Пожар в Долине. История создания персональных компьютеров (без иллюстраций) - [8]
Но ничто не вечно под луной. Пришло время, и появились наглые выскочки, которые решили проучить «великолепную восьмерку». В 60-е годы появился новый тип компьютера — более дешевого, меньшего по размерам. Он быстро стал таким же популярным, как и мини-юбки. Самой известной компанией, производящей мини-компьютеры, были DEC (Digital Equipment Corporation) в Бостоне и HP (Hewlett-Packard) в Пало-Альто, Калифорния.
Компьютеры, произведенные этими компаниями, приобрели вид универсальных ЭВМ, какими их и задумывали Тюринг и Фон Нейман. Они стали не только более компактными, но и более мощными, более эффективными. Вскоре достижения в области технологий позволили продвинуться еще дальше по пути усовершенствования «умных машин».
Шаг вперед
Изобретение транзистора стало осуществлением мечты.
Эрнест Браун и Стюарт Макдоналд «Революция в миниатюре», 1978
В 40-е годы переключателями в компьютерах были механические реле, которые постоянно открывались и закрывались, громыхая, как грузовые поезда. В 50-е годы их заменили электронные лампы. Но и они не могли быть меньше определенного размера, а поскольку выделяли тепло, должны были находиться на определенном расстоянии друг от друга. Именно из-за них компьютеры имели довольно большие размеры. И вот наконец к 1960 году физики, работавшие над твердыми материалами, представили совершенно новый элемент.
Устройством, которое вытеснило электронную лампу, стал транзистор, очень маленький, на первый взгляд, нейтральный кристаллический слой с необычными электрическими свойствами. Изобретение транзистора немедленно было признано революционным открытием. Джон Бардин, Уолтер Брэттен и Уильям Шокли в 1956 году получили за него Нобелевскую премию по физике.
Появление транзистора означало не просто замену устаревших технологических элементов на новые. В результате серии экспериментов в области квантовой физики транзисторы превратили компьютеры из «гигантского электронного мозга», доступного в основном инженерам и ученым, в товар, который можно купить, как телевизор. Транзистор стал огромным шагом вперед. Именно благодаря ему не только появились миникомпьютеры 60-х, но и наступила революция персональных компьютеров в 70-е годы.
А самое главное открытие столетия Бардин и Брэттен совершили в 1947 году за два дня до Рождества. Чтобы понять всю значимость устройства, которое появилось тем зимнем днем в Мюррэй Хилл, штат Нью-Джерси, необходимо вспомнить о годах исследований, предшествовавших этому.
В 40-е годы Джон Бардин и Уильям Шокли работали в разных областях. Это было время, когда эксперименты в квантовой физике привели к открытиям, подтвердившимся позже. Стало ясно, что свойства кристаллов некоторых химических элементов, например, германия и кремния, проявляются только в электрических полях. Эти кристаллы нельзя было назвать ни изоляторами, ни проводниками, поэтому им присвоили название «полупроводники». Они обладали одним качеством, которое особенно заинтересовало инженеров-электронщиков: кристалл полупроводника в одном направлении проводил электричество, а в другом нет.
Это свойство тут же было востребовано. Крошечные осколки таких кристаллов начали использовать для выпрямления электрического тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный. Полупроводниковые радиоприемники были первыми изделиями, выпущенными на продажу с практическим использованием этого изобретения.
Выпрямитель на кристаллах был довольно любопытным устройством, элементом минерала, выполнявшим полезную работу, но не имевшим движущих частей. Этот, на первый взгляд, инертный прибор, обладавший уникальными свойствами, назвали элементом твердого состояния. Его вскоре заменило другое изобретение: триод Ли Де Фореста.
Триод был более универсальным устройством, чем кристаллический выпрямитель: он мог не только усиливать проходящий через него ток, но и использовать вторичный слабый ток для перемены знака основного тока. Это свойство изменять одно значение в зависимости от другого оказалось существенным в ходе разработки компьютера EDVAC. Хотя в то время некоторые ученые думали, что триод будет в основном использоваться в телефонных коммутаторах.
Естественно, люди из AT&T,[2] особенно из ее исследовательского филиала — Bell Labs, стали интересоваться триодами. Работавший в то время в Bell Labs Уильям Шокли, как и другие ученые, занимался исследованиями полупроводников. Его интересовало, как изменяются их свойства при внесении в кристаллы примесей. Однажды Шокли осенило. С внесением других материалов, высказал идею Уильям, число электронов, необходимых для прохождения электрического тока, должно вырасти. Шокли убедил Bell Labs разрешить ему исследовать это предположение. Он верил, что сможет создать усилитель элемента твердого состояния. В состав его команды вошли ученый-экспериментатор Уолтер Брэттен и теоретик Джон Бардин.
Какое-то время их попытки ни к чему не приводили. Подобными исследованиями, кстати, уже занимались в университете Педю в Лафайете, Индиана. Группа Bell продолжила их и довела до финала. Бардин сумел разрешить основную теоретическую загадку. Он пришел к выводу, что эффект непроводимости на поверхности кристалла зависит от величины напряжения электрического тока. Это было удивительно точное предвидение. Уолтер Брэттен блестяще провел эксперименты, которые доказали истинность утверждения Бардина. Так 23 декабря 1947 года мир узнал о транзисторе.