最早設(shè)想類人機(jī)器人的科學(xué)家

2025年2月13日是“晶體管之父”威廉·肖克利115周年誕辰。英特爾公司創(chuàng)始人諾伊斯和摩爾定律的提出者摩爾，都曾在這位電子科技界泰斗的門下學(xué)習(xí)和工作。鮮為人知的是，他還是最早設(shè)想類人機(jī)器人的科學(xué)家。

據(jù)舊金山《圣何西水星報(bào)》報(bào)道，1955年春天，位于美國加利福尼亞州舊金山的硅谷來了一名中年人。他在一間倉庫旁徘徊良久，準(zhǔn)備將這里改造成實(shí)驗(yàn)室。他就是遠(yuǎn)離美國東部的喧囂，沿著當(dāng)年牛仔拓荒之路來到硅谷的肖克利。這里將因?yàn)樗牡絹矶鹨幻嬗与娮有畔r(shí)代的旗幟，引領(lǐng)硅谷走向一個(gè)全新的時(shí)代。

胎死腹中的類人機(jī)器人項(xiàng)目

肖克利曾是著名的科技研發(fā)公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員，在1948年成為晶體管的共同發(fā)明人之一。這項(xiàng)發(fā)明取代了體積大、效率低的真空管，開創(chuàng)了微電子時(shí)代，因此被當(dāng)時(shí)的媒體和科學(xué)界稱為“20世紀(jì)最重要的發(fā)明”。

干勁十足的肖克利在貝爾實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)努力，主導(dǎo)開發(fā)出一項(xiàng)名為“射頻控制”的技術(shù)，利用它可以基于視覺傳感器的反饋控制機(jī)械系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，肖克利有了一個(gè)大膽的設(shè)想——研發(fā)全自動(dòng)機(jī)器人。鑒于他全身心投入這個(gè)領(lǐng)域，并提出了很多新想法，貝爾實(shí)驗(yàn)室決定將“射頻控制”這項(xiàng)專利技術(shù)歸到肖克利名下。

然而，肖克利對于全自動(dòng)機(jī)器人的熱情被潑了冷水——“射頻控制”技術(shù)可以用于導(dǎo)彈自動(dòng)制導(dǎo)。根據(jù)1947年頒布施行的《美國國家安全法》中有關(guān)技術(shù)專利的限制條款，美國政府拒絕將這類專利授予民營機(jī)構(gòu)，待軍方的相關(guān)研究完成后才能解禁。因此，“射頻控制”技術(shù)的專利直到1959年才由美國專利局授予肖克利，而那時(shí)他早已放棄了這方面的研究。

時(shí)間回到1952年12月。肖克利經(jīng)過周密考慮，放棄了“射頻控制”技術(shù)，轉(zhuǎn)而開發(fā)另外幾項(xiàng)有關(guān)自動(dòng)化控制的技術(shù)，旨在研制有手臂、腿、眼睛等器官以及記憶功能的機(jī)器人。要知道，當(dāng)時(shí)半自動(dòng)工業(yè)設(shè)備剛剛在美國和日本投入應(yīng)用，開發(fā)類人機(jī)器人幾乎是天方夜譚，屬于極為超前的設(shè)想。

正當(dāng)肖克利滿懷希望地從事類人機(jī)器人研發(fā)時(shí)，貝爾實(shí)驗(yàn)室總裁梅文·凱利又對他潑了冷水。凱利表示，這項(xiàng)研究涉及的系統(tǒng)太多，而最終獲得成功的概率極低，遑論投入應(yīng)用了。貝爾實(shí)驗(yàn)室不會(huì)投入資金和研發(fā)力量支持肖克利的設(shè)想。

大失所望的肖克利毅然離開了貝爾實(shí)驗(yàn)室。他先到自己曾經(jīng)就讀的加州理工學(xué)院擔(dān)任兼職講師，后于1955年來到硅谷，準(zhǔn)備開創(chuàng)自己的事業(yè)。在這里，他遇到了阿諾德·貝克曼。

貝克曼曾在加州理工學(xué)院擔(dān)任教授，給在那里就讀的肖克利上過課。他是pH值檢測儀的發(fā)明者，憑借這項(xiàng)發(fā)明，他在1934年創(chuàng)建了貝克曼儀器公司。與肖克利在硅谷重逢時(shí)，貝克曼已經(jīng)是一位成功的商人。他做過不少有關(guān)機(jī)械自動(dòng)化方面的研究，也相信機(jī)器人最終能夠替代人類從事許多工作。

肖克利將開發(fā)類人機(jī)器人的設(shè)想呈現(xiàn)給貝克曼，期望能夠與他合作，設(shè)立一個(gè)項(xiàng)目專門研發(fā)這種“神奇的設(shè)備”。作為一個(gè)精明的商人，貝克曼讓自己的團(tuán)隊(duì)仔細(xì)評估了肖克利的設(shè)想，最終婉拒了他?！妒ズ挝魉菆?bào)》認(rèn)為，這可以說是人類科技史上的一大憾事。

