(huì)比較安全。肖克利經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算，反復(fù)對(duì)比海軍提供的各種數(shù)據(jù)之后，告訴國(guó)防部：德國(guó)轟炸機(jī)上沒(méi)有雷達(dá)。

肖克利在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，頻繁地在麥迪遜、紐約、華盛頓和波士頓之間飛來(lái)飛去，為軍方解決一個(gè)又一個(gè)的難題。國(guó)防部特別發(fā)給肖克利長(zhǎng)期的“通票”，享有搭乘任何商用飛機(jī)的特權(quán)。戰(zhàn)后，美國(guó)政府頒授肖克利“國(guó)家功勛獎(jiǎng)?wù)隆保碚盟趹?zhàn)爭(zhēng)期間為國(guó)家所作的杰出貢獻(xiàn)。

然而，他的婚姻卻亮起紅燈。

婚后的十幾年，肖克利過(guò)分專注于他的學(xué)業(yè)和研究工作，頻繁地出差，參加各種學(xué)術(shù)活動(dòng)，和珍妮聚少離多。珍妮向婆婆抱怨說(shuō)：如今，她只能從電報(bào)中知道肖克利的行蹤。戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，肖克利是“戰(zhàn)伐有功業(yè)，焉能守舊丘”？盡管他享有搭乘飛機(jī)的特權(quán)，但能夠回家的次數(shù)卻更少了。珍妮只得負(fù)擔(dān)全部家務(wù)，照顧他們的一女二子，她與肖克利的感情越來(lái)越淡漠，漸行漸遠(yuǎn)，婚姻瀕臨破裂。1953年，珍妮被診斷患有泌尿系癌，提出離婚。肖克利沒(méi)有接受，他帶著妻子四處求醫(yī)，自己也快成泌尿系專家了。珍妮的病得到控制，保住了生命，卻保不住他們的婚姻，1955年二人終于勞燕分飛。但是肖克利的母親仍然與珍妮保持著良好而密切的聯(lián)系，經(jīng)常從加州飛到新澤西州看望珍妮，幫她照顧孩子，購(gòu)置衣物，處理股票等等，兩人居然成為“閨中密友”。

之后，肖克利與艾密·蘭寧結(jié)了婚。艾密出身紐約上層社會(huì)，職業(yè)是護(hù)士，在哥倫比亞大學(xué)教授精神護(hù)理學(xué)。艾密算不上漂亮，當(dāng)肖克利告訴孩子們他準(zhǔn)備娶艾密的時(shí)候，大女兒艾莉森吃驚地說(shuō)：我以為你要娶一個(gè)美人呢！事實(shí)上，在孤身的肖克利周圍，確實(shí)有好幾位美人圍著他團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)。不過(guò)，肖克利看重的是艾密的聰明、誠(chéng)實(shí)、有教養(yǎng)和她身上那種職業(yè)婦女的氣質(zhì)。

晶體管的發(fā)明家，

險(xiǎn)與諾貝爾獎(jiǎng)失之交臂

戰(zhàn)后的1945年，肖克利和伯萊頓重回貝爾實(shí)驗(yàn)室。

凱利博士此時(shí)已升任貝爾實(shí)驗(yàn)室的副總裁，大權(quán)在握，決定以更大的力度推動(dòng)固體物理的研究。他首先恢復(fù)了固體物理研究小組，定下的宗旨是：以理論研究為先導(dǎo)，指導(dǎo)半導(dǎo)體器件的研制。他接著任命肖克利為組長(zhǎng)。

肖克利的半導(dǎo)體理論功底深厚，很快就恢復(fù)了中斷了幾年的研究，他提出了制造半導(dǎo)體三極管的新概念，被稱為“結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管”的原理。但要真正實(shí)現(xiàn)他的想法，他還需要一位經(jīng)驗(yàn)豐富的半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家和一位具有電氣工程經(jīng)驗(yàn)的理論物理學(xué)家共事，他順利地邀請(qǐng)到了伯萊頓博士和巴丁博士加盟他的研究小組。伯萊頓是一位慧心巧手的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，出生于中國(guó)廈門, 在明尼蘇達(dá)大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位。巴丁是普林斯頓大學(xué)的博士，在固體導(dǎo)電理論領(lǐng)域頗有造詣。他是迄今唯一的一位在一生之中兩度獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家。他的第二次獲獎(jiǎng)是因?yàn)樗诔瑢?dǎo)方面的貢獻(xiàn)，這是后話。

