Все началось с колеса. Эволюция изобретений: от топора до лазера

Зачем нужен этот краткий урок домашнего хозяйства перед тем, как перейти к основному сюжету? Затем, что они взаимосвязаны. Изначально магнетрон не был предназначен для того, чтобы подогреть тарелку супа или быстренько разморозить курицу, которую забыли вовремя достать из морозилки. Вакуумная трубка, испускающая микроволны, была частью радара, технология которого оставалась в центре внимания как перед Второй мировой войной, так и в ее годы. Сразу после войны и появилась легенда: якобы в 1947 году Перси Лебарон Спенсер, инженер, трудившийся над усовершенствованием магнетрона в американской компании Raytheon Corp., обратил внимание, что шоколадный батончик в кармане нагрелся и подтаял. Заинтересовавшись причиной, он воспроизвел эксперимент, положив рядом с магнетроном сначала кукурузные зерна, которые начали прыгать и превратились в попкорн, потом яйцо – оно сварилось вкрутую гораздо быстрее, чем в старой доброй кастрюле. Эврика!

Конечно, история слегка романтизирована. Подобные свойства магнетрона наблюдались и раньше, в начале 1940-х годов. Инженеры разогревали свои обеды, не отвлекаясь от работы, но не думали о коммерциализации. Компания Raytheon не прекратила производство магнетронов военного назначения – началась холодная война, и радары стали еще нужнее. Однако по совету Перси Спенсера фирма начала осваивать новое направление: кухонную технику. Конечно, не сразу: первая микроволновая печь, названная Radarange (радар-ангел) – каламбур! – получилась высотой 2 метра и весом 300 кг! Ею могли пользоваться заводские столовые или больницы. Но в 1960-х годах уменьшение размеров – и, соответственно, цены – позволило микроволновке перебраться и на частный рынок, быстро выросший вначале в Америке, а потом и по всему миру за несколькими исключениями.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Приручение огня (400 000 лет до нашей эры)

Радар (1935 год)

1947 год

Транзистор

Изобретение транзистора (transfer resistor) в 1947 году радикально изменило электронику и принесло троим создателям Нобелевскую премию по физике.

Как и великое множество других изобретений, появившихся после Второй мировой войны, транзистор стал плодом длительных научных исследований. Чтобы создать его, потребовалось вначале открыть фундаментальные свойства металлов-полупроводников, ставших основных материалом для изготовления новых устройств. Основа этих знаний, в свою очередь, понемногу формировалась на протяжении XIX века такими известными учеными, как Майкл Фарадей или Антуан Беккерель. Впоследствии теорию обогатили достижения квантовой механики – в 1931 году вышла работа Алена Уилсона, посвященная электронным полупроводникам, – и картина наконец сложилась окончательно. Но, конечно, следует упомянуть еще и многочисленные исследования электромагнитных волн, особенно в радиодиапазоне, выполненные Джеймсом Максвеллом, Генрихом Герцем и многими другими, а также идею полупроводникового выпрямителя Джагадиша Чандры Боса, не говоря уж об исследованиях электронов: генеалогическое древо современной электроники выглядит чрезвычайно ветвистым.

Тем не менее, считается, что у транзистора три вполне конкретных создателя, трудившихся в знаменитых лабораториях Bell американской телефонной компании AT&T:

Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли. Этих гениев в 1945 году объединил в одну команду вице-президент компании Мервин Келли, рассчитывая, что они смогут эффективно использовать как результаты исследований, накопленные между войнами, – поскольку сами активно участвовали в этих исследованиях, – так и новшества, опробованные в ходе войны, в частности, в ходе разработки радара.

На этой основе, помимо прочего, удалось создать полупроводники непревзойденного качества: если в 1940 году считалось, что получить чистоту кремния в 99 % очень трудно, то в 1945 году компания Du Pont могла обеспечить 99,999 % чистоты. Глядя на столь мощный прогресс, Мервин Келли рискнул предсказать грядущую революцию в электронике, в том числе замену вакуумных трубок, использовавшихся в качестве выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный, или усилителей, оказавшихся настоящими пожирателями энергии, вдобавок хрупкими и громоздкими. И он не ошибся.

Первый транзистор был создан 16 декабря 1947 года Джоном Бардином и Уолтером Браттейном. Семь дней спустя прямо в лаборатории Bell Labs организовали демонстрацию, ставшую прекрасным рождественским подарком и исследователям, и предприятию, которое их финансировало. В течение следующих нескольких недель Уильям Шокли внес серьезные улучшения, сделав биполярный транзистор более надежным и простым в производстве. Насколько это оказалось важно, можно судить по тому, как скоро и безжалостно транзистор завоевал электронный рынок.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Радиопередача (1896 год)

Радар (1935 год)

Компьютер (1936 год)

Микропроцессор (1971 год)

1956 год – …

Хон Лик