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“诺奖摇篮”贝尔实验室:从辉煌到衰败的百年沉浮

发布时间:2021-04-18 18:14:51

前一阵“龙书”作者 Alfred Vaino Aho 和 Jeffrey David Ullman 斩获图灵奖,在收拾二人的协作进程时,意外发现他们竟缘起贝尔试验室。

贝尔试验室,想必大家并不生疏,一个曾多次改动人类命运的当地,也是 20 世纪最巨大的试验室之一,许多沿用至今的发明如晶体管、太阳能电池、通讯卫星、C 言语、UNIX 操作系统等均诞生于此。

可就是这样一个早年走上过神坛的试验室,在 21 世纪却鲜少听过它的美名,至多就是“从贝尔试验室出来的 XXX 获得 XXX 奖、获得 XXX 成果”,但把目光移至贝尔试验室本身,却再无昔日的荣光。

不过百年,这个诞生了 9 个诺贝尔奖、5 个图灵奖(也被称为“核算机届的诺尔贝奖”)的贝尔试验室现已从无与伦比的光芒走向了令人叹气的式微,它终究履历了什么?

现在,让咱们将进展条拉回 19-20 世纪,一起回顾贝尔试验室从光芒走向式微的百年沉浮。



奇迹诞生:试验室树立

贝尔试验室,取名于贝尔,也就是亚历山大·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell),1876 年获得国际第一台可用电话机专利权的人。

拿下专利权后,1877 年贝尔就创办了贝尔电话公司。后来开展逐渐强壮的贝尔公司在 1895 年将全美范围内的长途业务项目独立成一个新公司——现在的美国电话电报公司,即 AT&T。

看现在 AT&T 的声名赫赫,就不难猜出其时它的开展极为灵敏。树立不过几年,这个子公司的规划就现已逾越了母公司,并在 1899 年整合美国贝尔的业务和资产,翻身成为了贝尔系统的母公司,首要为美国和加拿大供应电话出产研制服务,包含电话交换机、电话电缆和半导体等电信技术。

顺风顺水地开展了二十多年,在 1925 年 1 月 1 日,AT&T 收买了西方电子公司的研讨部分,并树立一个名为“贝尔电话试验室公司”的独立实体,后来改名为“贝尔试验室”,以安定贝尔系统在通讯领域和相关科学领域的开展和研讨活动。

就此,贝尔试验室正式诞生。



走上神坛般的光芒

树立初期的贝尔试验室,作业内容大致可分为三种:

1、基础研讨:首要研讨电信技术的基础理论,包含数学、物理学、材料科学和核算机编程理论等;

2、系统工程:首要研讨构成电信网络的高度杂乱系统;

3、运用开发:首要担任规划构成贝尔系统电信网络的设备和软件,这也是贝尔试验室最大的部分。

各类人才在贝尔试验室都能够完结“术业有专攻”,不用像块砖相同,哪里需求往哪搬。自树立后的几十年来,贝尔试验室一共获得了三万多项专利,对人类生活的贡献从现在看来几乎是方方面面,以下例举部分成果:

1927 年,克林顿·戴维森和雷斯特·革末经过试验将低速电子入射于镍晶体,获得电子的衍射图样,然后验证了电子的波动性;

1933 年,卡尔·央斯基在研讨长距离短波通讯的静态来历时,发现银河中心在持续发射无线电波,然后奠定了射电天文学的基础;

1943 年,贝尔试验室开宣布了 SIGSALY 语音安全系统,这是通讯系统开展过程中的一个里程碑,开创了许多数字通讯的概念,包含初度运用脉冲编码调制进行语音传输;

1947 年,约翰·巴丁、威廉·萧克利和华特·豪舍·布拉顿树立的小组发明出了晶体管,这或许也是贝尔试验室对人类社会最重要的发明。晶体管的诞生意味着电子工业革命的初步,也使人类初步进入信息年代;

1948 年,克劳德·香农发表了《通讯的数学原理》,奠定了现代信息论的基础,而信息论是通讯技术的理论基础;

