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文化

12月23日,71年前,晶体管的出现让信息革命成为可能

蔡一能2018-12-23 06:00:52

《历史上的今天》是好奇心日报的新栏目,致力于让你了解更多。

今天是 2018 年 12 月 23 日,距离这一年结束还有 8 天。

1947 年的今天,贝尔电话实验室 1 号楼 1E455 房间,研究员约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿按照团队第三名成员威廉·肖克利的设想,完成了首个点接触锗晶体管的制造。一场电子革命即将到来,全世界的生活、工作与娱乐方式由此改变。

发明晶体管之前,肖克利三人组逐渐搞清楚了电流在半导体中的工作原理。基于这些特性,他们确认,半导体器件可以用作电信号的放大器和开关,从而实现信息的便捷传递。虽然单个器件只能表达一些简单的逻辑,但当成千上万的器件一同工作,所能处理的信息就会超出人们的想象。

用电子元件传递信号的想法从电话时代就开始了。20 世纪上半叶,人们普遍使用真空管来维持电话线、计算机的运行,但这种设备功耗高、体积大,早期的计算机不得不造得像房子一样大。晶体管为此提供了解决方案,它让大规模通讯与计算变得稳定、便利且廉价。

如果说晶体管的发明是一个奇迹,它也造成了肖克利三人组分道扬镳。让肖克利又惊喜又生气的是,两名合作伙伴竟然在他不知情的状况下把晶体管做了出来。他决定另起炉灶,发明出更可靠的结式晶体管。

这些发明并没有受到太多关注,但肖克利相信它就是未来。他在加州帕罗奥图(这个地名今天出现在全世界无数电子设备上)成立了肖克利半导体公司。不久,这家公司的技术人员出走成立了仙童半导体公司,以及后来的芯片业巨头英特尔。

1956 年,巴丁、布拉顿和肖克利因对半导体效应的研究与应用获得诺贝尔物理学奖。

过去半个多世纪,晶体管的材料从锗变为硅,以帕罗奥图为中心形成了科技公司遍布的硅谷。一块芯片上集成的电晶体数量已经上升至数十亿颗,并且还在按照摩尔定律倍增,提升电子设备的性能。2016 年,劳伦斯伯克利国家实验室宣布将晶体管制程缩短至 1 nm,晶体管的极限还在探索之中。

仅仅想象数十亿颗晶体管协同工作就是一件美妙的事。他们在比发丝更细的尺度上被提纯、切割、打磨、光刻、清洗、封装……每一道工序都堪称工业奇迹。也因为如此,高端芯片的生产被认为代表了一个国家的工业实力。

(参考资料:PBS:Transistorized!Milestones: Invention of the First Transistor at Bell Telephone Laboratories, Inc., 1947;温婧:《一颗“芯”是如何炼成的》;Wikipedia)

首个晶体管的复制品。图片来源:Wikimedia

此外还有:

美联储诞生

1913 年的今天,美国总统威尔逊签署了《联邦储备法案》。这项法案宣告了美国联邦储蓄系统的诞生,并为该系统设定了三个核心目标:最大化就业,稳定物价,调节长期利率。

美联储成立之前,一系列金融危机——尤其是 1907 年的危机让许多人相信,有必要组成一个负责稳定金融系统的中央银行。它最好能平衡银行的私人性和联邦政府的集中决策。为此,美联储设计了复杂的组织结构,包含一个由总统任命的联邦储备委员会和十二个地区联邦储备银行。在联储最重要的公开市场委员会,美联储主席和地区联邦储蓄银行行长享有平等投票权,共同决定货币政策。

随着美国霸权和美元本位制的确立,全世界的金融市场都和美联储息息相关。每六周,各国官员、经济学家和投资者都会把目光投向美联储公开市场会议,抓住美联储主席发言中的每一个细小信号:经济是否过热,多快将会加息……

东京铁塔

1958 年的今天,东京塔正式对外营业。它的官方名称叫日本电波塔,主要功能是发送电视、广播等信号。

像埃菲尔铁塔一样,东京塔一经开放,就成了旅游地标。开业第一年,520 万人参观了东京塔。这座铁塔高 333 米,有意高出埃菲尔铁塔,也和昭和 33 年开业形成巧合。临近零点,总有情侣眺望东京铁塔,希望像传说那样因为看到熄灯瞬间而得到幸福。

开县特大井喷事故

2003 年的今天,重庆开县高桥镇,剧毒的硫化氢从矿井里猛烈喷出,在夜幕下蔓延开来。243 人中毒死亡,4000 多人就医,10 万人连夜疏散。根据《瞭望东方周刊》的一篇报道,一名正在广东打工的青年第二天早上接到了要他回家的电话。到家时,他发现这个家只剩下他自己。

事后的调查表明,事故的直接原因是钻井人员的工作疏忽,而事故发生后的错误决策则导致了险情的扩大。次年四月,中石油总经理马富才引咎辞职,“引咎辞职”和“官员问责”成为 2004 年中国社会的关键词。

矿难后的 5 年里,高桥镇通了公路、电话和自来水,手机、摩托车和汽车陆续出现。当地官员称,大量的赔款“使得高桥镇的发展至少加快了 10 年”。

尼泊尔废除君主制

2007 年的今天,尼泊尔执政联盟达成协议,同意废除存在了 239 年的君主政体,实行“民主共和”。

很长一段时间里,尼泊尔国王都是该国的实权领袖,在宗教和社会事务上也举足轻重。到 20 世纪下半叶,越来越多的民众和政党开始要求实行真正的议会民主。2001 年,尼泊尔发生王室血案,严重损害了王室的形象。2005 年,沙阿王朝第 12 代国王贾南德拉试图解散政府,独掌大权,彻底透支了民众的信任。尼泊尔议会随后投票决定废除国王的立法否决权,贾南德拉从此失去实权,搬进了山林中的一处王宫。

2008 年 5 月,尼泊尔联邦民主共和国正式成立。

另外——

今天还是德国前总理赫尔穆特·施密特的百年诞辰。这位很“酷”的总理出过古典音乐唱片、参加过康德学术会议、为他仰慕的哲学家波普尔的文集作过序,退休后也曾因在公共场合吸烟被市民举报。他还被认为属于少数对中国有深刻理解的西方政治家。


题图来自:Alexandre Debiève on Unsplash

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