將科技精英招至麾下

過了一段時(shí)間，面對現(xiàn)實(shí)的肖克利主動(dòng)聯(lián)系貝克曼，表示想把自己在貝爾實(shí)驗(yàn)室參與發(fā)明的晶體管批量生產(chǎn)并投入市場。貝克曼立即與他會(huì)面。他告知肖克利，貝爾實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃將持有的晶體管專利以非常低的價(jià)格對外轉(zhuǎn)讓。任何一家公司在支付授權(quán)費(fèi)后，都可以獨(dú)家生產(chǎn)晶體管。作為晶體管的發(fā)明人之一，肖克利顯然擁有優(yōu)勢。

經(jīng)過詳細(xì)探討，貝克曼與肖克利達(dá)成協(xié)議，決定由貝克曼買下晶體管的所有專利，并出資成立肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室作為貝克曼儀器公司的子公司，由肖克利全權(quán)負(fù)責(zé)。

肖克利著手從美國各地招聘優(yōu)秀的研究員。鑒于他在電子科技界的聲望，不少科技精英投到他的門下學(xué)習(xí)和工作，其中不乏日后在電子科技界赫赫有名的羅伯特·諾伊斯（英特爾公司創(chuàng)始人）和戈登·摩爾（摩爾定律的提出者）。

貝克曼從貝爾實(shí)驗(yàn)室買下所有晶體管相關(guān)專利后，肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室開始研制晶體管。在那個(gè)年代，研制晶體管的重大挑戰(zhàn)是缺乏設(shè)備和材料，當(dāng)時(shí)沒有公司生產(chǎn)及出售這類設(shè)備和材料。肖克利和他的團(tuán)隊(duì)雖然從貝爾實(shí)驗(yàn)室獲得了大量技術(shù)文件，但研究員們沒有任何經(jīng)驗(yàn)，需要在肖克利的指導(dǎo)下邊學(xué)邊干。在很長一段時(shí)間里，肖克利頂著實(shí)驗(yàn)室總監(jiān)的頭銜，身兼人力資源、研發(fā)和后勤保障工作，忙得不可開交。

1956年，肖克利獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，各種活動(dòng)和采訪如潮水般涌來，耗費(fèi)了他的大量精力，也拖累了實(shí)驗(yàn)室的工作。

門生的離去

事實(shí)上，除了分身于繁雜的工作，肖克利對于原創(chuàng)性技術(shù)的執(zhí)著也制約了實(shí)驗(yàn)的研發(fā)工作。他不愿意完全復(fù)制貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的晶體管，按他自己的說法，“不想重復(fù)成功的過去”。他力排眾議，在原有專利的基礎(chǔ)上開發(fā)出一項(xiàng)新技術(shù)，用于制造“4層結(jié)構(gòu)二極管”，以此作為實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)方向。這種二極管也被稱為“肖克利二極管”。

1957年1月，貝克曼與肖克利達(dá)成一致，準(zhǔn)備大規(guī)模生產(chǎn)“4層結(jié)構(gòu)二極管”。這種二極管由兩個(gè)晶體管、兩個(gè)電阻和一個(gè)普通二極管組成，其工作原理與如今在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的晶閘硅類似。在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，制造這種產(chǎn)品并不容易。如果肖克利能夠研制并批量生產(chǎn)這款產(chǎn)品，那么他很有可能率先成為集成電路的發(fā)明者——兩年后的1959年2月，德州儀器的基爾比完成了這一創(chuàng)舉。

肖克利之所以沒能取得成功，還是源于他在技術(shù)上過于追求原創(chuàng)性。他的實(shí)驗(yàn)室從貝爾實(shí)驗(yàn)室引入了光刻技術(shù)和二氧化硅在晶體管中的應(yīng)用技術(shù)。肖克利非常清楚這兩項(xiàng)技術(shù)的威力，他旗下的研究員也意識(shí)到這兩項(xiàng)技術(shù)所具有的價(jià)值，準(zhǔn)備在研發(fā)產(chǎn)品的過程中加以應(yīng)用。但肖克利固執(zhí)地認(rèn)為，自己的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該依靠原創(chuàng)技術(shù)，因此放棄了上述兩大“利器”。

肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室的研究員們很清楚，在不采用上述技術(shù)的前提下，要研制出肖克利設(shè)想的新型二極管難度極大。這些年輕的科技精英認(rèn)為，肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室最應(yīng)該做的事情，是關(guān)注哪些產(chǎn)品最具實(shí)用前景，然后在微創(chuàng)新領(lǐng)域利用小公司的靈活機(jī)制取得商業(yè)上的成功，而不是在原創(chuàng)技術(shù)方面與像貝爾實(shí)驗(yàn)室那樣的業(yè)界巨頭一較高下。他們希望多做一些與研發(fā)和生產(chǎn)相關(guān)的工作，而不是坐在辦公室里推導(dǎo)公式——他們的信心和耐心消耗殆盡。

