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《创新者》:第四章 晶体管

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《创新者》:第四章 晶体管 {#dd00 .graf .graf—h3 .graf—leading .graf—title name=“dd00”}

(沃尔特·艾萨克森) {#f7b8 .graf .graf—h4 .graf-after—h3 .graf—subtitle name=“f7b8”}

计算机的发明并没有立刻引起一场革命。这是因为它们需要依赖使用大体积、高成本、易损坏和高耗能的真空管才能运作,最初的计算机都是一些造价不菲的庞然大物,只有企业、研究性大学和军事设施才能拥有它们。只有在数字时代真正来临之后,电子设备才开始无所不至地融入我们的生活之中,而数字时代的确切起点是新泽西州的默里希尔 --- --- 1947年12月16日星期二的午后,两位来自贝尔实验室的科学家成功制作出了一个小型装置。他们将几片金箔、一块半导体材料和一枚弯折的回形针组装在一起,如果调整得当的话,这个装置可以放大电流和控制电流的通断。这个装置很快就被命名为晶体管,它对数字时代的意义就相当于工业革命时期的蒸汽机。

自从诞生以来,晶体管已经经历了许多创新,现在一枚微型芯片已经可以集成数百万颗晶体管。也就是说,过去需要成千上万台ENIAC才能达到的处理能力,现在已经可以装进火箭飞船的头锥里面;甚至是我们大腿上的电脑、口袋中的计算器和音乐播放器,以及用于交流或娱乐的联网手持设备,它们都可以实现同样的处理能力。

以晶体管发明者的荣誉载入史册的是三位干劲十足的同事,他们各自的性格既有互补的一面,也有出现冲突的时候:沃尔特·布拉顿(Walter Brattain{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Walter_Houser_Brattain” rel=“noopener” target=“_blank”})是一位技术高超的实验家;约翰·巴丁(John Bardeen{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/John_Bardeen” rel=“noopener” target=“_blank”})是一位量子学理论家;还有他们三人当中最有干劲的一位(也是结局最为不幸的一位) --- --- 固体物理学家威廉·肖克利。

然而,在这段传奇故事当中其实还有另外一位主角,它起到的作用毫不逊色于任何一位个人:贝尔实验室,也就是这几位科学家工作的地方。晶体管的发明不仅是来自几位天才的创造性飞跃,还是各个领域的人才通力合作的成果。究其本质,晶体管的发明团队需要聚集这样的一批人才:能够敏锐洞察量子现象的理论家和擅长提取大批纯净硅晶体的材料科学家,以及心灵手巧的实验家、工业化学家、制造专家和熟练的工匠。

贝尔实验室 {#3735 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“3735”}

美国电话电报公司(AT&T)在1907年遇到了一个危机。它的创始人亚历山大·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell)所持有的专利已经过期,因此它在电话服务市场当中近乎垄断的地位也变得岌岌可危。这时AT&T的董事会召回了已经卸任的前总裁西奥多·韦尔(Theodore Vail{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Theodore_Newton_Vail” rel=“noopener” target=“_blank”})。为了复兴这家公司,重掌大权的韦尔提出了一个大胆的目标:建造一条连接纽约和旧金山的电话线路。这是一项非常艰巨的任务,它需要结合工程学的顶尖技术和理论科学的重大飞跃才能实现。在真空管和其他新兴技术的帮助下,AT&T在1915年1月成功研制出了能够实现这项壮举的中继器和放大装置。除了韦尔和伍德罗·威尔逊(Woodrow Wilson{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Woodrow_Wilson” rel=“noopener” target=“_blank”})总统以外,历史上第一通横跨大陆两端的电话的参与者还包括贝尔本人,后者重复了自己在39年前说过的那句名言:“沃森先生,快点过来,我需要你的帮助。“他曾经的助手,当时身处旧金山的托马斯·沃森(Thomas Watson)回答道:“我需要花一个礼拜的时间才能到达。”

AT&T以上述的研究工作为基础新建了一所企业机构,也就是众所周知的贝尔实验室。它起初建于曼哈顿格林尼治村西侧的哈德孙河畔,这里不仅聚集了理论家、材料科学家、冶金学家和工程师,甚至还包括AT&T的电话线路维修工人。这里是乔治·斯蒂比兹利用机电继电器制作计算机的地方,也是克劳德·香农研究信息论的地方。贝尔实验室的出现表明了持续性的创新可以通过各个领域的人才之间的协作来实现,尤其是因为这些人才都在同一个空间内工作,所以他们可以方便地进行频繁的会议和偶尔的碰面。施乐公司的帕洛阿尔托研究中心(PARC)和其他后来出现的企业研发机构也同样体现了这个优点。然而这种机构的缺点是企业高层的管理会带来严重的官僚风气。当能够将创意转化为伟大产品的领导者和敢于反抗权威的人离开之后,贝尔实验室和施乐帕洛阿尔托研究中心都无法摆脱企业机构的局限。

贝尔实验室真空管部门的主管默文·凯利(Mervin Kelly{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Mervin_Kelly” rel=“noopener” target=“_blank”})是一个充满活力的密苏里州人。他曾在密苏里矿业学校学习冶金专业,后来在芝加哥大学的罗伯特·密立根(Robert Milikan)的指导下获得了物理学博士学位。他曾经发明了一种可以提升真空管稳定性的水冷系统,但他发现真空管不可能成为一种高效的电流放大和通断方式。他在1936年被提升为贝尔实验室的研究总监,而他的首要任务是寻找真空管的替代品。

凯利提出了一个伟大的远见:长期作为实用工程学基地的贝尔实验室也应该将精力放在基础科学和理论研究上。在此之前,这方面的研究一直都是大学的专长。他开始在全国各地搜罗最优秀的年轻物理学博士。他的目标是让创新成为企业机构的一项日常工作,而不是将其留给藏身于车库和阁楼的怪才来完成。

《创意工厂》

“**发明创造的关键究竟是天才个人还是团队协作?**这个问题已经在贝尔实验室当中引起了深入的思考。“乔恩·格特纳(Jon Gertner)在一本专门研究贝尔实验室的书籍《创意工厂》(The Idea Factory{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://books.google.com/books?id=OkECDAAAQBAJ&source=gbs_navlinks_s” rel=“noopener” target=“_blank”})中写道。这个问题的答案是:两者都同样重要。“一件新设备的研发工作需要聚集来自多个科学领域的大批人才,并集中发挥他们各自的天赋。“肖克利后来解释道。这个说法是正确的,不过这也是他为数不多故作谦逊的瞬间,因为他比其他任何人都更加信奉天才个人(比如他自己)的重要性。凯利虽然是团队协作的倡导者,但他也认识到了培养天才个人的必要性。“无论如何强调领导力、组织结构和团队协作的作用,个人的地位仍然是最高的 --- --- 拥有至高无上的重要性,“他曾经这样说道,“创新的想法和概念是在一个人的头脑中诞生的。”

实现创新的关键(无论是对于贝尔实验室还是整个数字时代来说)是认识到培养天才个人和促进团队协作之间是没有冲突的。这不是一个鱼与熊掌不可兼得的问题。事实上,这两种做法在数字时代一直都是互相促进的。富有创造力的天才(约翰·莫奇利、威廉·肖克利、史蒂夫·乔布斯)负责提供创意;善于动手操作的工程师(普雷斯伯·埃克特、沃尔特·布拉顿、史蒂夫·沃兹尼亚克)负责与这些天才紧密合作,将他们的概念变成真正的发明;由技术人员和企业家组成的团队负责将这些发明打造成实际的产品。只要这个生态系统的其中一环出现缺失,再伟大的概念也只能被埋藏在历史的地下室里面,无论是身处艾奥瓦州州立大学的约翰·阿塔纳索夫,还是在伦敦家中的畜棚埋头苦干的查尔斯·巴贝奇,他们都是这样的例子。此外,如果优秀的团队缺乏胸怀大志的远见者,创新也会逐渐枯竭,正如莫奇利和埃克特离开之后的宾夕法尼亚大学,冯·诺依曼离开之后的普林斯顿大学,还有肖克利离开之后的贝尔实验室。

当时贝尔实验室越来越重视一个研究领域:固体物理学。这是一门研究电子如何在固体材料之中流动的学科,它尤其需要理论家和工程师之间的联合。20世纪30年代,贝尔实验室的工程师们一直在测试包括硅在内的各种材料。硅是地壳中除了氧之外最常见的元素,同时也是沙子的主要成分。在这些测试当中,他们会将不同的材料通电,并尝试控制材料中的电流。与此同时,贝尔实验室的理论家们正在同一栋大楼里面埋头研究量子力学领域的惊人发现。

量子力学的基础是由丹麦物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)等人发展的一系列理论,它探讨的是原子内部的情况。玻尔在1913年提出了一种原子结构模型。这个模型中的电子会按照特定的轨道围绕原子核转动,它们可以从一个轨道跃迁到相邻的轨道,但是不可能停留在两个轨道之间的位置。原子外层轨道上的电子数量可以决定元素的部分化学和电学性质,比如它的导电性。

有些元素是良好的导体,比如铜;还有一些元素的导电性非常差,比如硫,所以这些元素就是良好的绝缘体;而导电性处于导体和绝缘体之间的元素就被称为半导体,比如硅和锗。半导体的实用价值在于它们的导电性可以被轻易控制。举个例子,如果在硅元素中掺入少量的砷或者硼,它的电子就会变得更容易移动。

在量子理论不断发展的同时,贝尔实验室的冶金学家也在研究制作新型材料的方式,他们采用了全新的提纯技术、化学处理方法以及稀有矿物和普通矿物之间的合成配方。为了解决一些常见的问题,比如真空管的灯丝太容易烧坏,或者电话话筒膜片发出的声音太小等,他们尝试合成了一些新型合金,然后通过加热或冷却的方式来提升这些合金的性能。他们就像是厨房里的大厨一样,在不断的试错过程中掀起了一场材料科学的革命,它与量子力学领域正在进行的理论革命齐头并进。

在测试硅和锗的材料样本的过程中,贝尔实验室的化学工程师偶然证实了理论家们提出的大部分猜想。他们发现理论家、工程师和冶金学家之间有着许多可以互相学习的地方,于是贝尔实验室在1936年成立了一个固体物理研究小组,这支队伍聚集了一批实用和理论领域的重量级人物。他们会在每周举行一次的午后聚会上分享各自的发现,其间还会进行学院风格的互相质问环节。在正式的聚会过后,他们会继续参与一些持续到深夜的非正式讨论。与仅仅阅读各自的论文相比,亲自会面讨论是一种更有成效的做法:频繁的互动可以将人们的想法跃迁到更高的轨道上,就像是电子一样,偶尔挣脱束缚的想法也会引起一些连锁反应。

