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贝尔实验室与美国革新大时代 封面

贝尔实验室与美国革新大时代

乔恩·格特纳

2389人在读
25万字总字数
¥34.8定价

有声书与视频解读 YouTube有声书 4 · 视频解读 10

内容简介

20世纪20年代初创开始,到20世纪80年代拆分结束,作为美国电话电报公司的研发部门,贝尔实验室一直是世界上创新领域规模最大,而且可以说是最好的实验室。从晶体管到激光,从数字通信到蜂窝电话,现代生活与贝尔实验室可谓息息相关。 在《贝尔实验室与美国革新大时代》中,乔恩·格特纳对20世纪一些最重要的发明进行了追根溯源。文中描绘了数位对当代通信和计算机技术做出过决定性贡献的科学家。他们是:默文·凯利、比尔‘肖克利、克劳德·申农、约翰·皮尔斯,以及比尔·贝克。这些天才宅男才华横溢、行为不合常规,在贝尔实验室度过了自己的职业生涯。同时,本书也赞誉了贝尔实验室那些宽敞且与世隔绝的工作场所,因为天才们可以在那里进行各种尝试,无须担心复杂的人际关系、股民利益或公司收益。 在创新成为一句口头禅的今天。贝尔实验室为我们提供了一条途径,帮助我们丰富对面临的技术革新挑战和解决方案的理解。毕竟贝尔实验室正是管理创新的基本思路的源头。

读者书评

★★★★★

美利坚的经济发动机 华为半导体首席科学家廖恒最近访谈推荐此书,全书以 1925 年贝尔实验室成立为起点,写到 1980 年代 AT&T 被反垄断拆分、实验室走向衰落为止,回答了同一个核心问题:一个由垄断企业供养的研发机构,如何在短短几十年里连续产出晶体管、激光、信息论、Unix 系统等改变世界的发明​ 。 第一部分(第1—11章):创意工厂的崛起 从"油滴实验"开篇,依次讲述贝尔实验室从西部到东部的创立过程、"系统"思维的确立、二战对实验室的塑造、"固态研究"的起步、"魔法屋"里的学术自由、信息论之父克劳德·香农的登场、"人与机器"的关系、以及晶体管的诞生。这一部分的核心是解释贝尔实验室凭什么能成为「美国知识分子的天堂」。 第二部分(第12—20章):巅峰与裂变 从"激励者"默文·凯利的管理哲学写起,到"克劳福德山"(雷达与卫星通信的诞生地)、"真实的和想象的未来"、"错误"、"竞争"、1984 年 AT&T 被反垄断拆分、"余生"与"遗产",最后以"回声"收尾。这一部分回答的是:这样一个完美的创新机器,为什么最终还是解体了。 这些人在宽敞且与世隔绝的实验室里度过整个职业生涯,不用操心股民利益、公司收益或复杂的人际关系——这正是格特纳要凸显的贝尔模式的核心特权 。 💡 贝尔实验室到底发明了什么 书中追溯的 20 世纪关键发明包括 : 晶体管(1947)——现代电子学的基石 激光器 信息论(香农,1948) 数字通信与蜂窝移动电话 Unix 操作系统与 C 语言 通信卫星、射电天文学、太阳能电池、发光二极管 累计 约 3 万项专利,走出 13 位科学家获得 7 项诺贝尔物理学奖和 1 项诺贝尔化学奖​,比尔·盖茨曾说:"如果能穿越探险,我的第一站将是 1947 年 12 月的贝尔实验室。" 🏛 贝尔模式:成功背后的六大机制(书评归纳) 自由创造的氛围:科学家可按兴趣自由研究,甚至把部分时间用于"工作之外"的项目——区域提纯技术、核反应堆模型等突破都诞生于这种"看似随意的游戏"中 跨界自由交流:普通员工可随时找任何领域的权威咨询;实验室刻意把物理学家、化学家、数学家的办公区和实验室分开,逼迫大家在 700 英尺的长廊里"偶遇",让不同学科碰撞出火花 与市场隔离的研究环境:AT&T 每年拿出营收的约 3% 作为实验室经费,科学家完全不用为科研经费担忧,管理层把科学家与商业琐事隔离 多层次人才组合:除了博士科学家,实验室还雇佣了大量学历不高但动手能力极强的"技术助理",形成"科学家+技术助理"的创新生态系统 "滚雪球效应":晶体管的发明推动转换、传输和电脑系统的更大发展——解决一个问题总会引出新的问题,从而形成持续的创新链条 从"组织整合"到"空间整合":贝尔实验室是一家公司内部的整合创新;而它后来的替代者硅谷,则是地理空间上的整合创新——前者适合基础科学突破,后者适合应用技术迭代 格特纳在第二部分着重写了实验室由盛转衰的过程。1984 年,美国司法部依据《反托拉斯法》将 AT&T 拆分,贝尔实验室被"剥离"出来归入朗讯科技;2008 年,朗讯退出基础科学、材料物理和半导体研究;2016 年,其母公司阿尔卡特—朗讯被诺基亚收购 。 书中隐含的一个深刻悖论:贝尔实验室的成功恰恰建立在 AT&T 的垄断地位之上——垄断带来不受短期盈利压力的长期预算,而反垄断拆分又亲手终结了这个条件。廖恒对比中美中坚科学家年龄,中国团队比美国年轻20岁,中国正在出现“贝尔实验室”。 2026年#248