1957年5月，研究員們決定反抗專制的肖克利。他們推舉摩爾為代表，越過肖克利直接與貝克曼對話。摩爾表示：“如果沒有有效的解決方案，我們也許會(huì)集體辭職。”他們提出要求：讓肖克利專心指導(dǎo)科研工作，請一位職業(yè)管理者運(yùn)營實(shí)驗(yàn)室。

貝克曼很清楚，如果自己答應(yīng)摩爾等研究員的要求，那么就意味著剝奪肖克利對實(shí)驗(yàn)室的主導(dǎo)權(quán)。作為肖克利的合伙人，他不可能以此為代價(jià)化解這場危機(jī)。貝克曼也很清楚，說服肖克利作出改變很難。肖克利沒有在商場上摸爬滾打的經(jīng)歷，很難理解“妥協(xié)”的價(jià)值。肖克利甚至不知道他與這些研究員的矛盾因何而起，更不清楚應(yīng)該如何處理。

多年后回憶這段往事時(shí)，貝克曼悲傷地表示，他應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)室成立的第一天起，就請人分擔(dān)肖克利在管理方面的一些工作。

研究員們沒有回頭路了，開始尋找投資，準(zhǔn)備另起爐灶。當(dāng)時(shí)恰逢硅谷風(fēng)險(xiǎn)投資進(jìn)入高峰期，但這幾名年輕人的引資之路并不順暢。沒有多少投資人愿意冒著得罪肖克利和貝克曼的風(fēng)險(xiǎn)，資助幾個(gè)前途未卜的年輕人。

諾伊斯當(dāng)時(shí)的處境最尷尬——他非常尊敬肖克利這位師長，但也要為自己和伙伴的前途著想。在摩爾等人的勸說下，諾伊斯終于向他的好友希爾曼·費(fèi)而柴爾德提出了資金需求。希爾曼的父親喬治·費(fèi)爾柴爾德是IBM公司的前身計(jì)算制表計(jì)時(shí)公司（CTR）的董事長，擁有大量公司股權(quán)。希爾曼是家中唯一的孩子，喬治去世后，他成為CTR最大的個(gè)人股東，資金對于他來說不是問題。希爾曼只有一個(gè)要求：諾伊斯極具領(lǐng)導(dǎo)才能，讓他負(fù)責(zé)公司的運(yùn)營。

1957年9月18日，諾伊斯和摩爾等8名研究員向肖克利提交了辭職申請。在這些人中，有幾人頗得肖克利賞識(shí)，被認(rèn)為“代表著硅谷的未來”。他們離開肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室后，聯(lián)合組建了仙童半導(dǎo)體公司。他們的離去使肖克利怒不可遏，他將這些昔日的門生稱為“八叛逆”。

啟動(dòng)了一個(gè)時(shí)代

肖克利和他的實(shí)驗(yàn)室一直沒能從核心研究員的離去中恢復(fù)過來。貝克曼準(zhǔn)備起訴剛剛成立的仙童半導(dǎo)體公司。但肖克利選擇了沉默，不主張將“仙童”扼殺在搖籃中。1960年，貝克曼出售了他在肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室的全部股份，結(jié)束了與肖克利的合作。

就這樣，參與發(fā)明晶體管并拿到所有初始專利的肖克利，最終沒能率先批量生產(chǎn)晶體管，反而從電子信息時(shí)代的大潮中黯然退場。

肖克利了解到，在斯坦福大學(xué)，他的老朋友，也是他在貝爾實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的半導(dǎo)體小組的成員杰拉德·泊森，正在從事光伏電池研究；他的另一位老朋友，被稱為“硅谷之父”的弗雷德·特曼已經(jīng)擔(dān)任斯坦福大學(xué)教務(wù)長。兩位老友張開雙臂，歡迎肖克利的到來。于是，肖克利加入斯坦福大學(xué)，成為一名教授。

1989年8月12日，肖克利平靜地離開了這個(gè)世界?！杜f金山紀(jì)事報(bào)》于次日發(fā)表了紀(jì)念他的文章。文章最后評論道：他啟動(dòng)了一個(gè)時(shí)代，卻未能創(chuàng)造這個(gè)時(shí)代最輝煌的一刻，只成為一名匆匆的過客。

據(jù)《圣何西水星報(bào)》報(bào)道，也許肖克利留給人們的印象是“只會(huì)搞科研，不是一個(gè)好的管理者”，但除了擁有科研才華，他的另一項(xiàng)優(yōu)秀能力是發(fā)現(xiàn)人才。無論“八叛逆”對肖克利的看法如何，他們都不能否認(rèn)肖克利對他們有知遇之恩。

事實(shí)證明，肖克利選中的人都擁有非凡的潛力。仙童半導(dǎo)體公司的成就比肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室要輝煌得多。摩爾和諾伊斯堪稱引領(lǐng)了一個(gè)新的科技時(shí)代。

肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)的辦公場所，也就是他在1955年選中的那間倉庫，如今在一家物業(yè)公司名下，專門為硅谷初創(chuàng)公司提供共享辦公服務(wù)。在這棟建筑的門旁有一塊牌匾，上面刻著一行字：“肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室，1955年。”

編輯：姚志剛" " winter-yao@163.com