在这个团队当中有一位特别突出的人才 --- --- 威廉·肖克利,这位理论家是在固体物理研究团队刚刚成立的时候加入贝尔实验室的。他的智慧和热情给其他团队成员留下了深刻的印象,有时甚至会让他们感到害怕。

威廉·肖克利 {#2b10 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“2b10”}

威廉·肖克利

威廉·肖克利{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A8%81%E5%BB%89%C2%B7%E8%82%96%E5%85%8B%E5%88%A9” rel=“noopener” target=“_blank”}从小就养成了对人文和科学的爱好。他的父亲毕业于麻省理工学院采矿工程专业,并在纽约进修过音乐课程,后来在欧洲和亚洲进行游历和从事矿产买卖期间学会了7种语言。他的母亲曾在斯坦福大学攻读数学和艺术专业,还是首批单独爬上惠特尼山的登山者之一。他的父母邂逅于内华达州的一个矿产小城托诺帕。他们在结婚之后搬到了伦敦居住,并于1910年生下了他们的儿子。

威廉是他们唯一的孩子,不过他们都为此感到庆幸。还在襁褓当中的小威廉已经有非常暴躁的脾气,他每次发怒的时候都会大声哭喊,而且久久不能平息,他的父母也为此更换过无数个保姆和住处。他的父亲在一篇日记里提到这个孩子会”用最大的嗓音发出尖叫,还会一直用力扭动自己的身体”,根据他父亲的记录,他甚至”曾经多次严重咬伤了他的妈妈”。他还是一个非常蛮横的孩子,无论在什么情况下都会坚持自己的要求。他的父母最后已经完全向他投降了,他们放弃了任何管教他的尝试,而且他在8岁以前一直都在家学习。当时他们已经搬到了帕洛阿尔托,这是他的外祖父母居住的地方。

威廉的父母深信自己的儿子是一个天才,所以他们请了刘易斯·特曼(Lewis Terman)对他进行智商评估。刘易斯·特曼是斯坦福—比奈(Standford-Binet)智商测试的发明者,而且他当时正在计划进行一项关于天才儿童的研究。小肖克利在这个测试中得分超过120分,这个分数虽然已经是一个不错的成绩,但仍然没有达到特曼所设定的天才标准。肖克利后来一直沉迷于智商测试,他会利用这些测试来评估求职者,甚至是同事的智商水平。他在晚年还提出了一些关于种族和遗传智商的恶意言论,这种行为让他的名声蒙上了阴影。也许他应该从自己的人生经历中认识到智商测试的不足之处。尽管他不是一个经过智商测试认证的天才,但他也算得上是一个相当聪明的人:他能够跳过初中直接学习高中的课程;从加州理工学院毕业之后,他还获得了麻省理工学院的固体物理学博士学位。他是一个思维敏捷、富有创意和志向远大的人。虽然他喜欢表演魔术和玩恶作剧,但他从来都学不会如何友善待人。他从小就非常执着于智力水平的高低,而且养成了以自我为中心的性格,这点使得他成为一个难以相处的人,他在获得成功之后更是如此。

肖克利在1936年从麻省理工学院毕业,这时贝尔实验室的默文·凯利来到学校面试他,并当场为他提供了一份工作。他还向肖克利指派了一项任务:找出一种可以替代真空管的装置,它需要比真空管更加可靠、稳定和廉价。经过了三年的研究之后,肖克利开始确信自己可以找出这个问题的答案 --- --- 利用包括硅在内的固体材料取代带有发光灯丝的真空管。“我在今天发现,半导体在理论上可以取代真空管用于制作放大器。“1939年12月29日,他在自己的实验记录中这样写道。

肖克利拥有形象化量子理论的能力,就像是一位能够构思舞蹈的编舞者一样,他也可以想象出电子的运动。他的同事称他可以看到半导体材料里面的电子。但是如果要将这种艺术家的直觉转化成真正的发明,肖克利还需要一位技术熟练的实验家作为自己的搭档,正如莫奇利需要埃克特一样。在贝尔实验室的大楼中有许多符合肖克利要求的人才,其中最突出的一位是来自西部的沃尔特·布拉顿,他是一个充满活力且争强好胜的人。他喜欢利用像氧化铜这样的半导体化合物来制作一些精妙的装置,例如他做过一个可以将交流电转换为直流电的整流器,它的原理是电流只能沿着一个方向流过铜片和氧化铜之间的接触面。

布拉顿在华盛顿州东部的一个偏僻的牧场中长大,他的童年是在牛群当中度过的。他粗糙的嗓音和粗犷的举止会给人留下一种西部牛仔的印象 --- --- 在充满自信的同时也懂得如何自嘲。心灵手巧的他是一个天生的匠人,而且他也很喜欢设计实验。“他可以用封蜡和回形针将不同的东西组装起来。“他在贝尔实验室的一位工程师同事回忆道。不过他也是一个懂得如何取巧的人,他会尝试寻找解决问题的捷径,而不是一味地进行反复的试验。

肖克利想出了一个利用固体材料取代真空管的方法:将栅极放入氧化铜薄片之内。布拉顿对这种方法的可行性表示怀疑。他笑着对肖克利说自己之前已经尝试过这种方法,只是一直都无法成功做出一个放大器,但是肖克利仍然坚持要这样做。“既然它是如此重要的话,“布拉顿最后说道,“那么请告诉我你想怎么把它做出来,我们会尽力而为。“然而正如布拉顿所预计的一样,这种方法是不可行的。

肖克利和布拉顿还没来得及找出试验失败的原因,“二战”的爆发就把他们的研究工作打断了。肖克利成为海军反潜艇小组的研究主任,他的工作是分析炸弹的引爆深度,帮助提升针对德军U型潜艇的攻击精度。他后来还被派到了欧洲和亚洲的军事基地,负责改进B—29轰炸机的雷达系统。布拉顿也来到了华盛顿协助海军进行潜艇侦测技术的研究,他的主要任务是制造航空磁强计。

固体物理研究小组 {#c729 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“c729”}

在肖克利和布拉顿离开期间,贝尔实验室也在战争影响下不断转变。它成为政府、研究型大学和民营企业之间形成的三角关系的一角。正如历史学家乔恩·格特纳所说的,“在珍珠港事件爆发之后的几年时间里,贝尔实验室进行了上千个来自军方的研究项目,其中包括坦克无线电设备,为佩戴氧气面罩的飞行员设计的通信系统,以及用于加密信息的机器等。“在此期间,它的员工数量也翻了一倍,总共达到9 000人。

贝尔实验室的曼哈顿总部在这时已经无法适应它的扩张步伐,于是大部分员工都搬迁到了位于新泽西州默里希尔的一个占地200英亩的园区。默文·凯利和他的同事们都希望把这个新的大本营打造成大学校园的样子,但他们不会像大学那样将各个专业孤立地安排在不同的大楼里面,因为他们知道创意会在人们偶然的碰面中出现。**“所有大楼之间都是互相连通的,这样就可以避免不同部门之间的地理隔阂,而且可以鼓励员工进行自由交流和近距离接触。“**其中一位高管这样写道。这些大楼之间的走廊非常长,甚至超过了两个橄榄球场的长度,这种设计是为了增加拥有不同才能和专长的员工碰面的机会。70年后,史蒂夫·乔布斯在设计苹果公司新总部的时候也沿用了这种想法。任何一个在贝尔实验室走动的人都有可能遇到新鲜的想法,然后像太阳能电池一样吸收它们。特立独行的信息论研究者克劳德·香农有时也会流连于这些红色水磨石长廊之间,他会骑着自己的独轮车,一边在空中抛接三个小球,一边向身边经过的同事点头示意。这种名副其实的”手忙脚乱”的表演常常会在过道上引起一阵骚乱。

1941年11月,在离开曼哈顿的贝尔实验室参加战时服役之前,布拉顿在一本编号为18 184的笔记本上写下了最后一条记录。经过了将近四年之后,他在默里希尔的新建实验室里拿起了同一本笔记本,并在上面重新开始了一条记录:“战争已经结束。“凯利把他和肖克利分配到一个研究小组工作,这个小组的目标是”将固体物理学领域的理论和实践工作统一起来”。也就是说,他们要继续完成在战争之前遗留下来的任务:利用半导体制作出真空管的替代品。

凯利为这个固体物理研究小组拟定了一份人员名单。在看到这份名单之后,布拉顿为这个团队的全部成员都是精英人物而感到惊讶。“天啊!这个小组里面竟然没有一个笨蛋。“他记得自己曾经这样说过:“可能我是这些人里面最笨的那个了。“他后来还表示:“那也许是有史以来最优秀的研究团队之一。”

虽然肖克利是这个小组的首席理论家,但由于他的职责是管理整个小组的工作(他在另外一个楼层办公),所以他们决定邀请另外一位理论家加入这个小组。他们的人选是约翰·巴丁,一位言语温和的量子理论专家。小时候的巴丁是一个连续跳过三个年级的天才少年,他的博士论文是在普林斯顿大学的尤金·维格纳(Eugene Wigner{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Eugene_Wigner” rel=“noopener” target=“_blank”})的指导之下完成的。在海军军械实验室服役期间,他还与爱因斯坦一起讨论过鱼雷的设计。作为世界上最优秀的量子理论专家之一,他能够利用量子理论理解材料的导电性,而且根据同事们的说法,“他确实能够游刃有余地与实验家和理论家进行协作”。因为巴丁在刚加入的时候没有自己的独立办公室,所以他决定先在布拉顿的实验室里面办公。事实证明这是一个明智的决定,这种近距离的交流再次为创新提供了动力。这对理论家和实验家的组合可以坐在一起,面对面地进行长时间的头脑风暴。

与健谈的布拉顿相比,巴丁是一个沉默寡言的人,因此他的外号是”低语的约翰”。人们不得不探身过去才能听清楚他的喃喃自语,不过他们知道这样做也是值得的。他还是一个冷静而谨慎的人,这点跟肖克利很不一样,后者做事总是雷厉风行,而且会滔滔不绝地讲出自己的理论和主张。

他们的想法来自相互之间的交流。“实验家和理论家之间的紧密协作贯穿了研究的各个阶段,从实验的构思一直到实验结果的分析都是如此。“巴丁如是说。他们几乎每天都会进行没有事先准备的会议(通常由肖克利主持),他们会在这些会议上互相补充各自的观点。“我们会突然聚在一起讨论重要的实验步骤,“布拉顿说道,“我们很多人的想法都是在这种小组讨论中产生的,一个人所说的内容会引出另外一个人的想法。”

后来这些会议被他们称为”黑板会议”或者”粉笔讨论”,因为肖克利会在手上拿着一支粉笔,站在黑板前面写下大家的想法。急性子的布拉顿会在房间后面来回踱步,然后大声喊出自己对肖克利的观点不认同的地方,有时甚至会用一美元打赌这些想法是不可行的。肖克利可不喜欢打赌输钱。“在看到他拿出10个一角硬币还给我的时候,我就知道他肯定气得不轻。“布拉顿回忆道。他们之间的交流会一直延伸到社交活动当中。他们经常一起打高尔夫球,一起在一家叫作”Snuffy’s”的餐厅喝酒,还会带上他们各自的伴侣参加桥牌比赛。

