Уильям Брэдфорд Шокли-младший (13 февраля 1910 — 12 августа 1989) — американский изобретатель, физик и евгеник . Он был менеджером исследовательской группы в Bell Labs , в которую входили Джон Бардин и Уолтер Браттейн . Трое ученых были совместно награждены Нобелевской премией по физике 1956 года за «исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта ». [1]
Частично в результате попыток Шокли коммерциализировать новую конструкцию транзистора в 1950-х и 1960-х годах калифорнийская Силиконовая долина стала рассадником инноваций в электронике. Он нанял блестящих сотрудников, но быстро оттолкнул их своим авторитарным и беспорядочным руководством; они ушли и основали крупные компании в отрасли. [2]
В дальнейшей жизни, будучи профессором электротехники в Стэнфордском университете и позже, Шокли стал широко известен своими расистскими взглядами и пропагандой евгеники . [3] [4] [5] [6] [7] [8]
Шокли родился в семье американцев в Лондоне 13 февраля 1910 года и с трех лет рос в родном городе своей семьи Пало-Альто , штат Калифорния. [9] Его отец, Уильям Хиллман Шокли, был горным инженером , который зарабатывал на жизнь спекуляциями на шахтах и говорил на восьми языках. Его мать, Мэй (урожденная Брэдфорд), выросла на американском Западе, окончила Стэнфордский университет и стала первой женщиной-заместителем горного маркшейдера США. [10] Шокли обучался на дому до восьми лет из-за неприязни его родителей к государственным школам, а также из-за привычки Шокли к жестоким истерикам. [7] Шокли в молодом возрасте научился физике у соседа, который был профессором физики в Стэнфорде. [11] Шокли провел два года в Военной академии Пало-Альто, затем ненадолго поступил в Тренерскую школу Лос-Анджелеса, чтобы изучать физику, а затем окончил среднюю школу Голливуда в 1927 году . [12] [13]
Шокли получил степень бакалавра наук в Калифорнийском технологическом институте в 1932 году и докторскую степень в Массачусетском технологическом институте в 1936 году. Название его докторской диссертации было «Электронные полосы в хлориде натрия» - тема, предложенная руководителем его диссертации Джоном К. Слейтером . [14]
Шокли был одним из первых сотрудников Bell Labs Мервина Келли , который стал директором по исследованиям компании в 1936 году и сосредоточился на найме физиков твердого тела . [15] Шокли присоединился к группе, возглавляемой Клинтоном Дэвиссоном в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси . [16] Руководители Bell Labs предположили, что полупроводники могут предложить полупроводниковую альтернативу электронным лампам , используемым в общенациональной телефонной системе Bell. Шокли задумал ряд конструкций на основе полупроводниковых материалов из оксида меди и вместе с Уолтером Брэттеном безуспешно пытался создать прототип в 1939 году. [15]
Шокли опубликовал в журнале Physical Review ряд фундаментальных статей по физике твердого тела . В 1938 году он получил свой первый патент «Устройство разряда электронов» на электронные умножители . [17]
Когда разразилась Вторая мировая война , предыдущие исследования Шокли были прерваны, и он стал заниматься радиолокационными исследованиями на Манхэттене ( Нью-Йорк ). В мае 1942 года он взял отпуск из Bell Labs и стал директором по исследованиям в группе противолодочных операций Колумбийского университета . [18] Это включало разработку методов противодействия тактике подводных лодок с использованием усовершенствованных методов конвоирования , оптимизации схемы глубинных бомб и так далее. Шокли часто ездил в Пентагон и Вашингтон, чтобы встретиться с высокопоставленными офицерами и правительственными чиновниками. [19]
В 1944 году он организовал программу обучения пилотов бомбардировщиков B-29 использованию новых радиолокационных бомбовых прицелов. В конце 1944 года он совершил трехмесячную поездку по базам по всему миру, чтобы оценить результаты. За этот проект военный министр Роберт Паттерсон 17 октября 1946 года наградил Шокли медалью «За заслуги ».