1954 年,贝尔试验室用了 800 个晶体管拼装出了国际上第一台用晶体管核算机,取名 TRADIC,为现代核算机奠定了基础;
同年,贝尔试验室在用半导体做试验时发现在硅中掺入一定量的杂质对光愈加敏感后,然后研制出了第一个具有实际运用功能的太阳能电池,迎来了太阳能电池技术的年代,后来也用在了人造卫星上作为能量来历;

1962 年,约翰·罗宾逊·皮尔斯发明的史上第一颗通讯卫星 Telstar1 成功发射,并初度完结了跨大西洋的电视实播;

1965 年,阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现国际微波布景辐射(后也被称为 3K 布景辐射);

1969 年,乔治·埃尔伍德·史密斯和威拉德·博伊尔发明出了电荷耦合元件(CCD),也就是现在扫码机、相机、扫描仪必备的感光组件;

1969 年,肯.汤普生在小型核算机上开宣布 UNIX 系统,后来 1973 年丹尼斯.利奇开宣布了 C 言语,改写本来用汇编言语编写的 UNIX,并在 1974 年正式对外发表 UNIX 系统;

1980 年,贝尔试验室获得了 TDMA 和 CDMA 数字蜂窝电话技术的专利,也是现代无线通讯技术强而有力的基础;

......

这个时期的贝尔试验室,具有上万个顶尖科学家,手握各项先进技术的专利,走在了全球科技的最前沿,风光无两。

可所谓“物极必反,盛极必衰”,为美国经济与科技开展做出如此贡献的贝尔试验室,在 80 年代却被美国司法部无情拆分。



流离失所,荣光不再

到了 80 年代,华尔街本钱首要介入了贝尔试验室:引入业绩考核,将许多科技作业者由研制部分调至业务部分。

本钱家,历来寻求的都是投入必有报答,他们等不了慢条斯理地试错、试验和等候,而这完全与贝尔试验室的气氛相违背。

在这之前的 60 年,贝尔试验室的科学家们几乎没有任何外在的压力,他们需求做的就是:挑选自己喜欢和擅长的方向进行研讨,不论多久,不论成败。

他们不需求担忧金钱,因为其时独占美国移动通讯领域 90% 的市场份额的 AT&T 财力雄厚,给试验室的第一笔科研经费在其时就是个天文数字:1200 万美元;他们不用焦虑 Deadline,因为根本不存在,研讨进展均由自己把控与和谐;他们也没有“评头论足”的上司,因为领导都是各个领域的权威人物,不只不会随意干与,还能与之进行高效评论与沟通。

或许提到这儿,你会敬慕这个简直“与世无争”的神仙作业环境,但这种宽松安闲的气氛能够长期出色的保持,天然靠的仍是一位位具有真知灼见并时刻保持研制热心的科技人才,高门槛的进入规范保障了“散养”状态下的贝尔试验室科研成果也能“百家争鸣”。

可是华尔街本钱树立的业绩考核打破了这座人人向往的研讨者殿堂,他们的作业不再朴素,KPI 重重地压在了他们身上,可是科研却需求时刻去试错。

这还不是最糟的,1984 年美国司法部根据《反独占法》将 AT&T 进行拆分,根据地区划分为七个小贝尔公司担任市话业务,AT&T 则首要从事长途电话业务和通讯设备的制作,然后打破了长久以来 AT&T 独占美国电信工作的局势。

到 1996 年,AT&T 又自行拆分为三部分:从事电信业务的 AT&T、从事设备制作业务的朗讯 Lucent 和从事核算机业务的 NCR。贝尔试验室也在这次拆分中被一分为二:朗讯获得了贝尔试验室的名称及一半的科研资源,AT&T 继承另一半试验室组成 AT&T 试验室(之后改名为“香农试验室”)。

而贝尔试验室的式微也正始于这次的拆分。

从 AT&T 到朗讯,最大也是最丧命的不同就是:钱。早年 AT&T 资金雄厚,贝尔试验室历来无需担忧科研所需的许多经费,可朗讯不同,它的利润明显不行养活这个具有上万个优秀人才的大型试验室,而它能做的就是不断减缩人员,敦促科学家们做出能挣钱的研讨,然后出售部分专利周转资金。