晶体管 {#ed5d .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“ed5d”}

在这支新建团队的协助之下,肖克利重新开始研究他在五年前提出的理论,希望找出可以替代真空管的固体材料。他的假设是,如果将一个强电场放置在一块半导体材料制成的厚板旁边,这个电场会将部分电子吸引到厚板的表面,从而产生一股可以击穿厚板的电流。根据这种现象,半导体也许可以利用微弱的电信号来控制强大得多的电信号。低强度的电流可以作为输入信号来控制(或者通断)高强度的输出电流。这样的话,半导体也可以像真空管一样用作放大器或者通断开关。

然而这种”场效应”(field effect)理论还存在一个小问题:在测试这个理论的时候,肖克利的团队向一块金属板加上了1 000伏特的电压,然后把它放在距离半导体材料表面仅为1毫米的位置,但是什么事情都没有发生。“电流没有出现可观察的变化。“他在实验记录中写道。他后来表示这种情况”十分令人费解”。

找出一个理论失败的原因可以帮助提出一个更好的理论,所以肖克利要求巴丁为此给出一个解释。他们对一个叫作”表面态”的概念进行了长时间的讨论,表面态指的是距离材料表面最近的原子层的电子性质和量子力学描述。五个月之后,巴丁得出了自己的研究结果。他走到自己与布拉顿共用的黑板前面,写下自己的想法。

巴丁发现当一个半导体材料带电的时候,它的电子会被限制在材料表面,无法自由移动。这些电子会形成一个屏障,即使是距离仅为1毫米的强大电场也不能穿透这层障碍。“这些新增的电子会被固定在表面态中,“肖克利表示,“在带正电的控制板的影响下,表面态实际上会阻挡来自半导体内部的电子。”

现在固体物理研究小组有了一项新的任务:找到可以打破在半导体表面形成的屏障的方法。“我们根据巴丁提出的表面态概念设计了一些新的实验,这是我们的研究重点所在。“肖克利解释道。他们必须突破这层障碍才能让半导体实现控制、通断和放大电流的作用。

这项研究在接下来的一年里都没有多大的进展,然而他们却在1947年11月取得了一系列重大的突破,因此这个月也被称为”奇迹之月”。巴丁完善了”光伏效应”(photovoltaic effect)的理论,光伏效应指的是光照可以使两种互相接触的材料之间产生电压。他推测这个过程或许可以移除部分形成屏障的电子。与巴丁并肩工作的布拉顿设计出了一些用于测试这个想法的实验。

从不久之后发生的事情来看,他们确实是得到了幸运之神的眷顾。为了改变实验的环境温度,布拉顿将部分实验放到保温容器里面进行。但是在硅材料上凝结的水滴总是会影响测量的读数。解决这个问题的最佳方法是将整个实验装置放到真空环境中,但是这样做会非常麻烦。“我确实是个懒惰的物理学家,“布拉顿承认道,“所以我想到了将实验装置浸入绝缘液体当中。“他在保温容器里面装满了水,这种方法可以简单地避免冷凝的问题。他和巴丁在11月17日尝试了这种实验方法,并取得了很好的效果。

那天是星期一。他们在这个星期里面不断地交流各种关于理论和实验的想法。到了星期五的时候,巴丁想出了一种无须将实验装置浸入水中的方法。他认为只需要在金属尖端与硅材料接触的位置放上一滴水或者少量凝胶就可以了。“来吧,约翰,“布拉顿兴奋地回应道,“我们一起把它做出来吧。“这种做法的难点在于金属尖端不可以直接与水滴接触,不过布拉顿是个随机应变的天才,他利用少量的封蜡解决了这个问题。他拿出了一块切割良好的硅材料,然后在上面滴上一滴水,接着为一段电线涂上一层绝缘的封蜡,最后将电线穿过水滴戳到硅材料上。他们成功了,这个装置能够在一定程度上实现放大电流的功能。这个”点触式”装置为晶体管的诞生奠定了基础。

巴丁在第二天早上回到办公室,并将实验的结果记录在自己的笔记本上。“这些测试确实证明了利用电极或栅极控制半导体中的电流是可行的。“他写下了这样的总结。他在这周的星期天也继续加班工作,而这通常都是他外出打高尔夫球的日子。他们也认为是时候向肖克利报告当前的研究进展了,后者在过去几个月里一直忙于处理其他的事务。在接下来的两个星期里,肖克利会经常下来他们的实验室进行指导,不过他基本上没有限制这对二人组合的工作,只是督促他们加快研究的进度。

他们在实验室的同一张工作台上并肩作战,巴丁会平静地提出自己的想法,布拉顿则会兴奋地一一测试这些想法。巴丁有时还会在布拉顿的笔记本上写下实验的进度。感恩节很快就过去了,但是他们对此浑然不觉,因为他们一直忙于测试各种不同的实验设计:比如用锗材料替换硅材料,用油漆替换封蜡,以及将接触点的材料换成金。

通常来说是巴丁先提出理论,然后由布拉顿负责进行实验,但有时候这个流程也会反过来:出乎意料的实验结果会催生出新的理论。在其中一次使用锗材料的实验当中,材料产生的电流方向与他们预期的刚好相反,但是这股电流的放大比例超过了300倍,远远超出他们之前能够达到的倍数。于是他们遇到了物理学领域中一个老生常谈的情况:他们知道这个方法在实际操作中是可行的,但他们能否找出它的理论依据呢?巴丁很快就做到了这点。他发现电子会在负电压的影响下逃逸,这样会导致”电子空穴”的增加,电子空穴是指本来存在电子的位置被空出来的现象。这种空穴的存在会吸引电子的流入。

但是他们遇到了一个问题:这个新的装置无法放大较高频率的电流,比如听觉可辨的声音,也就是说这种方法不能用在电话里面。在经过了理论分析之后,巴丁认为这个问题的原因是水滴或者电解液影响了装置的性能。他立刻构思了一些其他的设计。其中一个设计是采用金底板作为电场的来源,然后将锗材料放在距离底板上方非常近的位置上,并将电线的尖端插入锗材料。这个设计能够成功地放大电压,至少可以实现轻微的放大效果,而且它还可以用于较高频率的电流。巴丁再次为这个偶然的实验结果给出了理论上的解释:“这个实验表明空穴从金底板流向了锗材料的表面。”

就像是在同一台钢琴上进行的应答二重奏(call-and-response duet)一样,巴丁和布拉顿仍在继续他们的反复创新。他们发现提升电流放大比例的最佳方法是使用两个距离非常近的接触点,然后将它们同时插到锗材料上。根据巴丁的计算,两个触点之间的距离应该小于0.002英寸。即使对于布拉顿来说,这也是一个相当棘手的难题。但是他最终想出了一个更为巧妙的方法:他先准备了一个箭头形状的塑料楔子,并在它的表面贴上一片金箔,然后用刀片在楔子尖端的金箔处切开一道小口,这样就形成了两个距离非常近的金接触点。“这就是我所做的一切,“布拉顿叙述道,“我用刀片小心翼翼地切开这个回路,然后把它固定到一个弹簧下面,接着把它按到同一块锗材料上。”

1947年12月16日星期二的下午,当布拉顿和巴丁对这个装置进行测试的时候,他们见证了奇迹的一幕:这个装置奏效了。“我发现如果把它扭动到正确的位置,“布拉顿回忆道,“它将会变成一个放大比例达到100倍的放大器,这个量级已经足够用于听觉可辩的声音了。“在当天晚上回家的路上,健谈的布拉顿向同车的其他同事说自己刚刚完成了”人生中最重要的一次实验”。然后他请求他们保证不要将此事外传。虽然巴丁在这趟车上保持了一贯的沉默,但是他在晚上回家之后做出了一个不寻常的举动:他告诉了妻子自己今天的工作情况。当时他的妻子正在厨房的水槽前削萝卜,他像喃喃自语般地说出了一句话:“今天我们有一个重大的发现。”

晶体管确实是20世纪最重要的发现之一。这是一位理论家和一位实验家并肩作战的工作成果,他们就像是处于共生关系一样,实时地来回交换各自的理论和实验结果。他们所处的环境也为晶体管的发明起到了重要的作用,他们可以在这里的长廊上偶遇熟练掌握锗材料掺杂技术的专家,或者在这里的学习小组中与其他人一起探讨表面态的量子力学解释,又或者和一些精通远距离电话信号传输的工程师共进午餐。

在接下来的星期二,也就是12月23日,肖克利为半导体研究小组的其他成员和贝尔实验室的几位高管组织了一场演示活动。在这场演示上,高管人员都戴上了耳机,然后轮流对着一个话筒讲话,他们可以在耳机中听到各自说话的声音,而这些声音都是由一台简易的固体设备放大而成的。这本来是一个应该与亚历山大·格拉汉姆·贝尔向电话喊出第一句话相提并论的历史性时刻,但是后来竟然没有人能想起演示参与者在当天下午对这个装置说过的话。相反,这个事件只是被轻描淡写地记录在实验笔记本里面。“对该装置进行接通和断开操作之后,话音电平得到了听觉可辨的放大。“布拉顿写道。巴丁的实验记录的语气则更为平淡:“将两个金制电极接触到经过特别处理的锗材料表面可实现电压放大。“

高人一等的肖克利 {#b4c5 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“b4c5”}

作为这场演示的其中一位见证人,肖克利在巴丁的历史性实验记录中签上了自己的名字,但是他在当天没有留下任何自己的实验记录。他显然为此感到了不安。他本应为自己的团队所取得的成功而感到骄傲,但是他的内心已经被强烈而阴暗的好胜心所占据。“我的情感还是比较矛盾的,“他后来坦承道,“虽然我应该为小组的成功感到高兴,但是我又为自己并非发明者之一感到不快。我在8年之前就已经开始进行这方面的研究,但是我一直没有做出属于自己的重要发明贡献,这点确实让我感到沮丧。“这些阴暗的想法不断地侵蚀着他的灵魂。他与巴丁和布拉顿两人的友谊也止步于此。他反而开始了狂热的研究工作,希望自己可以平分这项发明的功劳,同时亲手做出一个性能更好的半导体装置。

圣诞节刚过去不久,肖克利就搭乘火车前往芝加哥参加两场会议,不过在这段旅程的大部分时间里,他都是留在俾斯麦酒店的房间里面潜心研究改进这个装置的方法。新年夜,热衷社交的人们都在楼下的舞厅里尽情玩乐,他却在横格纸上写了7页的笔记。他在1948年元旦起床之后继续完成了另外13页的笔记。他将这些笔记通过航空邮件寄给了贝尔实验室的一位同事,后者将它们贴到了肖克利的实验笔记本上,并要求巴丁作为见证人在上面签名。