В июле 1945 года военное министерство попросило Шокли подготовить отчет по вопросу о вероятных потерях в результате вторжения на материковую часть Японии. Шокли заключил:
Если исследование показывает, что поведение наций во всех исторических случаях, сравнимых с японским, на самом деле неизменно соответствовало поведению войск в бою, то это означает, что количество погибших и неэффективных японцев на момент поражения превысит соответствующее номер для немцев. Другими словами, нам, вероятно, придется убить по меньшей мере от 5 до 10 миллионов японцев. Это может стоить нам от 1,7 до 4 миллионов жертв, в том числе от 400 000 до 800 000 убитых. [21]
Этот доклад повлиял на решение США сбросить атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки, предшествовавшее капитуляции Японии. [22]
Шокли был первым физиком, предложившим логарифмически нормальное распределение для моделирования процесса создания научных исследовательских работ. [23]
Вскоре после окончания войны в 1945 году Bell Labs сформировала группу по физике твердого тела во главе с Шокли и химиком Стэнли Морганом, в которую вошли Джон Бардин , Уолтер Браттейн , физик Джеральд Пирсон , химик Роберт Гибни, эксперт по электронике Хилберт Мур и несколько технических специалистов. . Их задачей было найти полупроводниковую альтернативу хрупким стеклянным ламповым усилителям. Первые попытки были основаны на идеях Шокли об использовании внешнего электрического поля в полупроводнике для воздействия на его проводимость. Эти эксперименты каждый раз терпели неудачу во всех конфигурациях и материалах. Группа находилась в тупике, пока Бардин не предложил теорию, которая основывалась на поверхностных состояниях , которые не позволяли полю проникать в полупроводник. Группа переключила свое внимание на изучение этих поверхностных состояний, и они встречались почти ежедневно, чтобы обсудить работу. В группе были прекрасные взаимопонимания и свободный обмен идеями. [24]
К зиме 1946 года у них было достаточно результатов, чтобы Бардин представил в Physical Review статью о поверхностных состояниях . Браттейн начал эксперименты по изучению поверхностных состояний посредством наблюдений, сделанных при освещении поверхности полупроводника ярким светом. Это привело к появлению еще нескольких статей (одна из них была написана в соавторстве с Шокли), в которых плотность поверхностных состояний оценивалась как более чем достаточная, чтобы объяснить неудачные эксперименты. Темп работ значительно ускорился, когда точечные контакты между полупроводником и проводящими проводами начали окружать электролитами . Мур построил схему, которая позволяла им легко изменять частоту входного сигнала. Наконец, они начали получать некоторые свидетельства усиления мощности, когда Пирсон, действуя по предложению Шокли, приложил напряжение к капле бората гликоля, помещенной поперёк p–n-перехода . [25]
Адвокаты Bell Labs вскоре обнаружили, что принцип полевого эффекта Шокли был ожидаемым, и устройства на его основе запатентованы в 1930 году Джулиусом Лилиенфельдом , который подал свой патент, подобный MESFET , в Канаде 22 октября 1925 года. [26] [27] Хотя патент появился «ломающийся» (он не мог работать), патентные поверенные основывали одну из четырех патентных заявок только на конструкции точечного контакта Бардина-Бреттена. Три других (представленных первыми) рассматривали транзисторы на основе электролита, изобретателями которых были Бардин, Гибни и Браттейн. [ нужна цитата ]
Имя Шокли не было ни в одной из этих патентных заявок. Это разозлило Шокли, который считал, что его имя также должно быть в патентах, поскольку работа была основана на его идее эффекта поля. Он даже приложил усилия, чтобы патент был написан только на его имя, и рассказал Бардину и Браттейну о своих намерениях. [28]
Шокли, разгневанный тем, что его не включили в патентные заявки, тайно продолжил свою работу по созданию транзистора другого типа, основанного на переходах, а не на точечных контактах; он ожидал, что такая конструкция с большей вероятностью будет коммерчески жизнеспособной. Он считал, что транзистор с точечным контактом окажется хрупким и трудным в производстве. Шокли также был недоволен некоторыми частями объяснения того, как работает точечный транзистор, и предположил возможность инжекции неосновных носителей .
13 февраля 1948 года другой член команды, Джон Н. Шайв , построил транзистор с точечным контактом с бронзовыми контактами на передней и задней части тонкого клина германия , доказав, что дырки могут диффундировать через объем германия, а не только по поверхности, как это происходит. раньше думал. [29] : 153 [30] : 145 Изобретение Шайва послужило толчком для [31] изобретения Шокли переходного транзистора. [29] : 143 Несколько месяцев спустя он изобрел совершенно новый, значительно более надежный тип транзистора со слоистой или «сэндвичевой» структурой. Эта структура использовалась для подавляющего большинства всех транзисторов до 1960-х годов и превратилась в транзистор с биполярным переходом. Позже Шокли описал работу команды как «смесь сотрудничества и конкуренции». Он также сказал, что держал в секрете некоторые из своих работ, пока его «рука не была вынуждена» наступлением Шайва в 1948 году. [32] Шокли разработал довольно полное описание того, что он назвал «сэндвич-транзистором», и первое доказательство принципа было получено 7 апреля 1949 года.