★★★★★

如果人生可以自由选择,而我的能力又足够的话,那么曾经的贝尔实验室无疑是我最向往的工作场所。 读这本书的过程中,我想起了自己少年时的一个“笑话”。 我上初中时,数学老师经常在课堂上讲起美國的事情,尤其是麻省理工学院(MIT)。他把MIT描绘成全球最顶尖的理工学府,汇聚了世界上最聪明的人才。然后,他话锋一转,说中国科技大学就是中国的MIT,是国内最优秀的理工人才的摇篮。 我不知道这些话是什么时候深深刻进了我的脑海。到了高中,我便立下志向,一定要考入中国科技大学,如果有机会的话,还想去MIT深造。最终,我的高考志愿确实填了中科大,但由于高考前一天的一场意外,我未能进入梦想中的学府。 当我读到书中那些改变人类历史的科学突破时,心中那颗曾经熄灭的火种仿佛又被点燃了。人到中年,还能重新追逐年少时的梦想吗? 当然,这个“笑话”并不好笑,但却很励志。拥有梦想是一件美好的事,即使它看似遥不可及。 在贝尔实验室工作的人中,应该有不少来自MIT吧?读完这本书,看着那些天才们的闪光时刻,我清楚地看到了自己与他们的差距,也意识到当初的梦想或许有些可笑。或许那时的我,是“无知者无畏”,或者是不知天高地厚。但这又有什么关系呢? 贝尔实验室是人类探索世界的一个缩影,是一个时代的象征。它的创新模式影响了一代又一代的科技企业,成为科学史上不可磨灭的一部分。

★★★☆☆

作为文科生读得很吃力,内容太过琐屑冗长。 贝尔实验室推出了一系列划时代的发明创造,但其中多少是因为幸运,多少是因为特殊条件所致。贝尔实验室网罗了一批如香农一般的顶级科学家,由美国电话电报公司提供近乎无限子弹的资金支持,并且在贝尔实验室提出理论之后,由下属西电公司进行实际生产开发。母公司美国电话电报公司为贝尔实验室提供了聚集优秀科研人才的平台、提供了充裕的研发资金、提供了实现研发人员理论的西电公司、提供了运用最新发明的市场场景。从基础理论提出到生产制造到市场购买,美国电话电报公司用其巨无霸规模实现了全流程覆盖。当20世纪八十年代美国电话电报公司拆分之时,贝尔实验室也就濒临崩溃荣光不再,因为再没有能提供它充足研发资金的下级公司以及实现他们研究人员理论想法的西电公司。 贝尔实验室早期的巨大成功建立在提前建立公司型研发实验室这一先进模式的先发优势基础之上,叠加充足的人力资源、资金资源和市场资源而成就其历史声名。在公司型实验室成为标配、美国电话电报公司被反垄断法拆分而无法再给贝尔实验室提供无限资源,它也就“泯然众人矣”。