肖克利分析了過(guò)去運(yùn)用氧化銅材料失敗的原因，決定嘗試新的半導(dǎo)體材料鍺和硅。

肖克利和巴丁測(cè)量了一系列半導(dǎo)體硅的表面接觸電位。他們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)不同表面處理或在不同的環(huán)境中，硅的表面接觸電位不同。巴丁于是提出了“表面態(tài)理論”。伯萊頓在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，硅的表面受到光照射后，會(huì)引起接觸電位的變化。

這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于他們的研究至關(guān)重要，但距離實(shí)實(shí)在在地制作成一個(gè)可以取代電子管的放大器，路還很長(zhǎng)，甚至崎嶇。

肖克利一邊與同伴們一起經(jīng)受一次又一次在半導(dǎo)體試驗(yàn)中的失敗，一邊還要忙于應(yīng)付軍方的科研項(xiàng)目。由于肖克利在戰(zhàn)爭(zhēng)期間參與軍事項(xiàng)目的研究屢屢取得成功，戰(zhàn)后軍方繼續(xù)送來(lái)的咨詢項(xiàng)目源源不斷，五角大樓的絕密文件在他的辦公室堆積如山。國(guó)防部還打算聘任肖克利擔(dān)任“武器系統(tǒng)評(píng)估委員會(huì)”的主任，任期兩年。肖克利拒絕了：他當(dāng)然懂得“有所不為方能有所為”的道理，他必須把主要精力聚焦在他領(lǐng)導(dǎo)的半導(dǎo)體項(xiàng)目上，何況他的身體已不堪重負(fù)，困擾他的潰瘍病日漸嚴(yán)重。

半導(dǎo)體領(lǐng)域中的拓荒者們執(zhí)著地摸索著，經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次碰壁之后，快要走出失敗的迷宮了。巴丁和伯萊頓成功地制作了一個(gè)“令人感到神秘的裝置”。伯萊頓興奮地在筆記上說(shuō)：“當(dāng)輕微地調(diào)整它的接觸位置，就能使它達(dá)到最好的狀態(tài)。這個(gè)裝置可以數(shù)百倍地放大信號(hào)?！?/p>

1947年12月23日，再過(guò)一天就是圣誕節(jié)了。這天早上，天空陰沉，那是大雪的預(yù)兆。貝爾實(shí)驗(yàn)室提前放假，工作人員感謝老板“體貼”，皆大歡喜，都各自回家準(zhǔn)備過(guò)圣誕節(jié)了。他們卻不知道，此乃貝爾高層的刻意安排，一件大事即將發(fā)生。

肖克利既沒(méi)放假，也完全沒(méi)有過(guò)節(jié)的心思。按照計(jì)劃，貝爾實(shí)驗(yàn)室的高層主管們，下午將齊聚在他的實(shí)驗(yàn)室，來(lái)觀察肖克利研究小組的“新發(fā)明”演示，那項(xiàng)新發(fā)明叫做“不用電子管的放大器”，那個(gè)“神秘裝置”要正式亮相。肖克利一大早就匆匆忙忙地趕到貝爾實(shí)驗(yàn)室，大樓里空無(wú)一人，他要抓緊這上午的時(shí)間，為演示成功做最后的檢查。

他的伙伴巴丁和伯萊頓也隨后趕來(lái)。伯萊頓仔細(xì)地檢查那演示裝置上的每一條接線和每一個(gè)接點(diǎn)，試圖把儀器調(diào)試到最佳狀態(tài)。肖克利與巴丁則在一旁默默地檢查計(jì)算數(shù)據(jù)。

