«В мире нет ничего особенного. Никакой магии. Только физика», и с этой цитатой из книги «Дневник» американского писателя Чака Паланика сложно поспорить. Особенно, если учесть, что именно физика была главной наукой 20 века и продолжает оставаться такой же в 21-ом. Если спросить рядового обывателя, какое важнейшее открытие было сделано в области физики, то его ответ, скорее всего, будет «атомная бомба». А вот ЮНЕСКО посчитало иначе и объявило самым выдающимся достижением 20 века… транзисторы.
Изначально транзисторы были задуманы как усилители электрического сигнала и, как многие другие, ставшие впоследствии великими изобретениями, они появились не из воздуха. В начале 20 века, когда технологии, которые мы сегодня принимаем как данность, находились в своем зачаточном состоянии, очень остро стояла проблема телефонной связи.
Она была ненадежной, и, несмотря на то, что электрический сигнал уже шел по проводам, чем дальше он уходил от абонента, тем слабее становился. Для более-менее стабильной работы его необходимо было усиливать хотя бы каждые 100 километров, тогда появлялся шанс, что телефонный разговор все же состоится.
Но как же это сделать? До того момента, как были изобретены транзисторы, усиление сигнала осуществлялось с помощью электронных ламп, размер которых не превышал человеческий палец. Кроме того, лампам была необходима наружная система и электронная цепь, поддерживающая их нормальную работу.
Да и в целом электронная лампа считалась достаточно сложным и дорогим прибором, использовать который без особой необходимости было весьма затратно во всех смыслах. В 40-е годы 20 века лампы попытались заменить маленьким кристалликом полупроводника, который в то время был размером в 1 мм, и по мощности не уступал вышеописанным лампам.
Первые полупроводниковые транзисторы были использованы в усилителях, изготовленных в США на предприятии под названием «The Bell Laboratories», директором которого был ни кто иной, как Александр Белл – человек, который изобрел телефон. К слову, это было не единственное его изобретение, которое, грубо говоря, ушло в народ.
Беллу также принадлежит идея создания корпоративной лаборатории на базе производственного предприятия. Свою мысль он писал так: «Когда компания станет богатой настолько, что у нас будут деньги, которые мы сможем тратить не только на то, чтобы поддерживать компанию - выплачивать зарплату и покупать оборудование, — мы эти деньги будем вкладывать в науку. Создадим корпоративную лабораторию, в которой люди будут заниматься теми исследованиями, которые нужны нам».
Изобретение транзисторов стало фундаментальным шагом в науке, а специалисты «Bell Labs» сделали то, чего до них никто никогда не делал. Первые созданные ими транзисторы представляли собой маленькие полупроводниковые кристаллики, которые усиливали электрический ток. Они были недорогими и очень надежными, благодаря чему транзисторы можно было в буквальном смысле крепить на телефонные столбы, тем самым улучшая работу телефона.
Чуть позже выяснилось, что транзисторы также можно использовать в электронных схемах. Однако для того, чтобы транзистор работал, скажем, в компьютере, его необходимо было несколько преобразовать: из простого усилителя сделать электронный переключатель с двумя положениями.
Автором этого изобретения, полевого транзистора MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), стал египтянин по происхождению Мохамед Аталла.
Следующим шагом после изменения структуры транзисторов стало объединение их в интегральные схемы. Американский физик Джек Килби из Далласа, который впоследствии получил Нобелевскую премию за интегральные схемы, однажды сказал: «А что, если я возьму не один транзистор, а десять, сто, тысячу? И объединю их в схему, которая будет сделана компактным образом, как бы отштампована, и я смогу использовать её для логических операций?»
Он, конечно же, смог. Только для этого ему понадобился другой транзистор, в разы меньше, но с теми же качественными показателями. До Килби в схемах использовалось максимум 16 транзисторов – такая структура применялась в слуховых аппаратах. Затем количество транзисторов увеличилось до нескольких сотен, и такие схемы уже были способны переключать свет в светофорах. А вот для компьютерного микропроцессора понадобилось уже несколько десятков тысяч транзисторов!!!
По факту, транзисторы, а затем и интегральные схемы, оказали огромное влияние не только на технический прогресс, но и на непосредственно связанную с ним жизнь современного человека.
Мощные компьютеры и искусственный интеллект не появились бы, если в один прекрасный день одному умному человеку не пришло в голову «упаковать» транзисторы в интегральные схемы. А сейчас их уже миллиарды, они работают очень быстро, потребляют относительно немного энергии и выполняют огромное количество самых различных математических операций.
Буду очень благодарен вашей подписке на мой канал и лайку под этой записью!
Обязательно подпишитесь на мой YouTube канал, где ежедневно выходят мои репортажи и короткие видео на тему истории, путешествий и личной жизни.
Увидимся на канале!