★★★★★

2022·55 贝尔实验室与美国革新大时代 乔恩·格特纳 温总理2018年在《科学》 的社论说道: 现代化历史的本质是科学与技术的进步史。科学发现与技术发明带动了新文明与现代工业的兴起,并影响着民族的兴衰。中国正在进行一场人类历史上前所未有的现代化进程。 我们现在的生活,不管有没有意识到,怎么离得了贝尔实验室的创新发明。 依然怀着极大好奇和敬意,翻开这本贝尔实验室的传记,阅读之后留下三层认知。 1,贝尔实验室欣逢其时,有AT&T这个大金主养着,又有二战军工需求:长途通讯,防空导航等,实现了通讯技术上的三连跳:真空管,晶体管,0-1编程,由此打开了21世纪至今的信息时代。 机制和际遇是一回事,人才的聚集又是一回事。 默文·凯利、吉姆·菲斯克、威廉·肖克利、克劳德·申农、约翰·皮尔斯,以及威廉·贝克。一串名单下,是1.5万名员工和60年代的1200位博士。 贝尔实验室为了让科学家(天才们)能碰撞出更多思想的火花,给予各人充足的自由空间之余,连建筑走廊都设计成可以不期而遇的回形。 综述:贝尔实验室的成功因素,于人是精英群聚,在机制是集中支持,加上运气灵感,市场测试需求(电信信号传播)。 2,贝尔实验室的成功可以复制吗?为何他也会衰败? 除开贝尔实验室自身的7个诺贝尔奖项之外,在此基础之上,催生出现代半导体,通讯科技,物联网企业数不胜数,从这个意思上说,贝尔实验室一直都存在,至今仍是成功典范。 而且当中的创造发明专利,贝尔并没有收取高额转让费用,例如现在的ASML,就是飞利浦买下的专利基础上建起来的,更不用说诸多软件编程凡此种种。 贝尔实验室应AT&T而生,在电信业进行拆分,研发经费受限之下,无可避免由巅峰向下,母体分裂为更多的其他企业。时至今日,即使经历了学术论文造假风波,贝尔·朗讯依然是新东家诺基亚的摇钱树。 贝尔的经验,似乎非常符合集中力量办大事的逻辑。现在攻坚阶段的国产芯片,既是国家中心任务,又有企业领头,大力人才外聘,招募天才少年。硬件和资金是有了,那种并不为特定目标之下,“玩乐”中实现自我的创新的土壤或者自由思想的氛围呢?模仿当然也是一种消化后的创新,但想弯道超车,就不能预设轨道。 3,贝尔之后,科技的进程似乎放慢了。这是一种“错觉”还是真到了文明发展的瓶颈?下一个突破的点在哪?突破的方式是什么? 从时间上看,50年前也无法想象现在的普通生活突破,还没公布的黑科技,更是未来可期。但回到基础层面,类似量子力学,数码编程这些颠覆性的理论认知,会在哪些天才脑袋中隐藏?再建一个贝尔实验室,只是给钱养着,任其发散思维,能碰撞出人类思想的花火,并点燃新视界吗? 通讯科技的技术已经超越前人无法想象的地步,并还在向前奔跑,可是为什么技术上链接越容易,人类族群之间的裂痕反而没能弥补,甚至更大。互联网这些信息,在帮助我们了解世界的同时,是不是也在塑造更狭隘,更自以为是的自己? 到这里,有点飘散了,拢一拢回到本书。作为一个科技史的回溯,本书基于人物访谈回忆录,详实而不偏颇,翻译也还算流畅,全书结构也布局合理。读书和听书各占一半时间,最后的认知或者还是囫囵吞枣,且待反刍消化吧。

