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沉默的巨人

2020-11-26

小学生学习指导(高年级) 2020年11期
关键词:晶体管巨人所学

1946年,杰克·基尔比刚刚从伊利诺伊大学毕业,准备投入工作。他身材高大,但沉默寡言,他的朋友戏称他为“沉默的巨人”,这个外号可以说是很准确。基尔比自小非常喜欢电子技术,因此大学时所学的专业是电子工程,还选修了很多电子管方面的课程。然而,仅仅在他毕业一年之后,他所学的这些知识就变得没有用了。因为1947年,一项划时代的发明诞生了。

那年12月,贝尔实验室的一个研究小组发明了晶体管,用以取代此前在计算机核心电路元件里使用的电子管。晶体管小巧、省电,且性能稳定,它很快就成为新的潮流,推动着第二代计算机的诞生。第二代计算机,体积比第一代堆满整个机房的那个大家伙缩小了许多,计算速度还翻了倍。但是,它造价不菲,随着电路系统日渐复杂,计算机的价格变得十分昂贵——当然,在那个年代,没有人想象过今天每家每户都轻松拥有一台或数台计算机的情形。

大学毕业后的基尔比几经辗转,最终入职得州仪器公司。他是一名工程师,总是一丝不苟,对专业有着异常的执着和认真。工作之余,他总在思量着如何将电路小型化,让计算机的处理器变得更轻巧。一线的工作经验给了他不少帮助,一个新的思路逐渐形成。1958年的夏天,由于是新员工,他不能像其他员工一样享受为期两周的夏天长假,他坐在实验室里,苦苦思索着怎么实现他构想中的方案。他发现电路里的不同元件实际上是可以用相同材料来制造的,那么,如果将这些部件在同一块材料上制造,就可以节省很多空间。他选择了半导体硅作为目标材料,用两周时间思考并画出了设计图。

同事们休假回来之后,基尔比将自己的方案报告给上司,他们发现这是一个了不起的可行方案,并迅速采纳了。世界上第一块集成电路板——也就是我们常说的芯片——就此诞生了。芯片的计算速度越来越快,而它的体积却越来越小。现在,一块芯片往往不过指甲大小,却具有惊人的计算能力。

如今,我们熟悉的绝大多数电子产品和智能设备,无不依赖芯片:计算机、手机、智能手表、智能眼镜、无人驾驶飞机……芯片成为现代智能世界名副其实的“心脏”。基尔比也在2000年,以非科学家的身份,获得诺贝尔物理学奖。这位看似普通的“沉默的巨人”,真正地像巨人一样改变了这个世界。

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