默文·凯利当时希望尽快为这个新发明的装置申请专利,而且他已经指派了贝尔实验室的一位律师准备相关的专利申请文件。这里可不像艾奥瓦州州立大学那样没有人去处理这些工作。当肖克利从芝加哥回来之后,他发现巴丁和布拉顿已经接受了专利律师的询问,他为此感到十分不快。他分别把他们叫到自己的办公室,并向他们解释为什么自己应该得到主要的(甚至是唯一的)功劳。“他以为自己可以从场效应理论开始为整个项目写出一份专利申请。“布拉顿回忆道。即使是沉默寡言的巴丁在与肖克利会面过后也低声抱怨了几句。布拉顿则表现出了一如既往的冲动。“该死的肖克利,“他大喊道,“这项成果的荣誉要分给我们每一个人都是绰绰有余的。”

肖克利要求贝尔实验室的律师为他申请一项涉及范围甚广的专利,这项专利的基础是他在早期提出的关于场效应对半导体电流影响的理论。但是在经过详细调查之后,律师们发现一项类似的专利已经在1930年授予了一位鲜为人知的物理学家尤利乌斯·利林菲尔德(Julius Lilienfeld{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Julius_Edgar_Lilienfeld” rel=“noopener” target=“_blank”}),他曾经设计过一个利用场效应的装置(但是他从来没有制成这个设备,也不理解它的原理)。于是他们决定申请一个范围更窄的专利,也就是点触式半导体装置的制作方式,而这项专利的申请书上只有巴丁和布拉顿两人的名字。律师们对他们进行了单独的询问,他们一致表示这项研究是共同努力的成果,而且两人的贡献是同等重要的。在得知自己没有被纳入最为重要的一份专利申请之后,肖克利感到非常愤怒。为了掩盖双方出现的不和,贝尔实验室的高管要求所有对外公开的照片和新闻稿必须同时含有他们三人。

接下来的几个星期里,肖克利的情绪变得越来越焦虑,甚至还出现了无法入睡的情况。他表示自己的”思考动力”是来自”我对参与一项前景巨大的研究的渴望,我希望作为一个更为重要的实际参与者,而不只是一个管理者”。在晚上空闲的时候,他会一边来回踱步,一边思索改进这种装置的方法。1948年1月23日,也就是巴丁和布拉顿的装置演示的一个月之后,肖克利在清晨醒来后对自己在芝加哥之旅得出的想法进行了总结。他开始在饭桌上飞快地写下这些内容。

肖克利想出了一种制作半导体放大器的方法,它将会比巴丁和布拉顿制作的装置更加稳定可靠。肖克利没有采用将金触点接触到锗材料底板的方式,而是提出了一种更加简单的”整流结”(junction)方式,这是一种三层式的结构。它的顶层和底层是经过掺杂的锗材料,它们内部都含有多余的电子,夹在它们中间的是一层锗材料薄片,它内部含有电子空穴。含有多余电子的两层材料被称为”N型”锗材料,也就是带负电的意思,而含有电子空穴的一层材料就是带正电的”P型”材料。每一层材料都会连接一根用于调整电压的电线。中间层的用途是作为一个可以调整的屏障,它可以根据自身被施加的电压大小来控制顶层和底层之间的电子流。即使对这个屏障使用较低的正电压,肖克利写道,“也会大幅增强穿过屏障的电子流”。对中间层的P型材料施加越高的电压,它就能从其中一层N型材料吸引越多的电子,并将这些电子转移到另外一层N型材料中。换句话说,它可以用于放大或者断开穿过半导体的电流,而这些操作的时间仅需十亿分之一秒。

肖克利在实验笔记本中写下了部分相关的记录,但是他在几乎一个月的时间里都没有向其他人透露这个想法。“我的好胜心促使我想要独自完成一项重要的晶体管发明。“他后来承认道。他的同事们直到2月中旬才知道肖克利的这个秘密项目,当时他们在贝尔实验室参加一场展示活动,其中有一位科学家展示了一些相关的研究。根据肖克利的回忆,当时这位科学家提出了一些自己的发现,而这些发现恰好可以成为支持整流结装置的理论基础,他为此感到”十分惊讶”,同时他意识到在场的观众有可能会根据这些发现进行下一步的研究,其中最有可能这么做的是巴丁。“从那一刻起,“他断言道,“使用PN结取代金属点触方式的概念已经呼之欲出,整流结晶体管也许当场就会被发明出来。“于是在巴丁或者其他人能够提出这样一种装置之前,肖克利箭步走上讲台,公开了自己一直在研究的一种设计。“这一次我不想再落于人后了。“他后来这么写道。

巴丁和布拉顿当场被惊呆了。虽然肖克利对自己的新想法守口如瓶的行为让他们大感不满(因为这样做有违贝尔实验室内部文化的共享原则),但是他们不禁被这种简洁的想法所折服。

在提交了这两种制作方法的专利申请之后,贝尔实验室的高层认为是时候对外公开这种新装置了,但是他们需要先给它起一个名字。它在实验室内部的名称是”半导体三极管”(semiconductor triode)和”表面态放大器”(surface-state amplifier),但是对于一项将会颠覆世界的发明来说(他们都对此深信不疑),这些名字都不够响亮。有一天,一位叫作约翰·皮尔斯(John Pierce)的同事走进了布拉顿的办公室。除了身为优秀的工程师以外,皮尔斯还是一位善于遣词造句的科幻小说作家,他的笔名是”J. J. Coupling”。他曾经说过许多精彩的讽刺语,其中包括”自然厌恶真空管”和”在经过了多年的疯狂生长之后,计算机领域似乎到达了它的婴儿期”。在看到皮尔斯之后,布拉顿说道:“你就是我要找的人。“然后他向皮尔斯提出了命名的问题,在稍作思考之后,皮尔斯想到了一个名字。由于这个设备具有互阻(transresistance)的特点,而且它的名字应该类似于热敏电阻(thermistor)和压敏电阻(varistor)这样的装置,因此皮尔斯提出了”晶体管”(transistor)这个名字。布拉顿大声喊道:“就是它了!“完整的命名流程还需要经过全体工程师的正式投票,不过”晶体管”这个名字轻易地在其他5个选项当中脱颖而出。

1948年6月30日,贝尔实验室在位于曼哈顿西街的总部旧址的礼堂中举行了一场媒体发布会。这场发布会的主角是肖克利、巴丁和布拉顿组成的三人小组,并由身穿深色西装、戴着彩色领结的研究总监拉尔夫·鲍恩(Ralph Bown)担任主持。他强调这项发明是结合团队协作和个人才华的产物:“科学研究越来越被认为是一项团队工作…我们今天向大家展示的成果很好地体现了团队协作、卓越的个人贡献,以及在企业机构进行基础研究的价值所在。“这段话准确地描述了数字时代创新的组成要素。

《纽约时报》把晶体管的报道放在了第46版”无线电新闻”栏目的最下面的角落,它上面是一条管风琴演奏会广播节目的播放通知。不过《时代》周刊却在科学版的头条新闻报道了这个装置,这篇新闻的标题是《小型脑细胞》(Little Brain Cell)。贝尔实验室规定在所有对外宣传的图片中,肖克利必须与巴丁和布拉顿同时出现。其中最著名的一张照片是他们三人身处于布拉顿的实验室的情景。在拍摄这张照片的时候,肖克利坐在了布拉顿的座位上面,照片中的桌子和显微镜看上去就像是肖克利自己的一样,而且他还是整个画面的焦点。多年以后,巴丁讲到了布拉顿一直对此事耿耿于怀,还有自己对肖克利的不满:“沃尔特真的很讨厌这张照片…这些设备是沃尔特的,这个实验是我们的,比尔跟它们一点关系都没有。“

晶体管收音机 {#fda1 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“fda1”}

贝尔实验室是一个融合创新的大锅。除了晶体管以外,它在计算机电路、激光技术和蜂窝电话等领域都处于领先地位。但是它却不太善于利用自己的发明来获取利润。作为一家几乎垄断整个电话服务市场的规约公司,它对开发新产品的积极性并不高,而且法律也会限制它利用自己的垄断地位进入其他市场。为了避免公众的批评和反垄断行动的攻击,它向来都会慷慨地向其他公司提供自己的专利授权。它为晶体管设定了相当低的授权费用,任何公司只需向其支付25 000美元即可获得生产晶体管的许可,它甚至为这些公司开办了讲述晶体管制造技术的研习班。

尽管贝尔实验室采用了如此宽松的授权政策,但仍然有一家羽翼未丰的小公司在争取授权方面出现了困难:这是一家位于达拉斯的石油勘探公司,不过它在当时已经完成了业务转型,并更名为德州仪器公司。曾经服役于海军航空局的帕特·哈格蒂(Pat Haggerty)在当时是德州仪器的执行副总裁,他后来还全面接管了这家公司。哈格蒂深信电子元件将会为人们的生活带来翻天覆地的变化。在了解到晶体管的相关信息之后,他认为德州仪器可以找出利用这种元件的方法。跟许多成熟的公司不一样的是,德州仪器拥有足够的勇气进行自我革新。然而根据哈格蒂的回忆,贝尔实验室的负责人当时”显然对我们不知天高地厚的信念感到可笑,他们认为我们不可能发展出在这个领域竞争的实力”。至少在刚开始的时候,贝尔实验室是拒绝向德州仪器出售授权的。“这项业务不适合你们,“这家公司被告知,“我们不认为你们可以做到。”

1952年春,哈格蒂终于成功说服贝尔实验室向德州仪器出售制造晶体管的授权。他还挖来了一位化学研究员戈登·蒂尔(Gordon Teal{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Gordon_Kidd_Teal” rel=“noopener” target=“_blank”}),他在贝尔实验室的办公室就在半导体小组的附近。蒂尔是一位处理锗材料的专家,不过他在加入德州仪器的时候已经将研究兴趣转向了硅材料 --- --- 一种储量丰富而且更耐高温的材料。1954年5月,他成功制作了一个硅晶体管,它采用了由肖克利设计的NPN结晶体管结构。

蒂尔在这个月还参加了一场学术会议,他在这场会议上对一份长达31页的论文进行了解读。正当观众们听得昏昏欲睡的时候,蒂尔说出了一句足以把他们惊醒的话:“虽然刚才我的同事们跟各位提到了硅晶体管的前景不乐观,但是我的口袋里刚好有几个现成的硅晶体管。“他从一台正在播放音乐的电唱机里拿出一个连着电线的锗晶体管,然后把它放入一个装满热油的烧杯里,电唱机的音乐很快就停下来了。接着他对一台采用硅晶体管的电唱机进行了同样的操作,但是由阿蒂·萧(Artie Shaw{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Artie_Shaw” rel=“noopener” target=“_blank”})演奏的《Summit Ridge Drive》并没有出现丝毫的中断。“在会议结束之前,“蒂尔后来说道,“我们带到会场的讲稿副本都被目瞪口呆的观众们一扫而空了。”