★★★★★

在我之前的认知里,垄断是创新的天敌,可是我最近读的这本《贝尔实验室和美国革新大时代》(英文直译是“创意工厂”)却强烈动摇了我的成见。 贝尔实验室,当然是美国电报电话公司贝尔的下属科研机构。这本书描述的是,20世纪30年代晚期到70年代中期贝尔实验室的情况,这并非出于巧合。在美国最优秀的人才开始向美国西部加州的硅谷汇集之前,许多精英之士来到了东部的新泽西州,在玻璃和砖块修建的宽敞大楼中工作,而在傍晚时分,野鹿则会在周围的茵茵草地上啃草。在20世纪60年代晚期的巅峰阶段,贝尔实验室雇用了约1.5万名员工,其中包括约1200位博士。实验室成员包括了世界上最出色(也最古怪)的一群人。在谷歌出现之前的那个时代,贝尔实验室被称为美国知识分子的天堂。 贝尔实验室科学家帮助创造的这个时代的术语——“信息时代”表明,我们已经超越了物质世界。一种无重量、无形状、像光线一样迅捷的新生事物成了当今时代的标志。贝尔实验室创新的那些手段,也就是搞清楚令人苦恼的问题、收集种种或许会带来解决方案的想法,以及推动研发能够大规模应用的产品,这就是他们的诀窍,在今天依然有借鉴的意义。 那时候,美国所有倾心学术的理科学生都需要在欧洲完成学业,而且往往是在德国柏林或哥廷根的学校。在那些地方,他们可以坐在大师的身边听课或看着大师做实验。(科学的语言也是德语。)但到20世纪初,一批美国高校,尤其是约翰·霍普金斯大学、康奈尔大学和芝加哥大学,也开始培养在物理和化学领域有所成就的毕业生。1916年,芝加哥大学教授罗伯特·米利肯已经表现出一流物理学家和教师的特质(洛克菲勒贡献巨大吧?这位垂直一体化企业集团的创始人)。1923年,40多岁的他获得了诺贝尔物理学奖,并在1927年成为《时代》杂志封面人物。最后,他把加州理工学院打造成了全美最好的科研机构之一。 米利肯的伴郎是朱厄特,1904年,身为麻省理工学院的物理讲师,他收到了贝尔公司的工作邀请,年薪是1600美元,相当于今天的3.8万美元。 而时任贝尔公司总裁的韦尔,基于一种理念,他认为电话服务业已经逐渐变成“生存的必需品”。另外,他认为技术统一、彼此兼容的系统才能为民众提供更好的服务,这样说来,由一家公司统揽全局的做法是有道理的。 贝尔公司的复兴,需要科技创新,他的“一个政策,一套系统,全球服务。”的战略愿景,在当时近乎痴心妄想。伟大人物就是这样,可以穿透迷雾看到未来。 1909年(注意,就是福特T型车首次推出的那一年),朱厄特和韦尔经过几天不舍昼夜的探讨,他们确定了以提供纽约到旧金山的跨区域的电话服务为契机,开始迈向全球服务的梦想。这当然涉及非同寻常的技术难题,朱厄特开始了执掌贝尔实验室的岁月。 三极管是1912年由耶鲁培养的独立发明人李·德·弗赖斯特带到美国电话电报公司的。不久,被称为真空管的三极管和它的派生产品就为20世纪的通信行业带来了革命性的变化。 对朱厄特来说,横跨全美的信号连接证明:他那批年轻的科学家值得信任,能够解决乍一看似乎不可能解决的技术问题。这让他愿意花费更大的精力去聘用更多类似的技术天才。 生产电话服务需要的设备,由美国电话电报公司的子公司西电公司承担。1916年,朱厄特被任命为西电公司工程部主管,开始带领约1000名工程师工作。这里工程师和科学家并没有严格的区别。这些年轻的科学家受到鼓励,要去贯彻实施韦尔为贝尔电话电报公司设计的长期目标,要着眼于未来,不要像工程师同事那样只顾当下(提倡超前5~10年考虑问题),把关注点放在解决物理和化学的基本原理来影响通信这种问题上。换句话说,科学研究是要跨步进入未知领域。“至于成果,”阿诺德后来对团队成员说道,“做出发明固然是很重要的一部分,但发明是无法预先安排或强迫的。”这种实验的目的在于为“天才的发挥”提供自由的环境。 戴维森是颇具天赋的实验主义者,他对后来凯利定义为“基础研究”的工作非常投入。所谓的基础研究,指的是那些通常对产品或公司效益没有立竿见影的效果,但却(就像戴维森那样)努力探究事物深层次本质的基本知识的研究,比如对电子表现的研究。在贝尔实验室,称戴维森为“基础研究之父”并不为过。 1917年和1918年,也就是凯利和戴维森加盟西电公司的头两年,军方在欧洲需要切实可行的技术,需要大量生产无线电设备、电缆和电话,而且为了应对战争的考验,质量标准要高于美国国内市场销售的产品。这激发了团队的紧迫感,他们需要夜以继日工作。 这支队伍不断扩展,已经有了有2000名技术人员和1600名后勤人员。在战后的1924年12月的董事会上,美国电话电报公司的高层一致同意,要将其独立发展成有一定自主权的公司。他们选择的名称是贝尔电话实验室股份有限公司。美国电话电报公司和西电公司各占一半股份。贝尔实验室将为西电公司研发新设备,为美国电话电报公司开展交换与传输规划,发明新的通信设备。这两个组织则为贝尔实验室的工作提供资金支持。贝尔实验室最初的预算大约是1200万美元,相当于今天的1.5亿美元。 作为贝尔实验室的总裁,朱厄特现在掌控着一个庞大的车间。工业实验室专注研发早已不是什么新鲜事,早在半个世纪前,德国的一些大型化学和制药公司就已经成功地尝试过这种模式。贝尔实验室的员工将要研究与人类通信相关的一切,不管是通过线路、电波、录音,还是视觉影像。贝尔实验室创办几年后,在美国专利局的成立仪式上,演讲通常冗长而又夸大其词的朱厄特借机解释了他的新组织及其基本理念。他指出,工业实验室“只不过是一个由聪明人组成的组织,那些人想必都有些创新能力,接受过知识和科学方法方面的特殊训练。实验室提供设施和资金让他们来研究、发展与自己相关联的产业”。 他们的主要工作是寻找好的问题。 20世纪30年代中期,正是大萧条时代略微缓和的时期。大学提供的工资也只是贝尔实验室每年3000美元起始工资的一部分——一半或最多2/3。在某种程度上,纽约贝尔实验室招募的这些年轻人身份很让人好奇。他们大多都在麻省理工学院、芝加哥大学、加州理工学院这类一流大学的研究生院接受过训练,而且受到那里的物理、化学或工程学教授的青睐。贝尔实验室的这些年轻新人还有其他共同之处:几乎所有人都从小就对星系或电话线路、电台(频率最高)、临时家用无线设备怀有强烈的兴趣;几乎所有人都动手组装过无线设备,从而搞清楚了声音是如何在空气中传播的。 这里面就有后来赫赫有名的威廉·肖克利。这一批大萧条期间招募的年轻物理学家,并不是与世隔绝,而可以时时得到最新的科学研究资讯和资料,他们更自己组织了学习小组,分享各自的知识,并一起热烈地在餐厅和酒吧里探讨。 