午后，雪下得更大了，地上的積雪超過(guò)1英尺。貝爾實(shí)驗(yàn)室的各方負(fù)責(zé)人冒著大雪，有的甚至是踩著滑雪板趕來(lái)，他們知道今天下午的演示非同尋常。

在肖克利實(shí)驗(yàn)室里，演示臺(tái)子上擺著示波器、信號(hào)發(fā)生器、變壓器、話筒、耳機(jī)、電表和開(kāi)關(guān)等等，這些都是常規(guī)儀器，大家的目光不約而同地聚焦在那“神秘裝置”上。

伯萊頓簡(jiǎn)短地向上司們介紹這個(gè)裝置的構(gòu)成，他的結(jié)束語(yǔ)是：“這裝置具有放大信號(hào)的功能，它是一個(gè)信號(hào)放大器?！甭曇綦m然緩慢低沉，卻令每個(gè)在場(chǎng)的人為之振奮。人人都注意到，在這個(gè)裝置上沒(méi)有電子管，那是通常的放大器中必不可少的元件。

演示開(kāi)始。伯萊頓接通電源和信號(hào)發(fā)生器，示波器屏幕上顯示著，輸入的原始信號(hào)被明顯地放大。伯萊頓接著表演語(yǔ)音信號(hào)的放大。他對(duì)著話筒隨意講話，經(jīng)過(guò)放大器的信號(hào)傳導(dǎo)到耳機(jī)上。貝爾的負(fù)責(zé)人們一個(gè)接一個(gè)，戴著耳機(jī)試聽(tīng)被放大了的伯萊頓的聲音，個(gè)個(gè)面露驚奇，難掩激動(dòng)。

這個(gè)用半導(dǎo)體材料制作的裝置，在導(dǎo)體電路中產(chǎn)生了放大效應(yīng)。科學(xué)家們敏感地意識(shí)到，這項(xiàng)發(fā)明即將開(kāi)啟科學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)新篇章。

凱利興奮地宣布了三件事：第一，由巴丁和伯萊頓負(fù)責(zé)為這臺(tái)裝置取個(gè)恰當(dāng)?shù)拿帧５诙?，貝爾暫不向外界發(fā)布這項(xiàng)新發(fā)明的任何消息。第三，由肖克利起草一份研究報(bào)告，貝爾立即著手為這項(xiàng)發(fā)明申報(bào)專利。

經(jīng)驗(yàn)豐富的凱利這樣做是出于謹(jǐn)慎。貝爾實(shí)驗(yàn)室這樣一項(xiàng)至關(guān)重要的發(fā)明，在公之于世之前，應(yīng)向世界上有關(guān)的科學(xué)家事先通報(bào)，要經(jīng)得起同行的驗(yàn)證。現(xiàn)在還不是該讓外界社會(huì)知道這項(xiàng)發(fā)明的時(shí)機(jī)，貝爾還沒(méi)有準(zhǔn)備好。給員工提前放假，高層負(fù)責(zé)人趁機(jī)安排演示，就是為了避人耳目，減小動(dòng)靜。

貝爾高層圈子里的人自然是皆大歡喜，都興奮地說(shuō)：晶體管的發(fā)明是肖克利研究小組送給貝爾實(shí)驗(yàn)室的圣誕大禮。然而肖克利卻倍感失落，他感到一種危機(jī)：他或許會(huì)與這項(xiàng)驚人的發(fā)明之歸屬權(quán)失之交臂。所有的人都在度假過(guò)節(jié)，肖克利卻把自己關(guān)在書(shū)房里，思索著。