**创新的出现是具有阶段性的。**以晶体管的出现为例,它的第一个阶段是由肖克利、巴丁和布拉顿主导的发明阶段。接下来是由像蒂尔这样的工程师主导的生产阶段。最后是由企业家研究如何为产品打造市场的阶段,它的重要性毫不逊于之前的两个阶段。蒂尔的老板,敢作敢为的帕特·哈格蒂正是创新第三阶段的精彩实例。

跟史蒂夫·乔布斯一样,哈格蒂也拥有散布现实扭曲力场的能力,他可以迫使其他人完成一些他们自认为不可能的事情。军用晶体管在1954年的售价为每件16美元,但是为了打入消费者市场,哈格蒂坚持要求他的工程师们想办法将晶体管的单价控制在3美元之内。他们最终做到了。他还逐渐掌握了另外一项乔布斯拥有的能力,他能够构思出一些前所未有的设备,虽然消费者还不知道自己为什么会需要这些设备,但他们很快就会发现自己已经离不开它们了。对于哈格蒂来说,这项能力无论在当时还是在以后都为他带来了很大的帮助。至于晶体管的应用,哈格蒂想到的是生产一款袖珍式收音机。当他尝试说服美国无线电公司和其他生产台式收音机的大公司加入这个项目时,它们(理所当然地)指出消费者没有对袖珍式收音机的需求,但是哈格蒂明白开辟新市场的价值要高于争夺现有市场的份额。他最终说服了一家位于印第安纳波利斯的电视天线放大器生产商成为合作伙伴,共同生产一款叫作”Regency TR-1{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Regency_TR-1” rel=“noopener” target=“_blank”}“的收音机。双方在1954年6月达成了合作协议,这时哈格蒂再次提出了一个似乎不可能完成的要求 --- --- 这款设备必须在同年11月投入市场。事实上他们也做到了。

Regency TR-1收音机

这款Regency收音机的大小相当于一盒索引卡片,它的内部含有四个晶体管,售价为49.95美元。它最初的一个卖点是作为安全避难的工具,因为当时苏联已经成功研制出原子弹。“在遭遇敌人袭击的时候,Regency TR-1将会是您最有价值的财产之一。“这是它的第一版用户手册所写的内容。不过这款收音机很快就成为消费者追捧的产品和青少年的最爱。它酷似iPod的塑料外壳有四种不同的颜色:黑色、象牙白、橘红色和灰色。它在一年之内总共售出了10万台,于是它成为历史上最受欢迎的新产品之一。

突然之间,每一位身处美国的人都知道了什么是晶体管。当时IBM的总裁小托马斯·沃森(Thomas Watson Jr.)买了100台Regency收音机,并把它们拿给了公司的最高领导层,要求他们着手研究如何将晶体管应用于计算机当中。

从更深层的意义来说,晶体管收音机是对数字时代的一个核心主题的首次展示:技术使设备变得个人化。收音机不再是一台放在客厅的共享设备,它变成了一台个人设备,让你无论在何时何地都能收听属于自己的音乐 --- --- 即使这些音乐是你的父母不允许你听的。

晶体管收音机的出现和摇滚乐的兴起之间也确实存在一种互相促进的关系。埃尔维斯·普雷斯利(Elvis Presley)的首张商业唱片《That’s All Right{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/That%27s_All_Right” rel=“noopener” target=“_blank”}》正是在Regency收音机流行的同期推出的。一方面,这种充满叛逆气息的新潮音乐使得每个小孩都想拥有一台收音机。另一方面,收音机可以被随身带到海滩或者地下室这些远离父母的为难和控制的地方,这样也会促进音乐产业的蓬勃发展。“我对发明晶体管的唯一遗憾是它被用在了摇滚乐上。“晶体管的其中一位发明者沃尔特·布拉顿经常这么抱怨道,不过这大概只是一句玩笑而已。飞鸟乐队(The Byrds{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/The_Byrds” rel=“noopener” target=“_blank”})的主唱罗杰·麦奎恩(Roger McGuinn)在1955年庆祝自己的13岁生日时,收到的生日礼物就是一个晶体管收音机。“我听到了猫王的歌,“他回忆道,“这对我来说是一次改变人生的经历。”

从此,人们开始改变自己对电子技术的看法,特别是对于年轻人来说。它将不再是大型企业和军队的专属领域,它也可以是实现个性、自由和创意的工具,甚至还会带来一点叛逆精神。

一鸣惊人 {#086e .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“086e”}

成功的团队有时也会面临解散的危机,对于成员关系紧张的团队来说更是如此。这样的团队需要一种特别的领导才可以团结起来 --- --- 他们既能鼓舞士气,又注重培养人才;在自身竞争力过硬的同时也懂得如何与人协作。肖克利显然是与之完全相反的一种领导。从他独自一人埋头设计整流结晶体管的做法可以看出,即使是对待自己的同事,他也会表现得争强好胜和讳莫如深。优秀团队领导的另外一项技能是能够向下属灌输一种不分上下级的团队精神。肖克利也没有这样的能力。他是一个专制的领导,他经常对下属的建议置之不理,这种做法会对团队的士气造成很大的打击。布拉顿和巴丁之所以能够取得如此重大的成就,是因为肖克利在那段时期只是向他们提出了一些意见,没有对他们的工作进行过多的干涉。但是在此之后他变得更加独断专行了。

在周末打高尔夫球时,巴丁和布拉顿会互相倾诉自己对肖克利的不满。有一天,布拉顿认为他们有必要将这个情况告诉贝尔实验室的主管默文·凯利。“你想打电话给他吗?还是让我来?“他向巴丁问道。最后这项差事毫无疑问地落在了更加能言善道的布拉顿身上。

一天下午,他来到凯利位于肖特山附近的郊区的住处拜访凯利,凯利在镶木板的书房里接见了布拉顿。布拉顿一五一十地说出了他们的不满,以及身为主管和同事的肖克利是如何的不称职。凯利只是随意敷衍了这些怨言。“于是,我最后不经意地向他透露我和巴丁都清楚知道肖克利发明PNP(结)晶体管的时间,我也没有想过这样做会带来什么后果。“布拉顿回忆道。换句话说,他在无意间向凯利发出了一个含蓄的警告:在肖克利名下的整流结晶体管专利申请当中,有部分概念是来自布拉顿和巴丁之前的研究工作的。“凯利意识到如果我们双方在未来出现了专利纠纷,我和巴丁都会如实交代我们知道的东西。这种想法彻底转变了他的态度。从此之后,我在实验室里的地位得到了稍微的改善。“巴丁和布拉顿不再需要向肖克利汇报工作。

但是事实证明这项新的安排不足以令巴丁感到满意。他当时的研究重点已经从半导体转向了超导理论,他还接受了伊利诺伊大学提供的一份工作。“我的困境来自晶体管的发明,“他在交给凯利的辞职信中写道,“在此之前,这里拥有非常好的研究氛围…但是在晶体管发明之后,肖克利开始阻挠小组内的其他成员涉足这个课题。简而言之,他基本上只是利用这个小组来实现他自己的想法。”

巴丁的离职和布拉顿的抱怨都对肖克利在贝尔实验室的地位有所影响。他这种难以相处的性格意味着他已经与升迁无缘。他曾经向凯利甚至是AT&T的总裁提出晋升的要求,但是一直未能如愿。“去你的,“他跟一位同事说道,“我要干出一番属于自己的事业,我将会成为百万富翁,而且我要在加州实现这个目标。“在听到肖克利的打算之后,凯利并没有尝试挽留他,反而鼓励他这样做:“我跟他说如果他觉得自己能赚到100万的话,那就尽管去做吧。“凯利甚至打电话给劳伦斯·洛克菲勒(Laurence Rockerfeller{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Laurance_Rockefeller” rel=“noopener” target=“_blank”}),推荐他向肖克利正在酝酿的事业投资。

1954年,肖克利在事业上寻求突破的同时还经历了一场中年危机。在帮助妻子战胜卵巢癌之后,他在妻子康复期间离开了她。他交了一位新的女友,后来还跟她结了婚。他还从贝尔实验室休了长假。在这场典型的中年危机当中,他甚至给自己买了一辆新车 --- --- 一辆绿色的捷豹XK120双座敞篷跑车。

肖克利在加州理工学院做了一个学期的访问教授,同时在位于华盛顿的美国陆军武器系统评估小组担任临时顾问。然而,为了筹建自己的新公司,他在大部分时间里都是在全国各地之间来回奔波 --- --- 到不同的技术公司观摩学习,以及拜访包括威廉·休利特(William Hewlett)和埃德温·兰德(Edwin Land)在内的成功企业家。“我认为自己应该尝试筹集一些资金,开创一番属于自己的事业,“他向女友写信道,“毕竟我显然要比其他人更聪明,更有活力,而且更懂得人心。“他在1954年写下的日记反映了他当时正在努力坚定自己创业的念头。“缺乏上司的赏识意味着什么?“他在日记中写道。跟许多人物传记的主题一样,他还希望达到已故父亲对自己的期望。在计划如何创办一家将晶体管普及到全世界的公司时,他写下了这么一句话:“这个一鸣惊人的想法会让父亲感到骄傲。”

尽管肖克利后来一直都没有取得事业上的成功,但他还是做到了”一鸣惊人”这点。他准备成立的公司会将一个种满杏树的山谷变成一个点硅成金的宝地。

肖克利半导体 {#17f3 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“17f3”}

洛杉矶商会在1955年2月举行了一场年会,邀请了电子学领域的两位先驱作为年会的贵宾:真空管的发明者李·德富雷斯特(Lee de Forest{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Lee_de_Forest” rel=“noopener” target=“_blank”})和晶体管的其中一位发明者肖克利。坐在肖克利身旁的是洛杉矶商会的副主席,德高望重的企业家阿诺德·贝克曼(Arnold Beckman{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Arnold_Orville_Beckman” rel=“noopener” target=“_blank”})。贝克曼跟肖克利一样也曾经供职于贝尔实验室,他当时的研究内容是真空管制造技术。他在加州理工学院担任教授期间发明了多种测量仪器,其中包括一台用于测量柠檬酸度的仪器。他以自己的发明为基础建立了一家大型制造企业。

同年8月,肖克利邀请贝克曼加入他正在筹建的晶体管公司的董事会。“我问他还打算邀请什么人加入这个董事会,“贝克曼回忆道,“结果他几乎要把仪器制造产业的所有大人物都聚集到自己的董事会,而这些人都将会成为他的竞争对手。“在了解到肖克利这种”幼稚得令人难以置信”的想法之后,贝克曼想帮他找到一个更为明智的创业方式,于是他邀请肖克利来到纽波特比奇与他共度一周的时间,这里是他的帆船停靠的地方。