20世纪30年代晚期,美国电话电报公司已经在接受联邦政府的调查,看它是否为从西电公司购买的电话设备支付了过多的费用,从而向电话用户收取了过高的费用。针对该公司的一篇不留情面的文章,为这项持续多年的调查做了总结。文章是联邦律师N·R·丹尼利恩撰写的,题目是“美国电话电报公司:工业征服的故事”,文中把贝尔系统描写成一个可恶的实体,致力于保持股票价格和公司扩张的速度,而不是公众服务。丹尼利恩描绘了一幅丑陋的图画:20世纪20年代,贝尔公司的主管们是通过书籍、期刊以及短片等宣传手段提升企业形象的。另外,在他看来,美国电话电报公司的规模和主宰性,也让人怀疑这家公司到底是不是隐藏在公德心背后的“行业独裁者”。丹尼利恩指出:“贝尔系统是商界有史以来单一私人企业控制的、最庞大的资本集团,资金规模超过了宾夕法尼亚铁路公司和美国钢铁有限公司之和。其一年10多亿美元的总收入,世界上没有几个政府能超越。整个贝尔系统有200多家附属公司。通过控制大约140家公司,贝尔系统垄断了全美地区80%~90%的电话业务,以及98%的长途电话业务。”丹尼利恩补充说,贝尔系统拥有与无线电传输某些方面有关的线路,还涉足了另外许多领域,比如电影设备。公司每年对原材料的需求累计达到“数亿美元”,它的资金储蓄涉及美国近1/3的银行,投资者人数近百万,因此它成为全美最大的雇主并非偶然。 我们常常以为新发明是瞬间出现的,存在灵光一现的时刻,孤单前行的发明家会有令人吃惊的顿悟。事实上,技术的跨越式发展并没有准确的起始时刻。最初,催生发明的各种力量只是开始积聚,而且往往以难以察觉的方式在进行着,表现形式是一群人或各种观点的汇集,然后,经过几个月或几年(甚至几十年)逐渐变得清晰,有了发展的动力,最后再得到其他观点或人士的进一步推动。运气和时机似乎也很重要,因为经常出现的情况是:正确的答案、合适的人、合适的地方——甚至是这三者同时出现——也需要与合适的问题不期而遇。然后,就有可能出现大的跨越。 与实验研究相比,物理学家肖克利更擅长的是理论研究。从1940年开始,凯利就安排肖克利暗地里研发一种称为“雷达”的新装置。在美国国内,战争推翻了科学、工程学及商业领域的现有规范。长期以来,默文·凯利一直认为科学研究是对未知领域的追求,本质上是与公司及政治体制对立的。科学没有真正的主人,只有参与者和贡献者。20世纪40年代初期,凯利时代的伟大发现——包括他来自芝加哥大学的罗伯特·米利肯和贝尔实验室的戴维·戴维森这两位朋友的工作——已经超越了国界和国籍。正像凯利所设想的,他们的工作成果通过国际会议和合作研究得到了广泛的分享、讨论和扩展。然而工程学却与此不同。凯利认为工程学是用科学来解决影响社会的问题。作为所在行业和国家的代表,工程师会动用科学的“公共储备”。在和平时期,这意味着工程师要集中精力生产汽车、电话设备这类可以获利的商品;而在战争阶段,这意味着他们要专心制造军事通信设备,以及船舶、飞机和军火。另外,战争期间的工程师还有另一项职责。他们的任务不仅是提高产品质量,而且要加快生产速度,这意味着他们既要努力改良产品,又要努力改进工作流程。赶上了轴心国。他指出,“在战争的4年内,一些技术领域已经取得了进步,而在和平年代,取得这些成果将需要10~20年的时间。”贝尔实验室如今生产的很多产品4年前根本不存在。他补充说,“在这段短暂的时间里,我们以前所未有的速度开发、设计、生产了大量战争工具,从而让陆军和海军可以成功地将其派上用场。”如果说和平时期对迅速发展电话系统的需求,是不断催生新发明的动力,那么战争则是更强大的驱动力。 战争也导致大笔资金流向新的科学技术。为了尽可能加速设备的研发进程,1941年前后,联邦政府就开始向西电公司和贝尔实验室这样的组织投入数亿美元的资金。在珍珠港事件后的最初几年里,贝尔实验室承接了军方近千个不同的项目,比如坦克用无线电设备、戴氧气罩的飞行员使用的通信系统、为保密信息加密的机器,这使凯利又招募了数千名员工。真实情况是贝尔实验室的规模翻了一番,从战前的大约4600人,增加到了战争期间的9000人。 从事雷达研究的科学家们经常开玩笑说,是雷达赢得了战争的胜利,原子弹不过是为战争画上了句号。 凯利写道,“有理由期待,战争结束后10年内很可能会出现比此前30年更加意义深远的重大变化。”他补充说,雷达已经给无线电波和微波商业领域带来了大量的新机遇。凯利还认为电信行业无论从本质上看还是从产品角度看,都注定与收音机、电视这些行业具有相似性。 1938年,朱厄特、时任公司副总裁的奥利弗·巴克利和研究主管凯利一起,再次启动了在郊区修建大型实验室的方案。默瑞山的情况恰好合适:把办公场所迁移到郊区,就可以让从事物理学、化学、声学研究的员工在那里进行实验,不至于受到纽约灰尘、噪声、震动和其他干扰的影响。贝尔实验室的发展速度惊人,已经超越了现有设施的承载能力。造价410万美元的新建筑并非按照普通实验室的标准设计。到20世纪30年代晚期,默瑞山实验室本身已经变成了研发项目:新建筑由巴克利、凯利和另外许多工程师精心设计,不仅要缓解贝尔实验室的拥挤问题,还要以不同寻常的方式安排科学家们的工作,以便将来可以更大规模地扩展。 “我们没有努力去塑造大学校园那种建筑彼此独立的特征。”巴克利告诉朱厄特,“与此相反,所有建筑都连接在一起,以避免部门间那种固定的地理划分,鼓励员工自由交流和密切接触。”换句话说,这样安排是为了不让物理学家、化学家和数学家彼此回避,让从事研究的员工与从事开发的员工保持往来。贝尔实验室的高管们建造的不仅是新实验室,还是一座城堡。 实际上,凯利是在打造跨学科团队。他把化学家、物理学家、声学家和工程师结合在一起,把理论家和实验学者结合在一起,以开展电子领域新技术的研究。但是把肖克利这样的青年才俊安排到管理岗位,让贝尔实验室年长些的一些科学家受到了打击。 20世纪40年代和50年代贝尔实验室研发出的许多革命性技术,都应归功于比尔·肖克利这样冲劲十足的物理学家和量子力学的非常规观念。这些人能有效探究原子最深层的奥秘,做出前人认为不可能的理论发现。更重要的是,随后到来的技术时代也是材料领域的一场静悄悄的革命。的确,如果没有新型材料,不管是那些借助新的化学技术制造的材料,还是由足智多谋的冶金学家冶炼到超级纯度的那些稀有金属,那么这一阶段的物理发明或许根本不可能实现,肖克利的职业生涯可能也将囿于优雅理论的囚笼。 1948年5月初,晶体管被正式确定为贝尔实验室的一项机密技术。20世纪最重要的两项技术——原子弹和晶体管——的问世相隔正好三年。