確切地說(shuō)，這項(xiàng)發(fā)明應(yīng)該稱為“點(diǎn)觸式”晶體管。肖克利身為研究組主管，理所當(dāng)然地要給予他的部下理論指導(dǎo)，理論研究是他的擅長(zhǎng)。巴丁和伯萊頓在試驗(yàn)中所遵循的“場(chǎng)效應(yīng)管”原理，就是肖克利的概念。肖克利不僅信任他們，在他們屢屢遭受失敗的時(shí)候，也沒(méi)有動(dòng)搖對(duì)他們的支持，在他們一籌莫展的時(shí)候，給予他們鼓勵(lì)，坐在一起想辦法。肖克利捫心自問(wèn)，那最終獲得成功的裝置，確實(shí)是巴丁和伯萊頓共同設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作出來(lái)的。在制作“點(diǎn)觸式”晶體管的攻堅(jiān)戰(zhàn)中，肖克利無(wú)疑是主導(dǎo)，但他沒(méi)有每時(shí)每刻都身先士卒。兩年里，他為晶體管的研制費(fèi)盡心機(jī)，然而“踢出這臨門一腳，進(jìn)球得分”的人，卻不是他。

圣誕節(jié)后，肖克利去芝加哥參加美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)，開(kāi)會(huì)之余在飯店里完成了一份凱利要的研究報(bào)告，一共19頁(yè)，從原理到實(shí)施，闡述晶體管如何取代電子管，敘述了晶體管問(wèn)世的來(lái)龍去脈，前因后果。報(bào)告中，除了闡述“點(diǎn)觸式”晶體管以外，他提出了應(yīng)用場(chǎng)效應(yīng)管原理，研制一種新型晶體管的設(shè)想，他稱其為“三明治”式晶體管。

貝爾的律師在為晶體管的發(fā)明撰寫專利申請(qǐng)書(shū)時(shí)，必須確認(rèn)誰(shuí)是晶體管的發(fā)明人。律師向巴丁和伯萊頓分別詢問(wèn)此事，兩人一致回答律師，發(fā)明那裝置的是他們兩個(gè)。這令肖克利非常沮喪。

貝爾實(shí)驗(yàn)室的高層，起初也在晶體管的發(fā)明權(quán)之歸屬問(wèn)題上產(chǎn)生過(guò)爭(zhēng)議，但在經(jīng)過(guò)仔細(xì)的審核這項(xiàng)發(fā)明的全過(guò)程之后，終于達(dá)成共識(shí)，并且確認(rèn)：盡管肖克利不是最后那演示裝置的具體設(shè)計(jì)制造者，但是他在理論研究與試驗(yàn)實(shí)踐兩方面的貢獻(xiàn)對(duì)于這項(xiàng)研究課題的成功是不可或缺的，他是晶體管研究小組的靈魂與領(lǐng)袖。貝爾的領(lǐng)導(dǎo)者們還進(jìn)一步明令：在向外界發(fā)布任何有關(guān)晶體管發(fā)明的消息，或者公布任何有關(guān)晶體管發(fā)明人的照片時(shí)，必須包括肖克利。

此后，肖克利不再與巴丁和伯萊頓合作了，兩年后他獨(dú)自研究發(fā)明了“三明治”式晶體管，專業(yè)上叫做“面結(jié)型”晶體管，它不僅工藝上比較容易實(shí)現(xiàn)，性能上也更穩(wěn)定。

1954年，諾貝爾委員會(huì)就已經(jīng)決定：授獎(jiǎng)給晶體管的發(fā)明者。但不能決定是否包括肖克利。在諾貝爾委員會(huì)的嚴(yán)格調(diào)查過(guò)程中，貝爾實(shí)驗(yàn)室所有的各屆諾貝爾獲獎(jiǎng)人一致呼吁：應(yīng)該包括肖克利。他們講了一個(gè)通常的道理，也是闡述一個(gè)基本的事實(shí)：在崎嶇坎坷的荒漠探索前進(jìn)的人，在黑暗中走完那漫長(zhǎng)的小路，終于到達(dá)光輝的目標(biāo)之后，絕不會(huì)把功勞僅僅算給那最后的“一英里”。科學(xué)家們的挺身而出，講公道話，促成了諾貝爾委員會(huì)公正的決定：把1956年的諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給肖克利、巴丁和伯萊頓三個(gè)人。

那時(shí)，肖克利已經(jīng)離開(kāi)了貝爾實(shí)驗(yàn)室，他是在加利福尼亞帕洛阿托市的家中接到來(lái)自斯德哥爾摩的電話，得知他獲獎(jiǎng)消息的。