肖克利的计划是利用气体扩散的方式对硅材料进行掺杂。他可以通过调整时间、气压和温度来精确控制处理的流程,也就是说他可以批量生产不同类型的晶体管。贝克曼被这个想法深深打动了,他说服肖克利不要成立自己的公司,转而出任贝克曼仪器公司的一个新部门的主管,贝克曼会为其提供资金。

贝克曼希望这个部门可以设在洛杉矶地区,因为这是他旗下的大多数部门的所在地。但是肖克利坚持要把它设在自己的家乡帕洛阿尔托,这样可以方便他照顾年事已高的母亲。这对母子之间有着强烈的依恋情感,这点在旁人看来可能会比较难以理解,但是肖克利的坚持对硅谷的形成有着相当重要的历史意义。

当时的帕洛阿尔托仍然保持着肖克利童年时的样子 --- --- 一个被杏树园环绕的大学小城。但是它的人口在20世纪50年代翻了一番,达到52 000人,它在这段时期还新建了12所小学。这个小城之所以会出现大批人口的涌入,有部分原因是国防工业在冷战时期的迅速发展。美国国家航空航天局艾姆斯研究中心(NASA Ames Research Center)坐落于帕洛阿尔托附近的森尼韦尔,由美军U—2侦察机拍摄到的海量情报照片胶卷会被陆续送到这个研究中心进行分析。各家国防承包商也随之在周边地区落地生根,其中包括洛克希德公司的导弹与航空部门(制造潜射弹道导弹)和西屋电气(生产用于导弹系统的电子管和变压器)。为了容纳大批年轻的工程师和斯坦福大学的初级教授,大大小小的住宅区就如雨后春笋般涌现出来。生于1955年的史蒂夫·乔布斯也是在这个地区长大的,他回忆道:“最前沿的军工企业都集中在这里,这是一个神秘而高科技的地方,生活在这里真让人觉得兴奋。”

这些国防承包商为附近地区吸引了一批制造电气测量仪器和其他技术设备的公司。这个产业的起源可以一直追溯到1938年,当时电子设备企业家戴维·帕卡德(David Packard)和他的新任妻子搬到了帕洛阿尔托的新居。不久后,他的好友威廉·休利特也住进了帕卡德家中的一间小屋。这座房子里面还有一个车库 --- --- 这种实用的房屋设施将会成为这个山谷的标志。他们在车库中埋头摆弄各种各样的零件,最后成功做出了他们的首个产品 --- --- 一个音频振荡器(audio oscillator)。到了20世纪50年代,他们创办的惠普公司已经成为周边技术创业公司当中的领头羊。

幸运的是,当时有一个专门容纳这些车库创业者的地方。弗雷德·特曼在就读麻省理工学院期间是万尼瓦尔·布什的博士研究生,他后来成为斯坦福大学工程学院的院长。1953年,特曼将属于斯坦福大学的700英亩未开发空地规划成一个工业园区,技术公司可以用较低的价格租赁这里的土地,并在上面建造崭新的办公楼。这一举措改变了这片区域的面貌。休利特和帕卡德曾经是特曼的学生,他极力说服他们留在帕洛阿尔托创业,而不是像斯坦福大学的大多数顶尖毕业生那样前往东部发展。他们成为斯坦福研究园(Stanford Research Park)的第一批租客。为了进一步发展这个工业园区,后来担任斯坦福大学教务长的特曼鼓励进驻这里的企业与斯坦福大学建立一种互利共赢的关系:企业的员工和管理人员可以在大学里面学习或者担任临时教职,而大学的教授也被允许向这些新建的企业提供咨询服务。斯坦福大学的工业园区最终孕育了成百上千家企业,从瓦里安(Varian)到脸谱网(Facebook)都在此列。

在了解到肖克利正在考虑将他的新公司设在帕洛阿尔托之后,特曼向他写了一封信,他在信中罗列了在斯坦福大学周边创业的各种好处,希望吸引对方前来创业。“我相信把它设立在这里将会是一个互惠互利的选择。“他最后总结道。肖克利也认同了这个想法。作为贝克曼仪器公司旗下的一个部门,肖克利半导体实验室(Shockley Semiconductor Laboratory)最终决定进驻帕洛阿尔托。在新总部大楼进行施工的期间,它在一片原来用作杏子仓库的地方搭起了一间活动房屋作为临时的办公室。硅元素终于来到了这个山谷。

罗伯特·诺伊斯与戈登·摩尔 {#a3b9 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“a3b9”}

肖克利试图从贝尔实验室招聘一些曾经与自己共事过的研究员,但是他们都太了解他的为人了。于是他开始整理一份囊括全国最优秀的半导体工程师的名单,然后在没有提前知会的情况下逐一给他们打电话。在这些工程师当中,最为突出的一位是罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Noyce” rel=“noopener” target=“_blank”}),这位充满魅力的艾奥瓦金童拥有麻省理工学院的博士学位,时年28岁的他当时正在费城飞歌(Philco)公司担任研究经理。对于肖克利来说,诺伊斯注定是一个重要的人选。1956年1月,诺伊斯接到一个电话,然后听到这么一句话:“我是肖克利。“他马上就知道对方是谁了。“这种感觉就像是拿起电话跟上帝说话。“诺伊斯如是说。他后来开玩笑道:“当他开始组建肖克利实验室的时候,他一吹口哨我就过来了。”

罗伯特·诺伊斯

诺伊斯是家中四兄弟中的老三,他的父亲是一位公理会牧师。由于父亲工作的需要,他的童年是在艾奥瓦州的多个农场小镇中度过的 --- --- 包括伯灵顿、大西洋城、迪科拉和韦伯斯特城。诺伊斯的祖父和外祖父都是公理会教会的牧师,公理会是清教徒改革的产物,属于新教运动的一部分。虽然诺伊斯没有继承父辈们的宗教信仰,但是他确实吸收了这个教派对于等级制度、中央权威和独裁式领导的厌恶。

在诺伊斯12岁的时候,他们家最终定居在格林内尔(当时的人口只有5 200人),一个距离得梅因大约50英里的小镇。他的父亲在当地教会得到了一份管理工作。这个小镇的核心建筑是成立于1846年的格林内尔学院(Grinnell College),它是由一批来自新英格兰地区的公理会教友创办的。诺伊斯拥有充满感染力的笑容和笔挺优雅的身材,高中时期的他是一个意气风发的尖子学生、运动健将和万人迷。“嘴角迅速扬起的微笑、得体的举止和良好的家庭、额头上方的卷发,还有他身上散发出的一种痞气 --- --- 以上特质形成了一个极具吸引力的组合。“他的传记作者莱斯利·柏林(Leslie Berlin)这样写道。他在高中时期的女友则表示:“他可能是我遇到过的男人当中外形最优雅的一个。”

多年以后,文学新闻记者汤姆·乌尔夫(Tom Wolfe)为《时尚先生》(Esquire)杂志写了一篇精彩的人物小传(The Tinkerings of Robert Noyce{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://www.esquire.com/news-politics/a12149389/robert-noyce-tom-wolfe/” rel=“noopener” target=“_blank”}),他在这篇文章中对诺伊斯的描写已经接近神化的程度:

鲍勃有一种独特的聆听和凝视的方式。他会稍微低下头,然后眼睛向上凝视着你,他的眼神仿佛能放出100安培的电力。他在望着你的时候从来不会眨眼睛或者吞口水。他能够一字不差地理解你说过的话,然后用他温柔的男中音声线不紧不慢地回应你,而且他在说话的时候通常都会面带微笑,露出整齐洁白的牙齿。他的目光、声线和笑容都有点儿像电影明星加里·库珀(Gary Cooper) --- --- 格林内尔学院最著名的校友之一。坚毅的脸庞、健硕的身材和酷似加里·库珀的举止都让鲍勃·诺伊斯散发出一种心理学家们所说的光环效应。带有光环效应的人似乎都清楚知道自己的魅力所在,而且他们还会让你为他们神魂颠倒。他们会让你看到他们头上的光环。(Bob had a certain way of listening and staring. He would lower his head slightly and look up with a gaze that seemed to be about one hundred amperes. While he looked at you he never blinked and never swallowed. He absorbed everything you said and then answered very levelly in a soft baritone voice and often with a smile that showed off his terrific set of teeth. The stare, the voice, the smile --- it was all a bit like the movie persona of the most famous of all Grinnell College’s alumni, Gary Cooper. With his strong face, his athlete’s build, and the Gary Cooper manner, Bob Noyce projected what psychologists call the halo effect. People with the halo effect seem to know exactly what they’re doing and, moreover, make you want to admire them for it. They make you see the halos over their heads.)

童年时期的诺伊斯在当时常见的一个场所当中获益良多:“爸爸总是能够将我们的地下室改造成一个工作室的样子。“年少的诺伊斯喜欢动手制作各种玩意儿,包括一个真空管收音机、一副带有推进器的雪橇,还有一个他在每天清晨派报时用到的头灯。他最出名的作品是一架悬挂式滑翔机,在放飞这架滑翔机的时候,他可以把它钩在一辆飞驰的汽车的尾部,或者乘上它从谷仓的屋顶往下跳。“我是在美国的一个小镇长大的,所以我们必须做到自给自足。如果有东西坏掉了,我们就要自己动手把它修好。”

诺伊斯和他的几个兄弟都是在班上名列前茅的学生。他平常会为备受尊敬的格兰特·盖尔(Grant Gale)教授修剪家中的草坪,后者在格林内尔学院教授物理课程。他的母亲在教堂礼拜的时候结识了盖尔一家,在母亲的帮助之下,当时正在就读高三的诺伊斯就被允许学习盖尔教授的大学课程。盖尔成为诺伊斯的知识导师,这点一直持续到他入读格林内尔学院的一年之后。

他在格林内尔学院攻读的是数学和物理学的双学位。无论是在学业上还是在课外活动中,他都有非常突出的表现,而且还能保持一贯的优雅。他能够从头推导出物理课上的所有公式,他是美国中西部联盟游泳队的冠军跳水运动员,他在管乐队演奏双簧管,在合唱队唱歌,为模型飞机协会设计电路,在一部广播剧担当主演,还为他的数学教授代教一节关于复数的微积分课。最令人难以置信的是,被众多事务缠身的他仍然非常受欢迎。