新墨西哥州三一点(Trinity Site)试验场核爆实验的时间是1945年7月16日上午5点29分。从许多方面来看,那次爆炸展示的是新材料的能量和恐怖影响:棒球大小的一块纯金属——约7磅新发现的钚——就可以夷平一座中型城市。晶体管也是新材料能量的一种展示——不到1克含有微量杂质的锗——但其重要意义却远没有那么明显。1948年6月30日,晶体管在曼哈顿格林尼治村公之于世时并不引人注目,而且给人的印象只有其最明显的用处——这种新设备是用来代替真空管的。它体积更小,更坚固,耗能更少。人们最常使用的类比是把它比作水龙头,不过它的应用对象不是水,而是可以让电流通过或切断电流,甚至可以让电流急速通过。 肖克利认为,各种各样的晶体管设备(不管是点接触型晶体管还是结型晶体管)都是发明。对那些思想开明的人来说,晶体管可被视为科学与工程方面的突破——实质上,既是发现也是发明。 “创新并不仅仅是发现新现象,也不是研发产品或生产技术,或是开拓新市场。创新过程是所有因素有机地融合后,朝着共同的工业目标一起发挥作用。”莫顿对于创新的看法有两种推论:首先,如果你的新设备没有大规模量产,那就不算创新;其次,如果你没能找到市场销售这种产品,那么也不算创新。但这些认识都是后来逐渐产生的。 1949年夏天,莫顿领导的团队与贝尔实验室的冶金学家们已经制造了5000个可用的锗晶体管,其中有许多送给了军方或者作为样品免费送给了专业学者。贝尔实验室用其中的近1000个晶体管来研究锗元素的特性。在莫顿看来,生产这种设备面临的重要挑战在于其“可靠性”、“可复制性”和“可设计性”。 1949年晚些时候,贝尔实验室的冶金学家戈登·蒂尔提出一个想法:如何在其设计的如钻床一样的设备内制作大型纯晶体锗片。通过开始是秘密的实验,金体提取取得了成功,让蒂尔和他同事摩根·斯帕克斯获得了为肖克利生产结型晶体管的许可,也就是几年前肖克利于平安夜在芝加哥酒店里绘制草图、理论推测出来的设备。本质上说,肖克利的成就取决于材料科学家的专业支持。 肖克利首个结型晶体管,其效率和性能明显优于点接触型晶体管(它仅使用典型真空管百万分之一的动力),它是“具有惊人性能的晶体管,先前从未在扩音设备中取得过成功”。 新技术都要有传播过程,以用于市场化。高层主管们已经达成一致,他们必须分享并许可他人制造晶体管设备。政治的逻辑——政府监管机构的姑息——呈压倒之势。另外,开放政策也有其好处。贝尔实验室取得的突破提高了其作为国家资源的声誉;对于那些怀疑赋予其母公司美国电话电报公司垄断地位会让他们在科学和公益方面大幅受益的人来说,这也是反面的证据。 “这是电信领域新时代的开端,谁也没有远见能够预计其规模大小。”1951年凯利对电话公司的众多经理人说。“没人能预测它会产生多大影响。”但“在我有生之年,肯定在20年内”,它将比真空管更大程度地改变电子工业和人们的日常生活。未来的电信系统将“更像人脑的生物系统和神经系统”。微小的晶体管尺寸变小,而且降低了能耗,“因此我们将进入新的经济时代,尤其是在交换和本地传输方面,当然还包括其他一些我们至今没能预见的领域。” 晶体管是一个划时代的发明! 在1948年并不是每个人都明白晶体管的极端重要性。但向农却在肖克利跟他说明后,即刻明白了。“毫无疑问,他不是个墨守成规的年轻人,”早在10年前,麻省理工学院工学院主任、香农的导师万尼瓦尔·布什就曾这样描述过他的年轻弟子。他似乎更热衷于用双手而不是大脑来解决问题。 1937年夏天,申农离开剑桥到西街的贝尔实验室工作了几个月,他在那里继续考虑该如何在继电器、开关和电路的设计中融入这个概念。申农一回到麻省理工学院就开始撰文总结自己的独到见解。他的论文证明,为计算机设计逻辑电路是一件卓有成效的数学方面的事,而不是辛辛苦苦的艺术方面的努力。1939年,这项工作使他获得了工程学会颁发的优秀奖。这篇短小精悍的数学论文总共只有25页,最后却成了历史上最具影响力的硕士论文。这篇论文后来还影响到了当时刚诞生不久的计算机的构思,以及那些至少还要由一代人来做的设计工作,他当时只有23岁。 1939年年初他在写给万尼瓦尔·布什的信中曾经暗示过,他已经开始思考通信问题和信息传递的方法。从某种意义上讲,年青时期的大部分时间他都在思考这些问题。 1925年,弗赖(一位穷木匠的儿子,却读了博士。1916年接受了周薪36美元的在西电公司的工作)离开西电公司加盟新成立的贝尔电话实验室。大约在1930年,这个数学团队扩展成为一个正式的部门,员工包括几位数学方面的学者。至少从最初的构想来看,弗赖的部门原本的宗旨并不是开展研究,而是向贝尔实验室需要帮助的工程师、物理学家和化学家提供咨询服务。弗赖说:“当时各种类型的工程师都在数学知识方面极为无知,因此任何能进行理论推算和引用的人,都会受到同事的钦佩,即使他们引用的公式是错的。数学家有时就像修女,自然而然地受到人们的崇拜。数学家和其他人都不一样。” 贝尔实验室里弗赖手下的数学家所从事的工作差别可能非常大。他们可以在不受管理层干扰的情况下针对各自的兴趣开展研究,也可以向别人提供咨询,帮助解决其他领域的问题,比如理论物理学家碰到的难题或者与实验室正在为西电公司生产线准备的设备相关的问题。据数学部前负责人亨利·波拉克回忆,数学部“人员众多,大家都有自己的研究领域,就像我一样。但他们也不拒绝解决有价值的问题。碰到此类问题,你就要放下手头的工作,开开心心地解决它。我们的任务就是管大家的闲事”。 20世纪40年代早期,当弗赖要求香农加入他的部门时,贝尔实验室的许多数学家都在忙着解决一个战时问题:火力控制。他们面临的挑战是:推算出防范敌人进攻的大型枪械自动开火背后的复杂数学问题。其实他们就是要设计出原始的计算机,借助雷达扫描,收集即将入侵的德国火箭或飞机的位置、速度、轨迹等方面的信息。他们的计算机可以立刻计算出火箭或飞机的未来定位,以便于用炮弹或子弹在半空中将其拦截或引爆。他们花了几年的时间才让这个系统变得可行,它最后改变了现代战争。贝尔系统的一位历史学家指出,这些炮火射击指挥仪在英吉利海峡沿线拦截了90%攻击伦敦的V–1飞弹。 从小时候开始,香农对游戏的兴趣与对数学的兴趣就不相上下,在某些方面他仍然认为两者差别不大。后来接受采访时他曾经说道,“我非常喜欢埃德加·爱伦·坡写的《金甲虫》和类似的故事。申农年轻时就经常破解这种密码,随着年龄的增长,他对此类难题的痴迷并没有丝毫减少。在贝尔实验室,有一次申农读到报纸上的一则消息:悬赏1万美元征集字谜游

