电子工程是集数学,物理,化学,生物, 机械, 材料之大成。但对于这个领域的专家,我们有时候又知之甚少。因为它不像软件那样,来一个新语言就出一个新大拿,很多时候这些专家会埋头苦干数十年,最后就算获得了成果也不会在很多人面前推广,有时候甚至推广了你也看不懂,我们来盘点一下:
威廉·肖克利
晶体管发明者
威廉·肖克利(WilliamShockley):晶体管之父、1956年度诺贝尔物理学奖获得者。全名威廉·布拉德福德·肖克利(William Bradford Shockley,1910年2月13日-1989年8月12日)。
肖克利,1910年生于伦敦。父母都是美国人,父亲是一个矿冶工程师,当时被派驻在英国。3岁,随父母举家迁往加州,在那里长大。
从事矿业的双亲从小给他灌输科学思想,肖克利的母亲教他学习数学。但是,对他产生特别重要影响的人是邻居诺斯教授,一位斯坦福大学的物理学家。10岁的肖克利是诺斯家的常客,和教授的两个女儿一起玩,就像他的儿子一样。诺斯喜欢孩子,喜欢吸引他的小听众。一次,他们谈到无线电,肖克利把天线与地线弄混了,无线电波的概念超出了他的理解能力。他以为地上的线是一条线,而空中的线是另一条线。诺斯向这位好奇的小听众解释了电波耦合的原理,他忽然觉得豁然开朗。
1932年,在加州理工学院得到学士学位,然后考入了麻省理工(MIT),他的博士论文题目是“氯化钠晶体中电子波函数的计算”。1936年,获固体物理学博士学位,后留校任教。
不久,位于新泽西州的贝尔实验室副主任凯利来麻省“挖角”,将肖克利挖走了。先后从事过真空管和氧化铜半导体放大器的研究。二次大战期间,他被分配到哥伦比亚大学,从事海军反潜艇的研究,1944年到1945年又当过国防部的顾问人员。在新泽西州的贝尔基地,他雷达装置做些电子设计,在那段时间,肖克利获得了最高荣誉勋章。他的主要贡献是将雷达用于B-29轰炸机。
1950年11月,肖克利出版了“半导体中的电子和电洞”一书,这是基于他在贝尔实验室所给的一系列演讲写成的,成为这个专业的经典著作。1951年,他领导研究小组研制出第一个可靠的结型晶体管,这项发明证实了肖克利作为研究室主任的天赋。他知道如何找到问题的根本。以他精练的风格,不论是以文字还是口头表述,他都能把实验导向一个新的、通常是正确的方向。
于是,世界上有了晶体管。
至于后来创立仙童半导体,引来了八叛逆,这又是另一个故事了
约翰·巴丁
晶体管发明者
约翰·巴丁(英语:John Bardeen,1908年5月23日-1991年1月30日),美国物理学家,因发明晶体管及其相关效应;超导的BCS理论分别在1956年、1972年两次获得诺贝尔物理学奖。
巴丁1908年出生于美国威斯康星州的麦迪逊,1923年进入威斯康星大学麦迪逊分校电机工程系学习, 1928年取得学士学位,1929年取得硕士学位。毕业后巴丁留校担任电机工程研究助理。1930年到1933年期间,巴丁在匹兹堡海湾实验研究所从事地球磁场及重力场勘测方法的研究。1933年巴丁进入普林斯顿大学,在尤金·维格纳的指导下研究固体物理学。1935年到1938年期间任哈佛大学研究员,并于1936年获得普林斯顿大学博士学位。1938年到1941年间,巴丁担任明尼苏达大学助理教授,1941年到1945年在华盛顿海军军械实验室工作,1945年到1951年在贝尔电话公司实验研究所研究半导体及金属的导电机制、半导体表面性能等问题。1947年和同事沃尔特·布喇顿发明了半导体三极管(双极性晶体管),一个月后,肖克利发明了PN结晶体管,三人因发现晶体管效应共同获得1956年诺贝尔物理学奖。
1951年,约翰·巴丁由于和肖克利不合,离开贝尔实验室,到伊利诺大学香槟分校任教。1950年代早期,巴丁就已经开始考虑超导电性的问题。他意识到电子与声子的相互作用是解决问题的关键。1953年,约翰·施里弗来到伊利诺大学,在巴丁的指导下攻读物理学博士学位,并选择超导问题作为博士论文题目。在普林斯顿高等研究院的杨振宁推荐下,刚从哥伦比亚大学获得博士学位不久的利昂·库珀开始与巴丁和施里弗进行合作。1957年,巴丁和库珀、施里弗共同创立了BCS理论,对超导电性做出了合理的解释。他们三人也因此获得1972年诺贝尔物理学奖。巴丁也成为第一位,也是目前为止唯一一位两次获得诺贝尔物理学奖的人。