巴丁在諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)哐葜v時(shí)說(shuō)道：“這項(xiàng)研究計(jì)劃的宗旨是在原子理論的指導(dǎo)下而非單靠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)半導(dǎo)體現(xiàn)象獲得更為完整的理解?！彼脑捒隙诵た死诰w管發(fā)明過(guò)程中的理論貢獻(xiàn)。

當(dāng)年巴丁和伯萊頓，在一位科幻小說(shuō)作家的幫助下，為他們的這項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造了一個(gè)新的英文字“Transresister”，含義是“超越變阻器”，暗含“取代電子管”之意。這是一個(gè)不錯(cuò)的名字，但字太長(zhǎng)，最后索性壓縮成“Transistor”。這個(gè)得體的名字贏得貝爾實(shí)驗(yàn)室投票表決通過(guò)，人們都覺(jué)得它是關(guān)于此項(xiàng)發(fā)明最容易記得住的新名詞。我國(guó)科學(xué)家在上個(gè)世紀(jì)50年代把它譯為“晶體管”，可以讓人聯(lián)想到“電子管”，也很貼切。

點(diǎn)燃微電子革命圣火的火炬手，

下海創(chuàng)業(yè)鎩羽而歸

1953年，晶體管應(yīng)用在助聽(tīng)器上，1954年，第一批晶體管收音機(jī)在美國(guó)問(wèn)世，而到了1958年，以晶體管為基本“細(xì)胞”制造集成電路的工藝技術(shù)已然成型。晶體管好似星星火種，即將引發(fā)電子革命的燎原大火，這把火首先在美國(guó)西部燃燒了起來(lái)，那地方后來(lái)被人們稱為硅谷。

提到硅谷，人們首先會(huì)想到斯坦福大學(xué)的特爾曼教授，他是硅谷的締造者。我曾專門為他寫了一篇題為《硅谷之父特爾曼》的文章。如今大名鼎鼎的惠普，當(dāng)初是在特爾曼的一手推動(dòng)與扶植下，成為硅谷最早的電子公司。特爾曼的計(jì)劃并非僅僅在斯坦福大學(xué)周圍成立幾家電子公司而已，他是要在這原本荒漠的美國(guó)西部燃起微電子工業(yè)的圣火，為此他企盼一位火炬手，一位重量級(jí)的科學(xué)家來(lái)硅谷領(lǐng)軍。

特爾曼關(guān)注著肖克利的動(dòng)向。1955年，肖克利在晶體管方面的研究已可告一段落，高純度半導(dǎo)體硅的工業(yè)提煉技術(shù)已經(jīng)成熟。加州的圣塔科雷拉山谷是肖克利的故鄉(xiāng)。當(dāng)知道肖克利的母親至今仍然獨(dú)自居住在帕洛阿托市的時(shí)候，特爾曼不再猶豫了，他親筆給肖克利寫了一封熱情洋溢的邀請(qǐng)信，希望肖克利“回家看看”。

其實(shí)肖克利對(duì)于特爾曼在家鄉(xiāng)的作為早有所聞，心向往之。他看到商人們用他發(fā)明的晶體管，制造出諸如收音機(jī)之類的種種小玩藝就能賺錢發(fā)財(cái)，他豈肯老死書(shū)齋？他籌劃著把晶體管的發(fā)明商品化。肖克利一貫咄咄逼人的野心，這個(gè)時(shí)候促使他極想成為百萬(wàn)富翁。

貝爾是他成長(zhǎng)與發(fā)跡的地方，算下來(lái)他已經(jīng)在那兒干了20年。但在接到特爾曼的來(lái)信后，肖克利毫不猶豫地辭去了貝爾實(shí)驗(yàn)室的工作。1955年，肖克利衣錦還鄉(xiāng)，到處受到歡迎。和特爾曼暢談之后，他預(yù)見(jiàn)到了家鄉(xiāng)的這片土地即將發(fā)生翻天覆地的變化。