然而,他这种既玩世不恭又亲切友善的性格有时也会为他惹来麻烦。在大三那一年,他们宿舍决定举行一场春季烧烤会,诺伊斯和他的一个好友主动提出要去抓一头用来烧烤的猪。在喝下几杯酒之后,他们偷偷溜进了附近的一个农场,手脚并用地抓走了一头25磅重的乳猪。他们在宿舍楼上的浴室里面用菜刀杀了这头号啕大叫的小猪,然后把它烤熟了。接下来他们进行了一场充满欢声笑语和大吃大喝的聚会。但是到了第二天早上,他们还需要处理一个道德上的遗留问题。诺伊斯和他的朋友向受害的农场主坦白了他们的过错,并提出赔偿对方的损失。如果是在故事书里面,他的做法也许可以像乔治·华盛顿承认砍掉樱桃树那样受人称赞。然而,在这个经济落后的艾奥瓦州农场小镇中,盗窃财物可不是一件可以拿来开玩笑的事情,同时也是不可原谅的。这个农场的主人正是性格严厉的镇长,他甚至威胁要起诉他们。最后盖尔教授充当了他们的调解人,并提出了一个和解的方案:诺伊斯将会向农场主赔偿小猪被偷的损失,他还会被勒令休学一个学期,但是不会被开除出校。诺伊斯坦然接受了这项惩罚。

诺伊斯在1949年2月重返校园,这时盖尔帮了他更大的一个忙。这位教授曾经是约翰·巴丁的大学校友。在了解到巴丁在贝尔实验室参与发明晶体管的消息之后,他给巴丁写了一封信,请求对方向他提供一个晶体管的样本。另外他还联系了贝尔实验室的主管,后者是格林内尔学院的校友,而且他的两个儿子在当时也是盖尔的学生。不久后他就收到了一批技术专题论文和一个晶体管。“格兰特·盖尔的手上拿着第一个成功制作出来的点触式晶体管,“诺伊斯回忆道,“当时我正在读大三。我认为这是促使我投入晶体管研究的其中一个原因。“在后来的一次采访中,诺伊斯更加生动地讲述了他当时的兴奋之情:“这个概念对我来说就像是原子弹一样震撼。无须使用真空管就可以实现放大电流这个概念是完全难以置信的。这是那种可以让人感到豁然开朗的想法,它会启发你采用不同的方式来思考。”

到了毕业的时候,诺伊斯凭借自身的风度和魅力获得了格林内尔学院的最高荣誉:布朗·德比奖(Brown Derby Prize),这是一个由全班同学票选得出的奖项,特别颁发给”最轻而易举地取得最优秀学习成绩的毕业生”。然而,在进入麻省理工学院攻读博士学位的时候,他意识到自己必须更加勤奋地投入到学习当中。导师对他的评价是缺乏理论物理学的知识,所以他不得不进修相关的入门课程。在经过了一年的努力之后,他终于跟上了学习的进度,还获得了一项学术奖学金。他的博士论文研究的课题是光电效应如何体现在绝缘体的表面态中。虽然这篇论文无论在实验操作还是分析上都没有特别出彩的地方,但是它确实让诺伊斯熟悉了肖克利在这个领域的研究。

因此当他接到肖克利的工作邀请时,他毫不犹豫地接受了。但是在正式入职之前,他还需要跨过一道特别的门槛。小时候没能在智商测试中脱颖而出的肖克利已经开始展现出自己对智力水平高低的疯狂执迷,而这点将会毁掉他以后的事业。他坚决要求自己的新员工必须完成一连串的心理和智商测试。于是,诺伊斯在曼哈顿的一家测试机构里面待了一整天的时间,完成各种各样的墨迹测试、图画测试和适应性测试。根据测试的结果,他被认为是一个内向的人,而且缺乏担当管理者的潜质,但是事实证明这些测试能够反映的只有它们自身的缺陷。

戈登·摩尔

肖克利的另外一位优秀新员工是言辞温和的化学家戈登·摩尔(Gordon Moore{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Gordon_Moore” rel=“noopener” target=“_blank”}),他的管理潜能也没有得到心理测试机构的肯定。他也是在没有被提前告知的情况下接到了肖克利的电话。肖克利正在精心组建一支拥有不同科学人才的团队,而这些人才之间的协作将会促进创新的出现。“他知道贝尔实验室的化学家一直都起到了很大的作用,所以他认为自己的新公司也需要一位化学家,“摩尔说道,“幸好我认出了电话里的人是谁。我拿起电话之后他就跟我说:‘你好,我是肖克利。’”

戈登·摩尔待人谦逊友善,而且头脑十分敏锐,这些品质使得他在后来成为硅谷最受人尊敬和爱戴的人物之一。他成长于帕洛阿尔托附近的雷德伍德城,他的父亲是这个地区的副警长。在他11岁的时候,邻家的孩子得到了一套化学仪器。“那时候的化学仪器套装里面有一些相当不错的工具。“摩尔回忆道。他还提到了从那时开始,这种化学仪器套装就在政府的监管和父母的担忧之下逐渐消失了,这点也许已经使美国损失了一些宝贵的科学家。他在那时已经可以合成出少量的硝化甘油,然后用这些材料做成炸药。“几盎司的炸药就可以做出非常好玩的爆竹。“他在一次采访中兴奋地这样说道,还一边晃动着自己的十个手指头,似乎要证明它们在经历了自己在童年做出的各种蠢事之后仍然健在。他表示这些化学仪器所带来的乐趣让他走上了学习化学的道路,他先后获得了加州大学伯克利分校和加州理工学院的化学学士和博士学位。

从出生一直到博士毕业,摩尔从来没有去过帕萨迪纳以东的地方。作为一个土生土长的加州人,他拥有平易近人和亲切友善的性格。他在博士毕业之后来到了马里兰州,为一所隶属海军的物理实验室短暂工作过一段时间。但是他和他深爱的妻子贝蒂(她也是北加州的本地人)都非常渴望回到家乡,所以当肖克利的电话打来的时候,他欣然接受了对方的邀请。

摩尔参加面试的时候是27岁,比诺伊斯还小一岁,但是他当时已经开始出现明显的脱发现象。在面试时,肖克利连珠炮似地向他提出各种各样的问题和谜语,手上还拿着一个秒表来计算他的答题时间。摩尔的面试表现非常出色,因此肖克利在当天晚上把他带到了附近知名的聚会场所里克凯悦旅馆(Rickeys Hyatt House)共进晚餐,肖克利在晚餐时还向他表演了自己的得意魔术 --- --- 使用念力弯折一把汤匙。

一败涂地的肖克利 {#e9b5 .graf .graf—h4 .graf-after—p name=“e9b5”}

有些领导者在坚持己见和要求苛刻的同时还能培养出忠心耿耿的下属。他们敢作敢为的精神使他们充满了人格魅力。史蒂夫·乔布斯就是这样的一个例子。他以电视广告的形式讲述了自己的个人宣言,它的开头是这样的:“致疯狂的人。他们特立独行。他们桀骜不驯。他们惹是生非。他们格格不入。“亚马逊网站的创始人杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)也拥有这种鼓舞人心的能力。这种能力的诀窍在于激励人们认同你的使命感,让他们心甘情愿地追随你,甚至到达他们自认为不可能企及的地方。肖克利并没有这样的才能。虽然他身上的光环可以帮他招募到一批优秀的员工,但是当这些员工真正开始与他共事之后,他们很快就会在他的粗暴管理之下心生怨恨,就像布拉顿和巴丁一样。

一个优秀的领导者需要知道什么时候应该坚持自己的想法,什么时候应该听取质疑者的意见。肖克利难以在这两者之间取得平衡。这个问题在他设计一款四层二极管的时候得到了明显的体现。在他的设想之下,这种二极管会比三层晶体管速度更快,同时能够实现更多的功能。它在某种意义上可以算是集成电路的起源,因为这种新元件在执行任务的时候需要在同一块电路板上搭载四到五个晶体管。但是它的制造工艺非常复杂(需要对薄如纸片的硅材料的正反两面进行不同的掺杂处理),而且大部分生产出来的成品都是无法使用的。诺伊斯试过说服肖克利打消生产这种二极管的念头,但是肖克利没有听进去。

许多引起重大变革的创新者在推进新想法的时候都会表现出同样的固执,但是肖克利已经越过了富有远见和痴心妄想之间的界线,变成了领导无方这一反面教材。在研制四层二极管的过程当中,他一直表现得十分隐秘、顽固、专制和偏执。他为此成立了几个秘密的工作小组,同时拒绝向诺伊斯和摩尔等人透露相关的信息。“他无法面对自己决策失误的事实,于是他开始迁怒于自己身边的每一个人,“其中一位反抗他的工程师杰伊·拉斯特回忆道,“他还会出言辱骂我们。我从他的心腹亲信变成了他全部问题的罪魁祸首之一。”

他的偏执已经深入到了他的本性当中,这点可以在一系列打击员工士气的事件当中体现出来。例如,有一位秘书在开门的时候割伤了手指,这时肖克利坚信有人想要陷害他。他要求公司的每一位员工都必须参加一次测谎仪测试。大部分员工都拒绝了这个要求,肖克利也只好就此作罢。后来他们发现割伤那位秘书的只是一颗图钉的尖端,这颗图钉之前一直被钉在门上用于张贴通知。“我认为’暴君’这个词已经不足以概括肖克利了,“摩尔说道,“他是一个性格复杂的人。他的好胜心非常强,他甚至会与自己的下属竞争。根据我外行的诊断,他还是一个偏执狂。”

更糟糕的是,肖克利对四层二极管的执迷被证明是错误的。有时候天才和庸才之间的区别就在于他们的想法是否正确。如果肖克利的二极管在事实上可行,或者他能够把它发展为集成电路的话,他也许会再次成为被世人认可的远见者,然而事实并非如此。

在和昔日的工作搭档巴丁和布拉顿共同获得一项诺贝尔奖之后,肖克利的偏执反而变得更加严重了。他在1956年11月1日早晨接到了获奖的通知电话,他当时的第一反应是觉得这是一个万圣节的恶作剧。在确认了这个消息之后,他开始阴暗地怀疑有人会否定他获奖的资格,于是他向诺贝尔委员会写信询问关于他的反对者的信息,对方拒绝了这个请求。不过至少在当天,肖克利半导体公司内部的紧张气氛得到了缓解,他们在里克凯悦旅馆里面举行了一场庆功午宴。

虽然巴丁和布拉顿一直都与肖克利保持着疏远的关系,但是当他们与家人齐聚斯德哥尔摩参加颁奖典礼的时候,他们之间的气氛尚算热络。在颁奖典礼的演讲上,诺贝尔委员会的主席强调了天才个人和团队协作的结合对于晶体管发明的重要性。他将其称为”远见、创造和坚持的最高成就,这是通过个人和团队的结合实现的”。当天晚上,巴丁和布拉顿在斯德哥尔摩大酒店的酒吧里面饮酒叙旧。肖克利在午夜后不久走了进来。虽然他们在过去6年里几乎没有和他说过话,但是他们在这时候还是放下了隔阂,邀请他与他们坐在一起。