Тем временем Шокли работал над своим выдающимся произведением « Электроны и дырки в полупроводниках» , которое было опубликовано в виде 558-страничного трактата в 1950 году. Том включал критические идеи Шокли о дрейфе и диффузии, а также дифференциальные уравнения, которые управляют потоком электронов в твердотельных кристаллах. . Также описано уравнение диода Шокли . Эта плодотворная работа стала справочным текстом для других ученых, работающих над разработкой и усовершенствованием новых вариантов транзисторов и других устройств на основе полупроводников. [33]
Результатом этого стало изобретение им биполярного « переходного транзистора », о котором было объявлено на пресс-конференции 4 июля 1951 года. [34]
В 1951 году он был избран членом Национальной академии наук (НАН). Ему был сорок один год; это было довольно молодо для таких выборов. Два года спустя он был выбран лауреатом престижной премии Комстока [35] по физике НАН, а также получил множество других наград и наград.
Последовавшая за этим шумиха, вызванная «изобретением транзистора», часто выдвигала Шокли на передний план, к большому огорчению Бардина и Брэттена. Однако руководство Bell Labs последовательно представляло всех троих изобретателей как одну команду. Хотя Шокли исправил запись, в которой репортеры отдали ему единоличную заслугу в изобретении, [36] в конечном итоге он разозлил и оттолкнул Бардина и Брэттена и, по сути, заблокировал им работу над переходным транзистором. Бардин начал заниматься теорией сверхпроводимости и покинул Bell Labs в 1951 году. Браттейн отказался работать с Шокли дальше и был переведен в другую группу. Ни Бардин, ни Браттейн не имели особого отношения к разработке транзистора после первого года после его изобретения. [37]
Шокли покинул Bell Labs примерно в 1953 году и устроился на работу в Калифорнийский технологический институт. [38]
Шокли, Бардин и Браттейн получили Нобелевскую премию по физике в 1956 году. [1]
В 1956 году Шокли основал лабораторию полупроводников Шокли в Маунтин-Вью, Калифорния , которая находилась недалеко от его пожилой матери в Пало-Альто, Калифорния. [39] [40] Компания, подразделение Beckman Instruments , Inc., была первым учреждением, работающим над кремниевыми полупроводниковыми устройствами в так называемой Силиконовой долине .
Шокли набирал в свою компанию блестящих сотрудников, но отталкивал их, неустанно подрывая их позиции. [2] [41] «Возможно, он был худшим менеджером в истории электроники», по словам его биографа Джоэла Шуркина. [41] [2] Шокли был авторитарным, властным, эксцентричным, трудноугодным и все более параноидальным. [42] [43] В одном широко известном инциденте он потребовал пройти проверку на детекторе лжи , чтобы найти «виновника» после того, как секретарь компании получил незначительное порезание. [43] В конце 1957 года восемь лучших исследователей Шокли, которых впоследствии стали называть « восьмеркой-предателем », ушли в отставку после того, как Шокли решил не продолжать исследования полупроводников на основе кремния. [44] [38] Они продолжили формировать Fairchild Semiconductor , потеря, от которой Shockley Semiconductor так и не оправилась и которая привела к ее покупке другой компанией три года спустя. В течение следующих 20 лет более 65 новых предприятий вернутся в Fairchild. [45]
Группа из примерно тридцати коллег время от времени встречалась с 1956 года, чтобы вспомнить время, проведенное с Шокли, как, как сказал в 2002 году организатор группы, «человеком, который принес кремний в Силиконовую долину». [46]
После того, как Шокли оставил свой пост директора Shockley Semiconductor, он поступил на работу в Стэнфордский университет, где в 1963 году был назначен профессором инженерных и прикладных наук им. Александра М. Понятова , и занимал эту должность до выхода на пенсию в качестве почетного профессора в 1975 году . 47]
