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重建贝尔实验室需要什么?

Conan Xin
26 min readJul 19, 2024

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在20世纪的大部分时间里,AT&T几乎完全负责建设和运营美国的电信基础设施。它制造电话和电气设备,铺设了数亿英里的电线穿越全国,并建造和运营了交换机和交换中心,使得任何有电话的人都可以打电话给任何其他人。

这个庞大的网络需要价值数十亿美元的设备:电话、交换机、电缆、放大器、中继器等等。所有这些设备都是由AT&T的制造子公司西部电气(Western Electric)制造的。但它是由AT&T的研究部门,贝尔电话实验室设计的,更广为人知的是贝尔实验室。

对于技术进步的学生来说,贝尔实验室是一个巨人。几十年来,贝尔实验室不仅被认为是世界上最好的工业研究实验室,而且可以说是世界上最好的研究实验室。一位贝尔实验室的校友将其描述为“几乎是所有学术机构的并行组织。”贝尔实验室不仅开发了新的电话设备,还进行了新的科学研究,假设这样的研究最终会导致通信技术的进步。

贝尔实验室最著名的是晶体管的诞生地,但这仅仅是起源于那里的数十项重大发明和发现之一。贝尔实验室还孕育了:硅太阳能光伏电池、第一个主动和被动通信卫星、第一部视频电话、第一个蜂窝电话系统、第一条光纤电话电缆、石英钟、信息论、统计过程控制、UNIX计算机操作系统,以及宇宙微波背景辐射的发现。贝尔实验室许多不那么著名的发明是其最重要的:发现能够保护聚乙烯在阳光照射下不分解的化合物通常不被列入贝尔实验室最令人印象深刻的成就清单中,但它们的专利是AT&T有史以来最有价值的。在贝尔实验室的奖项中包括10个诺贝尔奖、5个图灵奖(计算机领域的最高荣誉)和5个德雷珀奖(工程领域的最高荣誉)。36位贝尔实验室的工作人员被选入发明家名人堂(尽管并非所有人都是因为他们在贝尔实验室的工作)。

贝尔实验室至今仍然存在,作为诺基亚的子公司,但除了名字之外,它与20世纪的工业研究巨头几乎没有关系。在AT&T解体后,贝尔实验室逐渐通过不断的合并和拆分到不同的组织中,它从未达到过1950年代到1980年代的高峰。

毫不奇怪,人们一直对重建一个像贝尔实验室那样不断产生世界改变性发明和发现的研究实验室有持久的兴趣。在最近的一篇通讯文章中,诺亚·史密斯(Noah Smith认为我们需要一个“能源贝尔实验室”(energy Bell Labs),以推动美国能源技术的发展,他远非唯一梦想重建一个贝尔实验室式组织的人。这个想法一再出现。

不幸的是,使贝尔实验室如此成功的条件具有高度的历史偶然性,不是那种可以有意识地重现的东西。作为政府认可的、垂直整合的垄断企业的子公司,贝尔实验室拥有广泛的研究范围和追求大多数其他工业实验室无法获得的长期研究项目的自由。量子力学中的先前发现为贝尔实验室提供了大量新现象,可以为新技术提供资源,二战不仅推动了技术的全面进步,还将贝尔实验室变成了一个准备利用它的组织。最终,贝尔实验室被它自己创造的技术所破坏。贝尔实验室繁荣的世界已不复存在:要推动技术进步,我们需要理解为什么贝尔实验室能够成功,以及为什么它不再可能。

贝尔实验室的起源

在存在的最初几十年里,AT&T的科学和发明努力是适度的。尽管需要新技术来改善和扩展贝尔系统,AT&T主要依靠获取外部专利和发明,并将其适应其特定需求。1892年,机械部门负责人哈蒙德·海耶斯(Hammond

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