加利福尼亞州地處美國(guó)西海岸，是美國(guó)本土最晚迎來(lái)晨曦的地方。但是，新興電子產(chǎn)業(yè)的朝陽(yáng)將要在此地最先升起。

肖克利辦起了一家名叫“半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室”的股份有限公司。憑著他的聲望，肖克利不費(fèi)吹灰之力就得到了他所需要的創(chuàng)業(yè)資金。同樣是靠他的聲望，8位才能出眾的年輕博士與工程師，來(lái)自美國(guó)各地，投靠在肖克利門下。

美國(guó)，乃至全世界的物理學(xué)家和電子工業(yè)企業(yè)家，都在注視著肖克利的一舉一動(dòng)。緊隨著肖克利的腳步，大大小小的電子公司接踵而至，落戶硅谷；雄心勃勃、堅(jiān)信微觀小電子即將改變宏觀大世界的青年學(xué)子，一批又一批涌入硅谷。一時(shí)之間，硅谷成為全美關(guān)注的焦點(diǎn)，好似200年前“淘金熱”的重演。肖克利觸發(fā)了硅谷半導(dǎo)體工業(yè)的創(chuàng)業(yè)連鎖反應(yīng)。

1956年，肖克利接到通知，榮獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的那天，他和手下那些年輕的科學(xué)家，來(lái)到帕洛阿托市豪華的“黛娜木屋”，舉行慶祝餐宴。年輕人們異常興奮，覺(jué)得自己真是福星高照，能投身在一家由諾貝爾獎(jiǎng)得主領(lǐng)導(dǎo)的公司，無(wú)疑已經(jīng)到了成功的邊緣。

然而，肖克利公司的年輕人們的熱情與歡樂(lè)沒(méi)有持續(xù)多久，他們發(fā)現(xiàn)了肖克利雖有創(chuàng)業(yè)雄心，卻對(duì)管理技巧一竅不通；雖然滿腹半導(dǎo)體理論，但市場(chǎng)學(xué)問(wèn)十分薄弱。一位非常了解肖克利的朋友說(shuō)肖克利是“一位科學(xué)的天才，但卻是一位管理的殘廢”。

8個(gè)年輕人對(duì)于肖克利的半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室失去了信心，加之肖克利完全不把他們放在眼里，絲毫不理睬他們的任何建議。肖克利高高在上、唯我獨(dú)尊的派頭，令他們的自尊心大受挫傷。8人開(kāi)始秘密策劃，暗中尋找出路，并且決定“集體叛逃”。肖克利大發(fā)雷霆，拍著桌子吼叫，點(diǎn)著他們的鼻子大罵：

“你們簡(jiǎn)直是一群叛徒！”

年輕人的突然叛逃，使肖克利的實(shí)驗(yàn)室立刻陷入困境，最后只好關(guān)門大吉。肖克利是發(fā)明晶體管的科學(xué)家，卻成不了制造晶體管的企業(yè)家，他不能在硅谷立足，只是匆匆過(guò)客。

肖克利雖然下海鎩羽，但回頭有岸，他回斯坦福大學(xué)做全職教授去也。斯坦福大學(xué)熱情地歡迎肖克利，校長(zhǎng)在一次宴會(huì)上特別說(shuō)道：肖克利教授離開(kāi)他的半導(dǎo)體公司，是硅谷的損失，卻是斯坦福大學(xué)的獲益。校長(zhǎng)的話令肖克利感到體面而溫馨。

也許，我們應(yīng)當(dāng)換個(gè)視角來(lái)看待肖克利的成敗。

那8個(gè)“叛徒”出走后，開(kāi)辦了新的公司，繼續(xù)從事半導(dǎo)體晶體管的研發(fā)與生產(chǎn)。5年后，那公司成功之后，8位創(chuàng)始人竟然也不忠誠(chéng)于他們自己親手創(chuàng)辦的公司，再次分裂，又各自創(chuàng)辦新公司。那些公司以后都成了半導(dǎo)體工業(yè)界的巨人。

