细数与计算机有关的诺贝尔奖

1.晶体管的发明。
早在20世纪40年代,贝尔实验室就确定了半导体,诸如硅、锗在电气方面应用的研究方向,我大概记不清他们在什么时候发明出的晶体管,只知道在1956年诺贝尔物理学奖颁发给了他们,足见这个发明的举足轻重。晶体管的实现的作用很简单,单向导电和电流放大,而且这个单向导电可以通过一个引脚(基极)来加以控制,基极施加电压,电流才允许从发射极流到集电极,这便形成了基本的计算机逻辑,为后来的大规模集成电路的发展奠定了坚实的基础,要不然计算机绝对不可能民用化,还像 Eniac(第一台计算机,有好几间房大)一样只能军用。 看似简单的发明,实则没有丰富的量子物理学基础,则很难解理解里面的道理。这也是诺贝尔物理学奖高深的原因。对于一个读物理学专业的学生来说,1900年至今的任何一个诺贝尔物理学奖要想透彻的理解都是有难度的,至少我是这么认为的。
2.集成电路的发明。
享誉全球的德州仪器,在他的实验室里,曾经产生过一个举足轻重的发明,那就是集成电路。1958年德州仪器,一个叫 基尔比 的人,为他的奇思妙想申请了专利,就是在硅板上覆铜,用铜线代替一般的线路实现电路的小巧化。时至今日每个计算机的芯,都在他的方向上茁壮成长。这个迟来的诺贝尔物理学奖在2000年那个网络泡沫的年代才颁发,时隔42年,瑞典皇家科学院和媒体,就认准他一个字:值。 没有他的发明,哪里会有今天的计算机,今天的手机,甚至是渗透到生活方方面面的嵌入式计算机。 我突然想到一个场面,有一次(2002年),丁肇中到中国来做有关物理学的演讲,有个学生一脸茫然的问,研究这个(量子力学)问题会有什么用,丁教授回答他了,但是她还是一脸茫然。单就说上面提到的晶体管,这一项发明,就足以为量子力学正名,还别说很多和他相关的发明。
3.光纤的发明。
难道是光纤的纤应该读xian,为什么百度拼音每次纠正我应该打xian。纤夫的爱,纤绳,纤缆都印证了这个字应该读qian。光缆,光纤,多好,叫光xian。难道这个读音又是XXX规定的。 不说这个了,光纤的发明要归功于高锟博士持之以恒了研究,从1960年代开始,三四十年的研究,为光纤的大规模使用铺平了道路。回想高锟确定研究方向初期,各种项目展开的困难和政府、基金的支持,便想到国内的落后。不要看光纤现在看起来那么“容易”,当初的光衰测量计的精度,符合纯度的玻璃的制造,指定长度波长的检出,都是莫大的困难。以至于一拖就是四十年时间。现在的光纤利用波分多路复用技术,速度可以达到每秒几十Tb,可以几百公里不用加中继放大器,可以不怕小偷打主意。想想他为世界省了多少钱。就在联通大力宣传光纤没有偷盗价值的时刻,也应该想到高锟博士的贡献。2009年瑞典皇家科学院为高锟博士颁发诺贝尔物理学奖,这年他已经76岁。
4.大容量存储硬盘的发明(巨磁电阻)。
说白了计算机硬盘为什么要叫磁盘,因为他的硬盘和读写头都是带磁性的。磁盘早已有之,但是他的存储密度不大,一个硬盘几十G,已经是当时的极限了(至少到1990年前都是这样的)。磁盘的原理是通过磁性改变导体的电阻,改变的电阻会改变通过导体的电流,进而来区分01。在1956年,英国科学家已经发现,对导体施加磁性,磁性的方向和电流方向不一致时,电流的大小会发生微弱的变化,可以认为是磁性改变了导体的电阻。但是这种微弱的变化尚不足以用到磁盘,准确的说是高密度的磁盘。可以说高密度的磁盘需要一种材料,这种材料可以灵敏的感应磁场带来的电阻变化,进而转换成数字信号。1988年,法国一个教授(肯特),发现了铁-铬 60层夹层饼干式的巨磁电阻效应。我想想就奇怪,为什么是铁铬,为什么还是60层的。巨磁电阻简称GMR,后来一个在美国的英国人改进生产工艺,才奠定了今天高密度磁盘的基础,能用到500G、1000G的磁盘,该感谢下这位教授和法国。瑞典皇家科学院为他颁发诺贝尔物理学奖在2007年。

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