走进实验室|贝尔实验室:曾改变世界的“创意工厂”
来源:科技日报 2023-05-09 06:22:31

开栏的话:国际上有这样一批实验室,代表了世界前沿基础研究的最高水平,诞生了一大批诺贝尔奖获得者和具有划时代意义的科技创新成果。这些实验室是科学研究的基地,是科学发展的摇篮,在国家乃至世界的发展中都有着举足轻重的作用。“走进实验室”栏目将带你领略这些实验室里诞生的丰硕成果和科技创新文化。

科技日报记者 张佳欣

今天,硅谷被认为是创新的摇篮。但鼎盛时期的贝尔实验室几乎一直是美国首屈一指的技术研究中心,为美国科技发展立下了汗马功劳。


(相关资料图)

贝尔实验室大楼办公区域图片来源:inspiredsd.com

贝尔实验室总部位于美国新泽西州的默里山。1947年,威廉·肖克利、约翰·巴顿和沃特·布拉顿在这里成功制造出第一个晶体管,改变了人类历史。22年后,贝尔实验室的研究人员发明了Unix操作系统,带动了许多创新软件的开发,影响了无数程序员,改变了整个计算机技术的发展轨迹。

杰克·A·莫顿(左)和JR·威尔逊在贝尔实验室,约1948年。图片来源:computerhistory.org

美国记者乔恩·格特纳说:“在谷歌出现之前的一段时间里,贝尔实验室足已成为这个国家的智力乌托邦。”

兴衰历史:从垄断到衰败

贝尔实验室是20世纪人类最伟大的实验室之一。从晶体管到激光,从数字通信到蜂窝电话,人类现代生活的方方面面都受到了贝尔实验室的影响。在这里,走出过15位诺贝尔奖获得者、7位图灵奖获得者以及其他各种奖项得主。据粗略统计,自1925年以来,贝尔实验室一共获得3万多项专利。1876年,亚历山大·格雷厄姆·贝尔获批电话专利。紧接着第二年,贝尔就创办了贝尔电话公司。

贝尔实验室大楼办公区域图片来源:inspiredsd.com

1895年,贝尔公司将其正在开发的美国长途业务项目分割,建立了一家独立的公司,称为美国电话电报公司(AT&T)。1925年,AT&T收购了西方电子公司的研究部门,成立“贝尔电话实验室公司”的独立实体,后改称贝尔实验室。随后,AT&T一直保持着在美国长途电话市场长达半个世纪的垄断地位。

然而,在1984年,美国司法部依据《反托拉斯法》将庞大的贝尔系统拆分出了“继承者”——新AT&T公司(专营长途电话业务)和7个本地电话公司(即“贝尔七兄弟”)。AT&T的垄断终于被打破。1996年,AT&T再次被拆分,贝尔实验室也被“剥离”出来,成为朗讯科技的组成部分。

据美国《连线》杂志2008年报道,在作出无数贡献之后,贝尔实验室的基础物理研究实验室走到了尽头。其母公司阿尔卡特—朗讯退出了基础科学、材料物理和半导体研究,转而专注于网络、高速电子、无线、纳米技术和软件等更直接的市场领域。评论家回应说,这种做法目光短浅,可能会极大地削弱实验室作出真正创新发现的能力。

2016年,诺基亚收购了当时贝尔实验室的母公司阿尔卡特—朗讯,贝尔实验室归诺基亚所有。

成功秘诀:机制重于技术

科技史学家迈克尔·瑞尔丹将贝尔实验室的成功归功于“稳定的资金和长远思维的结合”。贝尔实验室主任默文·凯利在1950年提出,其核心信念是“基础研究是所有技术进步的基础”。他称贝尔实验室为“创意技术学院”,从他雇佣的人到他帮助设计的大楼的房间布局,以及实验室如何运作,凯利都有着非常清晰的愿景。而这也是促进贝尔实验室成功的更重要因素。

早在20世纪50年代,凯利就有着与当今许多大型科技公司和初创企业一样的想法,即一个组织要取得卓越的业绩,需要拥有大量具有不同技能的人才。凯利希望招聘“最聪明最优秀”的人才。

除了吸引人才,更要留住人才。为此,贝尔实验室十分注重环境氛围的建设,鼓励营造学术和科研宽松自由、兴趣至上的环境。

同时,实验室从不对研究人员的工作设限。凯利认为,任何干扰都会使研究人员失去“与他们科学兴趣前沿的联系”,并降低效率。最重要的是,凯利认为研究是一个“非计划的工作领域”,没有最后期限、目标或进度报告。

凯利对人才成长的物理环境也非常挑剔。就像几十年后的苹果公司创始人史蒂夫·乔布斯一样,凯利亲手参与了贝尔实验室的建筑设计。沿着实验室大楼长长的走廊,凯利设计了灵活的模块化房间,可容纳办公室、实验室和其他工作空间。这种布局之下,理论家、实验者和技术人员都能聚集在一起。此外,保持敞开的办公室大门仿佛意味着宽松的学科藩篱,营造了一种自由交流思想的氛围。

启示仍在:给予更宽松研究环境

如今,科研机构和科技公司竞相冲进更前沿的科技领域。是否还能有实验室重现贝尔的辉煌?其实,在某些方面,现在的科研机构甚至比辉煌岁月的贝尔实验室处于更有利的地位。

但也许比起金钱,更重要的是给予科学家追求科研兴趣的自由和时间,而这对于大多数学术界或其他研究机构来说是“奢侈品”。

《自然评论·物理》指出,与过去的贝尔实验室不同,今天的大多数行业实验室缺乏自由,这种自由指的是对于脱离短期商业目标而从事兴趣研究的自由,而往往这种自由下带来的新发现才是独有的。

凯利的“配方”似乎不再具有普遍性,贝尔实验室的成功似乎也是一系列独特环境的结果。但人们不应该如此迅速地抛弃贝尔实验室兴衰的启示,正如有人所说,贝尔实验室的“太阳”永远都不会落山。

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