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这本书是作者九年磨一剑的良心之作,贝尔实验室的光环无需赘述,它的一系列发明开启了人类社会工业电子时代的新篇章,晶体管、卫星通信、光纤……当然还有本书没有提到的UNIX系统、C语言等等。 伟大的发明来自于伟大的人,贝尔实验室之所以伟大也是因为有一群伟大的人为人类社会进入信息化时代作出巨大的贡献,并且这种贡献是没有用金钱来衡量的,在那个ATT垄断通信界的时代,这一切顺理成章,正向循环,但今时不同往日,在严重内卷的当下人们提垄变色,垄断成了市场化头上的一把刀。本书的末尾部分,作者借贝尔实验室因垄断被拆分的事实向读者传递了一个观点,那就是“自然的垄断”并非一无是处,在科技创新领域,计划经济与市场经济互为补充,其中作者还引用了一段温总理讲话:“现代化的历史实际上是科学与技术发展的历史,科学发现与技术发明创造出了新文明,建立了现代产业,也引发了国家的兴衰沉浮。”

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这本书很全面很详细地讲述了贝尔实验室和信息时代的发展历程。贝尔实验室是上个时代的重要存在,它集聚了科学家、工程师等各种角色共同开创和发展了人类的新历史——信息时代,并且开创了科学上的固体物理分支,这是自量子力学之后重大的物理成就之一。贝尔实验室的辉煌成就彪炳历史。 如果你有幸了解贝尔实验室的话,你会觉得贝尔实验室是一个神奇的存在。其中诺贝尔奖获得者安德森,巴丁,肖克利都是在这里做出自己的人生成就的,还有信息论的创始人香农。这里有很多伟大的发明创造,例如晶体管,激光,太阳能,C语言等等,这里是孕育信息时代的温床。但是贝尔实验室又确实是一个商业公司的研究机构,它的目的是为了电话通讯业务服务的。 读这本书可以看到贝尔实验室的全貌,也会让你洞悉上个时代的伟大成就和信息时代是如何到来的。贝尔实验室之后才是硅谷,而硅谷的发迹与贝尔实验室的肖克利有关,似乎有点牛津剑桥类似的经过。贝尔实验室为信息时代奠定了坚实的基础,才有后来硅谷的科技应用方面的绚烂多彩。 贝尔实验室对我们今天的团体和创新带来很多启发。例如,创新需要让更多不同部门的优秀的人在一起交流才能激发创意,还有每个人要有适当的自由,当然整天要有一个共同的目标。相信未来在科学与技术的共同领域会有更多新的东西产生。