肖克利志得意满地从斯德哥尔摩回到公司,但是他的不安全感却没有丝毫减退。在一次面向员工的讲话当中,他表示”是时候”让世人认可他的贡献了。拉斯特注意到公司内部的气氛开始”迅速恶化”,到后来已经变成了”一所大型的精神研究院”。诺伊斯向肖克利提到公司内部”全体人员的不满情绪”正在逐渐累积,但是他的警告也没有起到什么作用。

肖克利不愿意分享功劳的心态使得他很难营造出一种协作精神。1956年12月,也就是在肖克利获得诺贝尔奖的一个月之后,他的几位员工准备将他们撰写的论文提交给美国物理学会,这时肖克利要求他的名字必须以合著者的身份出现在这些论文上,他们公司提交的大部分专利申请也需要遵守这个要求。另外,他还坚称任何发明都只能有一个真正的发明者,因为”创意的唯一灵感只会出现在某个人的脑海中”。他还补充说其他参与其中的人”仅仅充当协助者的角色”,这种说法也许有点自相矛盾。晶体管的发明也是通过团队协作实现的,但是这段经历却没有让他打消这个观念。

狂妄自大的肖克利不仅会与自己的下属产生冲突,连他名义上的上司和老板阿诺德·贝克曼也成了他发泄的对象。有一次,贝克曼乘飞机来到肖克利的公司开会,讨论控制公司运营成本的需要。肖克利在会议上的行为超出了在场所有人的预料 --- --- 他在全体高层职员的面前大声吼道:“阿诺德,如果你不喜欢我们这里的做法,我随时都可以带着这批人离开,我无论在任何地方都能够得到支持。“然后他怒气冲冲地走出了会议室,留下他的老板和员工们面面相觑。

在其他心怀怨恨的同事的请求之下,戈登·摩尔在1957年5月代表他们致电给贝克曼,他在电话中转达了员工们的怨言。刚刚被肖克利羞辱过的贝克曼也表达了自己对这批员工的关心。“你们那边的情况看来不太乐观,是吧?“贝克曼慰问道。

“情况确实不妙。“摩尔回应道。他向贝克曼保证,如果肖克利可以离开的话,那么其他骨干员工将会继续留下来。但是反过来的情况也同样成立,摩尔警告如果不换一位有能力的领导来顶替肖克利,那么员工们将很有可能离开。

摩尔和他的同事们刚刚看过电影《叛舰凯恩号》(The Caine Mutiny),然后他们也开始密谋反抗他们的”奇格舰长”(Captain Queeg)。在接下来的几个星期里,由摩尔带领的7位不满现状的骨干员工与贝克曼进行了一系列的秘密会议和晚餐,他们最终达成了一个协议:肖克利将被调任为高级顾问的职位,而且他所有的管理职责也会被移除。贝克曼在一顿晚餐上向肖克利通知了这项人事变动。

起初肖克利勉强同意了这个安排。他允许诺伊斯负责管理公司的运作,并将自己的职责限制为提供想法和战略建议。但是他很快就改变了主意。放弃控制权从来都不是肖克利的本性,况且他对诺伊斯的管理能力也存有疑虑。他向贝克曼表示诺伊斯不会成为一个”积极进取的领导”,而且诺伊斯也不够坚决果断。肖克利的批评其实也有一些可取之处。肖克利本身也许是一个过于好胜和固执的领导,但是为人友善随和的诺伊斯却缺乏一些必要的强硬。对于管理者来说,一个非常关键的要求是能够在坚决和包容之间取得平衡,肖克利和诺伊斯都不能精确地把握好这个标准。

当需要在肖克利和员工之间做出抉择的时候,贝克曼临阵退缩了。“我有一种不当的忠诚感,我觉得自己对肖克利有所亏欠,而且我应该给他足够的机会来证明自己,“贝克曼后来解释道,“如果我当时知道后来会发生的事情,我肯定会跟肖克利说再见。“贝克曼的决定震惊了摩尔和他的支持者们。“贝克曼实际上是在告诉我们:‘肖克利才是你们的老大,如果不能接受就滚蛋吧。‘“摩尔回忆道,“我们发现一群年轻的博士确实无法轻易撼动一位新晋诺贝尔奖得主的地位。“一场叛变已经变得不可避免。“我们完全被逼上了绝路,我们当时已经到了不得不离开的时候了。“拉斯特如是说。

在当时来说,离开一家成熟的企业去成立一家竞争对手企业是很不寻常的,所以他们的决定需要一定的勇气。“那时候这个国家的商业文化是一直为一家公司工作,直到退休为止,“技术公司营销大师里吉斯·麦肯纳(Regis McKenna)评论道,“这是美国东海岸,甚至是中西部地区的传统价值观。“当然,如今的情况已经不再如此,而促成这种文化转变的正是肖克利的反叛者们。“从现在看来,这是再正常不过的事情了,因为我们这里已经接受了这样的惯例 --- --- 主要是在这批人才的不断流动中建立的,“硅谷历史学家迈克尔·马隆(Michael Malone)说道,“现在你就算在外面创业失败,也总比在一家公司待上30年要好。但是20世纪50年代的情况可不是这样,他们当时肯定感到非常害怕。”

这个反叛小组最初总共有7个人(诺伊斯当时还没有加入),摩尔是他们的带头人。他们决定成立一家属于他们自己的公司,但是成立公司需要一笔资金。于是,他们当中的尤金·克莱纳给他父亲的股票经纪人写了一封信,这位经纪人来自海登斯通公司(Hayden, Stone & Co.) --- --- 一家在华尔街享负盛名的证券公司。在交代完他们的背景之后,克莱纳在信中断言道:“我们相信可以在三个月之内组建一家半导体公司。“这封信最后落到了一位年仅30岁的证券分析师亚瑟·洛克(Arthur Rock)的手上,他从就读哈佛商学院的时候就开始涉足风险投资,而且一直以来都少有失手。洛克说服了他的上司巴德·科伊尔(Bud Coyle)和他一起前往西海岸一探究竟。

洛克和科伊尔在旧金山的克里夫特酒店(Clift Hotel)会见了这七位工程师,但是他们发现这个团队还缺乏一位领导者,于是他们催促这些反叛者尽快邀请诺伊斯入伙,后者在之前一直都拒绝加入他们,因为他觉得自己应该对肖克利尽责。摩尔最终成功说服诺伊斯参加他们的下一场会议。诺伊斯在会议上给洛克留下了深刻的印象:“我一看到诺伊斯就被他的魅力深深吸引住了,我可以看出他非常适合担任他们的领导。他们会听从他的命令。“在这场会议上,包括诺伊斯在内的八人达成了一个协议:他们会共同离职并创办一家新的公司。科伊尔拿出了几张崭新的美元钞票,让他们在上面签上自己的名字,作为一份象征性的合同。

在当时,要融资成立一家完全独立的公司是很困难的,对于从知名公司离职的创业者来说更是如此。那时候业界还没有形成向创业公司投资种子基金的观念。这种新型的投资方式要等到诺伊斯和摩尔创办下一家公司的时候才开始流行,这点我们会在下文讨论到。所以他们选择的是寻找一家现有的公司资助他们成为一个半独立的部门,就像是贝克曼与肖克利的关系一样。在接下来的几天内,他们仔细地翻阅了《华尔街日报》,并从中找出35家有可能接纳他们的企业。洛克在回到纽约之后就开始给这些企业打电话,但是没有得到任何正面的回应。“没有一家企业愿意接手一个独立的部门,“他回忆道,“他们认为现有的雇员会对此有意见。我们已经尝试了几个月的时间,正当我们准备放弃的时候,有人建议我去拜访谢尔曼·费尔柴尔德(Sherman Fairchild{.markup—anchor .markup—p-anchor data-href=“https://en.wikipedia.org/wiki/Sherman_Fairchild” rel=“noopener” target=“_blank”})。”

费尔柴尔德对于他们来说是一位非常合适的投资人。他是仙童摄影器材公司(Fairchild Camera and Instrument)的老板。除了身兼发明家、花花公子和企业家的身份以外,他还是IBM最大的个人股东,而他的父亲正是IBM的联合创始人之一。作为一位出色的发明家,他在哈佛大学读大一的时候就发明了世界上第一台闪光同步相机。他后来在航拍技术、雷达相机、特殊用途飞机、网球场照明、高速磁带录音机、用于印刷报纸的利索型照相排字机(lithotype)、彩色雕刻机和防风火柴等领域都有所建树。除了继承大笔遗产,这些发明成果也为他带来了不菲的财富。他喜欢赚钱的乐趣,更享受花钱的快感。他是21俱乐部(21 Club)和摩洛哥夜总会(El Morocco)的常客,按照《财富》杂志的原话:“陪在他身边的美女就像是扣在衣领的襟花一样,每隔几天就会换一个。“他亲自设计了位于曼哈顿上西区的自家宅邸,里面采用了玻璃制成的幕墙和斜坡,下方的中庭是一座由陶瓷覆盖的岩石砌成的花园,未来感十足。

费尔柴尔德爽快地拿出了150万美元作为这家新公司的启动资金(大概是8位创始人原定金额的两倍),他将会以期权交易的形式获取这笔投资的回报。如果这家公司在日后取得了成功,他可以以300万美元的价格把它完全买下来。

诺伊斯和他的追随者们组成的”八叛逆”(the traitorous eight)也把他们的公司选址在帕洛阿尔托的市郊,它和肖克利半导体公司就在一条公路上,后者在经过这次的人才流失之后一直都未能恢复元气。6年后,肖克利终于放弃了从商的念头,转而担任斯坦福大学的教授。另外,他的偏执狂心理也变得越来越严重,他开始执迷于种族之间存在遗传水平差异的观念 --- --- 他认为黑人的基因存在智商上的劣势,所以不应该鼓励他们进行生育。自此以后,这位曾经构思晶体管概念并带领人们来到硅谷这片乐土的天才就成了众矢之的,他的每次演讲都会出现大批的起哄者。

相比之下,由”八叛逆”成立的仙童半导体公司是体现天时、地利、人和三者的典范。因为帕特·哈格蒂在德州仪器公司研制的袖珍式收音机受到了消费者的热捧,所以市场对于晶体管的需求正在不断增长,而且这个增长速度还会继续攀升:1957年10月4日,也就是在仙童半导体公司成立的三天之后,苏联成功发射了斯普特尼克号(Sputnik)人造卫星,同时触发了美苏之间的”太空大战”。民用航天项目和建造弹道导弹的军用项目都在推动计算机和晶体管的需求。这些需求也促进了这两项技术之间的共同进步。因为计算机需要被做成能够装进火箭头锥的大小,所以找出将成千上万个晶体管塞入小型设备当中的方法成了一件非常紧迫的事情。

(沃尔特·艾萨克森. 创新者[M]. 中信出版社, 2016.) ::: ::: :::

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