В последние два десятилетия своей жизни Шокли, не имевший степени генетика , стал широко известен своими крайними взглядами на расу и человеческий интеллект , а также своей пропагандой евгеники . [3] [6] Как описано в его некрологе Los Angeles Times : «Он прошел путь от физика с безупречными академическими знаниями до генетика-любителя, став громоотводом, чьи взгляды вызвали демонстрации в кампусе и каскад клеветы». Он считал, что его работа важна для будущего человечества, и назвал ее самым важным аспектом своей карьеры. Он утверждал, что более высокий уровень воспроизводства среди якобы менее умных людей имеет дисгенический эффект, и утверждал, что падение среднего интеллекта приведет к упадку цивилизации . Он также утверждал, что чернокожие люди генетически и интеллектуально уступают белым . [3] Биограф Шокли Джоэл Шуркин отмечает, что на протяжении большей части жизни Шокли в расово сегрегированных Соединенных Штатах того времени он почти не контактировал с чернокожими людьми. [48] В дебатах с психиатром Фрэнсис Кресс Уэлсинг и на линии огня с Уильямом Ф. Бакли-младшим Шокли утверждал: «Мои исследования неизбежно приводят меня к мнению, что основная причина интеллектуальных и социальных недостатков американских негров является наследственной и имеет расово-генетическое происхождение и, таким образом, не может быть в значительной степени исправлено практическими улучшениями окружающей среды». [49]
Шокли был одним из расовых теоретиков , получавших деньги от Pioneer Fund , и по крайней мере одно пожертвование ему поступило от его основателя, евгеника Уиклиффа Дрейпера . [50] [51] Шокли предложил, чтобы лицам с IQ ниже 100 платили за добровольную стерилизацию по 1000 долларов за каждый их балл IQ ниже 100. [3] Это предложение привело к тому, что Университет Лидса отозвал свое предложение о почетной стерилизации. ему степень. [3] Антрополог и крайне правый активист Роджер Пирсон защищал Шокли в самостоятельно опубликованной книге, написанной в соавторстве с Шокли. [52] В 1973 году профессор Университета Висконсин-Милуоки Эдгар Г. Эппс утверждал, что «позиция Уильяма Шокли допускает расистские интерпретации». [53] Южный центр по борьбе с бедностью описывает Шокли как белого националиста , который не смог предоставить доказательства своих евгенических теорий на фоне «почти всеобщего признания того, что его работа была работой расистского чудака». [54] Научный писатель Анджела Сайни описывает Шокли как «отъявленного расиста». [50]
Шокли настаивал на том, что он не расист . [53] [55] Он написал, что его выводы не подтверждают превосходство белых , вместо этого утверждая, что жители Восточной Азии и евреи живут лучше, чем белые в интеллектуальном плане. [53] В 1973 году профессор Университета Висконсин-Милуоки Эдгар Г. Эппс написал: «Я рад, что профессор Шокли не является сторонником арийского превосходства, но я хотел бы напомнить ему, что теория, поддерживающая наследственное превосходство жителей Востока или евреев, столь же расистская. в природе как доктрина арийского превосходства». [53]
Пропаганда евгеники Шокли вызвала протесты. В одном случае научное общество «Сигма Си» , опасаясь насилия, отменило собрание 1968 года в Бруклине , на котором Шокли должен был выступить. [56]
В 1981 году в Атланте Шокли подал иск о клевете против Конституции Атланты после того, как научный писатель Роджер Уизерспун сравнил защиту Шокли программы добровольной стерилизации с нацистскими экспериментами над людьми . На рассмотрение иска ушло три года. Шокли выиграл иск, но получил только один доллар в качестве компенсации за ущерб [57] и не получил никаких штрафных санкций . Биограф Шокли Джоэл Шуркин, научный обозреватель, работавший в те годы в штате Стэнфордского университета, резюмирует это заявление, говоря, что оно было клеветническим, но к тому времени, когда суд вынес вердикт, репутация Шокли не стоила многого. [58] Шокли записывал свои телефонные разговоры с репортерами, расшифровывал их и отправлял репортерам заказным письмом. В какой-то момент он подумывал о том, чтобы заставить репортеров пройти простой тест по его работе, прежде чем он обсудит с ними ее суть. Его привычка сохранять все свои бумаги (включая списки белья) обеспечивает исследователям обширную документацию о его жизни. [59]
Шокли был кандидатом от республиканской партии на выборах в Сенат США в Калифорнии в 1982 году . Он выступал на платформе, посвященной одному вопросу : противодействию «дисгенной угрозе», которую, как он утверждал, представляют афроамериканцы и другие группы. [60] [54] [61] Он занял восьмое место на предварительных выборах, получив 8308 голосов и 0,37% голосов. [62] По словам Шуркина, к этому времени «его расизм разрушил его авторитет. Почти никто не хотел с ним ассоциироваться, и многие из желающих принесли ему больше вреда, чем пользы». [63]