硅谷半導(dǎo)體公司的繁衍過(guò)程，“就像一棵蒲公英，成熟了，風(fēng)一吹，種子就隨風(fēng)飄揚(yáng)，創(chuàng)業(yè)的種子就四處扎根發(fā)芽，開(kāi)花結(jié)果”。追根溯源，僅肖克利最初的半導(dǎo)體公司就繁衍了半條硅谷。

斯坦福大學(xué)最受愛(ài)戴的教授，

種族優(yōu)生言論遭人詬病

肖克利離開(kāi)公司后，把他所有的熱情都用在教書(shū)上。他的淵博的學(xué)識(shí)，杰出的科研成就，廣泛的軍事與工業(yè)項(xiàng)目的工作經(jīng)驗(yàn)，少人能比。他在課堂上或?qū)W術(shù)報(bào)告廳里，旁征博引，講的每一堂課都引人入勝，他每次演講的學(xué)術(shù)報(bào)告廳都擠滿了聽(tīng)眾。肖克利無(wú)疑是斯坦福大學(xué)最受學(xué)生歡迎的教授之一。

肖克利的生活與工作又回到正常軌道，學(xué)術(shù)界才是最適合他生存的土壤。不過(guò)，他腦子里又出現(xiàn)了新的念頭，開(kāi)始思考人類的未來(lái)。肖克利認(rèn)為，威脅人類未來(lái)命運(yùn)的三大因素是：核子戰(zhàn)爭(zhēng)，大面積的饑饉與人種的遺傳退化。他那剛剛恢復(fù)了平靜的生活即將被他自己攪得一團(tuán)糟。

1965年冬，古斯塔夫斯學(xué)院邀請(qǐng)他作學(xué)術(shù)報(bào)告。肖克利的報(bào)告題目是“遺傳與人類的未來(lái)”。他沒(méi)想到即將進(jìn)行的這場(chǎng)學(xué)術(shù)演講，竟成了他下半生的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

肖克利在演講中宣稱：并非所有的人在遺傳上都處在同等水平，人群也不是在同等的基礎(chǔ)上進(jìn)化。許多美國(guó)人生來(lái)就有前腦額葉缺陷。他進(jìn)一步發(fā)揮，舉出一個(gè)案例：一個(gè)IQ為55的母親生了17個(gè)孩子，卻只能記住其中9個(gè)孩子的名字。孩子們的父親又因謀殺罪而鋃鐺入獄。他問(wèn)道：這樣的一對(duì)夫妻應(yīng)該生育嗎？他們的下一代必定具有與生俱來(lái)的缺陷。

肖克利驚世駭俗的論斷無(wú)疑帶有他個(gè)人的偏見(jiàn)，或許只是杞人憂天，也缺乏充足科學(xué)根據(jù)，極具爭(zhēng)議性。但是如果事情就局限在學(xué)術(shù)探討范圍之內(nèi)，各抒己見(jiàn)，也沒(méi)有什么大不了的，美國(guó)不是號(hào)稱言論最自由的國(guó)家嗎？可是別忘記，第一，肖克利是特大的名人，偉大的科學(xué)家，他的言論自然受到社會(huì)高度關(guān)注；第二，記者們都是炒作能手，他們能夠把原本局限在學(xué)術(shù)范圍內(nèi)的問(wèn)題，放大到社會(huì)上。

記者立刻采訪肖克利，提出的問(wèn)題是：美國(guó)黑人的犯罪率居高，這在多大程度上與遺傳相關(guān)？

這是一個(gè)極其難以回答的問(wèn)題，是政客們躲都躲不及的敏感話題。政客們?cè)诒蛔穯?wèn)涉及種族問(wèn)題時(shí)，不是王顧左右而言他，就是滔滔不絕、言不及義地空談一番。無(wú)奈肖克利沒(méi)有那閃躲騰挪的功夫，他直接回答記者：黑人犯罪與遺傳相關(guān)。除此之外，也與環(huán)境因素、經(jīng)濟(jì)條件等等相關(guān)。我們目前缺少這方面的研究，這可能是人們擔(dān)心被指責(zé)為種族主義者的緣故。