这时的贝尔试验室“疲于奔命”,它不再是科研人员逐梦的天堂,残酷的实际使其不得不盖上“功利”的印章,不再朴素。

而即便如此,朗讯也未能从下坡路上崛起,在困难的 2006 年连带着贝尔试验室被法国阿尔卡特电讯公司并购,成为了阿尔卡特朗讯,即“阿朗”。

不过很明显,阿朗这一棒也没有接好,并购朗讯之后不只没有盈利,市值还蒸发了多半,在亏本总额累计达 48 亿欧元的 2008 年,为抢救颓势,出售了贝尔试验室的“家”——彼时具有 46 年历史的贝尔试验室大楼。

尽管尔后阿朗向大众标明,贝尔试验室仍然存在并且是阿朗“最重要的研制力气和最具前瞻性的研制组织”,但咱们都知道,这时的贝尔试验室早已不是最初的“贝尔试验室”了。

卖了贝尔试验室大楼的阿朗也没有撑几年,2016 年诺基亚以 166 亿美元收买了阿朗,贝尔试验室也因而弯曲到了诺基亚名下。

从 AT&T 到朗讯到阿朗再到诺基亚,贝尔试验室在流离失所中已是“名存实亡”,现在在这个如雷贯耳的大名之下,它只是一个小研讨组织,更遑论早年的荣耀。



贝尔试验室的“遗产”

但毋庸置疑的是,早年光芒过的贝尔试验室仍是留下了许多“遗产”。

从中走出来的科学家们至今共获得了 9 项诺贝尔奖,使贝尔试验室被誉为“诺奖的摇篮”,而今年“龙书”作者更是增加了图灵奖的获奖次数至 5 次:

贝尔试验室走出的诺贝尔奖得主:

1937 年:因为证清楚物质的波动性质,Clinton J. Davisson 获得了诺贝尔物理学奖。

1956 年:John Bardeen、Walter H. Brattain 和 William Shockley 因发明了第一批晶体管,获得了诺贝尔物理学奖。

1977 年:Philip W. Anderson 因 “对磁性和无序系统电子结构的基础性理论研讨”,获得诺贝尔物理学奖。

1978 年:Arno A. Penzias 和 Robert W. Wilson 因发现国际微波布景辐射获得诺贝尔物理学奖。

1997 年:朱棣文(美籍华裔)因在激光冷却和“捕获”原子的研讨中获得的巨大突破获得诺贝尔物理学奖。

1998 年:Horst Störmer、Robert Laughlin 和崔琦(美籍华裔)因发现和解说了分数量子霍尔效应被颁布诺贝尔物理学奖。

2009 年:Willard S. Boyle 和 George E. Smith 因发明半导体成像器件电荷耦合器件一起获得诺贝尔物理学奖。

2014 年:Eric Betzig 因为对开展超分辨率荧光显微镜做出的杰出贡献获得了诺贝尔化学奖。

2018 年:Arthur Ashkin 因发明了光镊技术获得了诺贝尔物理学奖。

贝尔试验室走出的图灵奖得主:

1968 年:Richard Hamming 因在计数方法、自动编码系统、检测及纠错代码方面的贡献被颁布图灵奖。

1983 年:Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 因开发 UNIX 操作系统和 C 言语获得图灵奖。

1986 年:Robert Tarjan 和 John Hopcroft 因在“算法和数据结构的规划与剖析”的贡献获得图灵奖。

2018 年:Yann LeCun、Yoshua Bengio 与 Geoffrey Hinton 因在深度学习方面的贡献获得图灵奖。

2021 年:Alfred Aho 和 Jeffrey Ullman 因在编译器方面的贡献被颁布图灵奖。

除了以上这些诺奖和图灵奖得主,贝尔试验室还培育出了一大批著名科技人才:C++之父 Bjarne Stroustrup、纽约谷歌查找担任人 Corinna Cortes、开发核算编程言语 S (R 言语前身)的 John McKinley Chambers、Fortran 77 编译器的首个作者 Stuart Feldman ......

这些人的成果为现已衰败的贝尔试验室更添一丝传奇色彩。巅峰时期的它,不论放在曩昔仍是现在都无人能够匹及。敢说改动人类命运的试验室没有几个,但贝尔试验室肯定名列前茅,可它却最终败给了实际,实在令人怅惘与唏嘘。

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