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这本书真正重要的不是讲 Bell Labs 的故事。 而是在回答: 为什么 Bell Labs 能持续四五十年不断产生诺奖级创新?

★★★☆☆

可读性较差。对于贝尔实验室创建的初衷、怎样一步步发展的关键节点关键人物重要发现重要事件不够清晰。 序文中说到:"本书并没把焦点放在贝尔实验室数以万计的员工身上,而是聚焦于颇具代表性的少数几位:默文·凯利、吉姆·菲斯克、威廉·肖克利、克劳德·申农、约翰·皮尔斯,以及威廉·贝克。"所以通篇读下来,能够看到的重要发现大约有晶体管、信息论、海底电缆、通信卫星、移动电话,这些发现或发现对于通信和信息技术的重要意义自不必言。主要人物就是上述几位,本书几乎可以看做他们几位的传记。 而我对贝尔实验室是如何运作的,如何确定研究方向,朗迅是如何衰败的等比较感兴趣的问题都没有提到。

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比尔·盖茨说:“如果能穿越时空去探险,我的第一站将是1947年12月的贝尔实验室。” 在现代生活中,处处都有贝尔实验室科技贡献的痕迹。1925年1月1日,美国电话电报公司正式成立贝尔电话实验室,研究与人类通信相关的一切,不管是通过线路、电波、录音,还是视觉影像。信息时代的许多进步中有相当大的部分可以追溯到贝尔实验室。

书籍信息

作者乔恩·格特纳
译者王勇
出版社中信出版集团
出版时间2016-01-01
分类科学技术-自然科学
格式EPUB
完结状态连载中
章节数28