В возрасте 23 лет, еще будучи студентом, Шокли женился на Джин Бэйли в августе 1933 года. У пары было двое сыновей и дочь. [64] Шокли расстался с ней в 1953 году. [38] Он женился на Эмили Лэннинг, медсестре психиатрической больницы, в 1955 году; она помогла ему с некоторыми из его теорий. [38] [65] Хотя один из его сыновей получил докторскую степень в Стэнфордском университете, а его дочь окончила Рэдклифф-колледж, Шокли считал, что его дети «представляют собой очень значительный регресс… моя первая жена – их мать – не имела такого высокого образования». академические достижения, как и у меня». [3]
Шокли был опытным скалолазом и часто посещал Шаванганкс в долине реки Гудзон . Его маршрут через выступ, известный как «Потолок Шокли», является одним из классических маршрутов для скалолазания в этом районе. [25] [66] В нескольких [ требуется проверка ] путеводителях по скалолазанию название маршрута было изменено на «Потолок» в 2020 году из-за разногласий по поводу евгеники Шокли. [67] Он был популярен как оратор, лектор и фокусник-любитель. Однажды он «волшебным образом» принес букет роз в конце своего выступления перед Американским физическим обществом . В ранние годы он также был известен своими тщательно продуманными розыгрышами. [68] У него было давнее хобби — выращивание колоний муравьев . [12]
Шокли пожертвовала сперму в Repository for Germinal Choice , банк спермы , основанный Робертом Кларком Грэмом в надежде на распространение лучших генов человечества . Банк, названный в средствах массовой информации «банком спермы Нобелевской премии», утверждал, что у него есть три донора, получивших Нобелевскую премию, хотя Шокли был единственным, кто публично признал свою причастность. [69] Однако противоречивые взгляды Шокли принесли Репозиторию Germinal Choice определенную известность и, возможно, отговорили других лауреатов Нобелевской премии от донорства спермы. [70]
По данным PBS , Шокли был жесток по отношению к своим детям и несчастен в жизни. Сообщается, что он пытался сыграть в русскую рулетку в рамках попытки самоубийства. [38]
Шокли умер от рака простаты в 1989 году в возрасте 79 лет. [71] На момент смерти он был разлучен с большинством своих друзей и семьи, за исключением своей второй жены, бывшей Эмми Лэннинг (1913–2007). Сообщается, что его дети узнали о его смерти, прочитав некролог в газете. [72] Шокли похоронен в Мемориальном парке Альта-Меса в Пало-Альто, Калифорния.
Шокли получил более девяноста патентов США. [75] Вот некоторые из них:
Хотя в последние годы он получил меньше огласки, его взгляды стали более радикальными. В интервью он предположил возможность премирования чернокожих за прохождение добровольной стерилизации.
В Пало-Альто настроение Уильяма поначалу немного улучшилось. Но, игнорируя рекомендации психиатров по дальнейшей социализации, его родители решили обучать Уильяма на дому до восьми лет. Наконец, почувствовав, что они больше не могут удерживать его вне школы, они отправили его в школу на Хомер-авеню на два года, где его поведение значительно улучшилось - он даже получил пятерку по манере поведения в первый год обучения. .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )«смесь сотрудничества и конкуренции» и «Шокли, стремясь внести свой вклад, сказал, что держал некоторые из своих работ в секрете до тех пор, пока в начале 1948 года «моя рука не была вынуждена» в результате открытия, о котором сообщил Джон Шайв, другой исследователь Bell Laboratories».
В 1955 году физик Уильям Шокли основал лабораторию полупроводников в Маунтин-Вью, отчасти для того, чтобы располагаться рядом со своей матерью в Пало-Альто. ...
Соавтор транзистора и основатель первой в долине компании по производству микросхем Уильям Шокли переехал в Пало-Альто, Калифорния, потому что там жила его мать. ...
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )По словам владельца-оператора банка, калифорнийского миллионера Роберта Т. Грэма, трое учёных, лауреатов Нобелевской премии, входят в число тех, у кого есть сперма на депозите.
Он вызвал еще большее презрение, когда предложил финансовое вознаграждение
генетически неблагополучным
людям , если они добровольно примут участие в
стерилизации
.
наблюдение, которое Уильям Шокли интерпретировал как подтверждение своей концепции этого переходного транзистора.
Еще больше презрения он вызвал, когда предложил финансовое вознаграждение генетически неблагополучным людям , если они добровольно примут участие в стерилизации.