肖克利的言論，立刻掀起軒然大波。被激怒了的黑人學(xué)生在校園里焚燒了肖克利的模擬像。不少學(xué)者紛紛站出來(lái)批駁肖克利，宣稱他們的研究表明：所有人種在智商方面都一樣。肖克利則不服氣，認(rèn)為他們心口不一。

種族歧視政策在美國(guó)曾經(jīng)大行其道，后果當(dāng)然是族群對(duì)立，社會(huì)被撕裂。許多有識(shí)之士，在上個(gè)世紀(jì)中葉，奮起呼吁“平權(quán)”，特別是為黑人爭(zhēng)取在社會(huì)上應(yīng)有的權(quán)益。如同任何一項(xiàng)令全社會(huì)關(guān)注的議題一樣，族群?jiǎn)栴}也被政客們當(dāng)做政治斗爭(zhēng)的利器，“平權(quán)”成為拉攏黑人選票的蜜糖，“種族主義”則是黨同伐異的大棒。這恰恰是肖克利所處的時(shí)代，人們不能冷靜地談?wù)摲N族問(wèn)題，它敏感得令人不寒而栗。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不似今天，人們?cè)谔幚碜逡釂?wèn)題時(shí)要平靜得多。如今，社會(huì)在進(jìn)步，百姓也在成熟，美國(guó)人民心平氣和地選出了歷史上的第一位黑人總統(tǒng)。

昔非今比。肖克利聲譽(yù)地位，從此一落千丈，從一個(gè)受人尊敬的大科學(xué)家變成了一個(gè)遭人唾罵的種族歧視的化身，陷入空前的孤立，弄得灰頭土臉。他的支持者、同情者們也不敢冒天下之大不韙公開(kāi)表態(tài)，只能私下安慰他。

肖克利就是一個(gè)科學(xué)家，他的誠(chéng)實(shí)加冒失，令他屢次發(fā)表不當(dāng)言論，宣揚(yáng)“優(yōu)生學(xué)”而被卷進(jìn)了政治漩渦，既是身不由己，也是咎由自取。肖克利是個(gè)物理學(xué)家,也許根本就不該做那些他行外的事情。

經(jīng)歷過(guò)超級(jí)風(fēng)光，又遭遇眾人唾棄之后，晚年的肖克利看破紅塵。他似乎忘卻了發(fā)生過(guò)的一切，拒絕任何采訪，謝絕一切演講或宴會(huì)的邀請(qǐng)，很少與人來(lái)往，只是與艾密相伴，在他們的花園里種花弄草，或者去斯坦福大學(xué)的體育館游泳。肖克利徹底地回歸平凡。

1987年，肖克利被診斷患有前列腺癌。那年他已經(jīng)77歲，醫(yī)生不主張做手術(shù)了。無(wú)情的癌細(xì)胞在肖克利體內(nèi)四處擴(kuò)散，先是入侵肺部，繼而大腦。

艾密在肖克利的病房安置了一張床，日夜守護(hù)。一天夜里，艾密對(duì)肖克利說(shuō)：

“沒(méi)有你的日子可怎么過(guò)？”

肖克利回答：“那將是很艱難的！”

艾密又說(shuō)：“我真想和你換一換，死在你前頭。你知道的，我是個(gè)懦夫。”

肖克利說(shuō)：“我要先走了。等你的時(shí)候到了，再死吧?！?/p>

1989年，肖克利去世。

人們至今對(duì)他念念不忘，在肖克利當(dāng)年創(chuàng)辦“半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室”的原址，立碑紀(jì)念微電子革命圣火點(diǎn)燃的地方，一塊大屏幕的電子顯示屏展示著硅谷半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)祥與發(fā)達(dá)。

故人已乘黃鶴去，三位發(fā)明家都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地離開(kāi)了這個(gè)世界，然而，他們所奠基的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，依然充滿活力而飛速前進(jìn)，持續(xù)地改變著世界，影響著全社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和文化，給現(xiàn)代人的生活帶來(lái)了日新月異的變化。

2008年12月9日初稿，2009年2月4日定稿于北京閑野齋