沃尔特·布喇顿
晶体管发明者
沃尔特·布喇顿(英语:Walter Brattain,1902年2月10日-1987年10月13日),美国近代物理学家,生于中国厦门。1947年与威廉·肖克利、约翰·巴丁因发明晶体管的贡献,获得1956年诺贝尔物理学奖。
沃尔特·布喇顿,参与发明了晶体管,他的一生专心致力于‘表面态’的研究,他虽然出生于中国厦门,但他是在春田、奥勒冈州与华盛顿度过他的人生早期岁月,他成长于他的父母亲罗斯·布喇顿与奥特丽·豪泽自家经营的位于华盛顿州的养牛牧场,于位在瓦拉瓦拉,华盛顿的惠特曼学院(Whitman College)获得他的物理与数学双学士学位,布喇顿在1924年得到此学位并在1926年于奥勒冈大学获颁硕士学位,他接着踏上往东的路途,在1929年于明尼苏达大学获得他的博士学位,布喇顿的论文指导教授是约翰·泰特,他的题目是用电子撞击水银蒸气以研究激发能的异常现象。在1928年与1929年他在位于首都华盛顿的国家标准技术研究所工作,并在1929年受雇于贝尔实验室。
在第二次世界大战爆发之前夕,布喇顿在贝尔实验室关切的首先是钨的表面物理,随后是氧化铜半导体的表面。第二次世界大战期间布喇顿贡献自己的时间发展侦测潜水艇的方法在与国家防卫研究委员会的合约之下位于哥伦比亚大学。
战后布喇顿返回贝尔实验室加入实验室新成立的固态部门之内的半导体小组,威廉·肖克利是半导体小组的主管,早在1946年,肖克利初步开始研究半导体并尝试制造一个实用的固态放大器。并和另外两人发明了半导体晶体管
Hedy Lamarr
CDMA奠基人
海蒂·拉玛(英语:Hedy Lamarr,1914年11月9日-2000年1月19日),出生于奥地利,犹太人后裔,美国演员、展布频谱(Spread Spectrum)技术的共同发明人(为现代许多无线通讯系统包括无线局域网路与移动电话的基础关键,并于2014年被选入美国发明家名人堂)。
于1933年上映的捷克电影中展示裸体,为世界上最早的裸体电影之一。
1942年8月11日,海蒂·拉玛与乔治·安塞尔从美国专利局获得了名为秘密通信系统(Secret Communications System)的专利,编号为2,292,387(后称此技术为展频技术 Spread Spectrum)。事实上在他们的专利中一共使用了88种频率,这个数字和钢琴的按键相同。获得专利后他们没有开发相关的商业用途而是直接交给了政府,他们还需要为此担负相关的专利维护费。然而那时候还未发明晶体管以及集成电路,想要将庞大的电子管设备塞入鱼雷之中困难重重,因而海军拒绝了这一想法。
虽然拉玛和安塞尔没有继续他们的发明,但是实际上日后扩频技术在移动电话通讯技术 CDMA(Code Division Multiple Acces,分码多工存取)、无线局域网路(WLAN)、Wi-Fi与 Bluetooth 都是奠基于展频技术而来。海蒂拉玛与乔治安瑟终其一生,未因此专利获得任何一分钱,1997 年,这项专利发明了 56 年后,海蒂拉玛与乔治安瑟的成就才终于获得电子前线基金会(Electronic Frontier Foundation;EFF)荣誉技术奖章的肯定。
克劳德·香农
信息论创始人
Claude Elwood Shannon (1916-2001)一个影响了整个数字通信时代的伟大人物。只是令人奇怪的是他在普通老百姓中的名声还不如Bill这样的商人,也许这就是世人重利的原因吧。因此有必要先简单的介绍一下香农老前辈了。
克劳德·香农,作为信息论的创始人,20世纪最伟大的科学家之一。他在通信技术与工程方面的创造性工作,为计算机与远程通信奠定了坚实的理论基础,信息论及数字通信时代的奠基之父。经他阐明的信息概念、连同“比特”这个单位已经深入人心,成为今天日常生活都离不开的词汇。也许C=Blog2(1+S/N) 这个公式让人更好记住香农。这个公式托起了整个数字通信和信息论。他于1916年4月30日诞生于美国密西根州的,幼年在一个叫Gaylord的小镇长大,在密西根大学获得数学与电气工程学士学位(这个我问了很多的同学好像在国内都没这个专业,最近的就是计算机数学了),然后进入大名鼎鼎的MIT攻读研究生,并获得了电气工程硕士学位(那时好像还没有我学的信息工程专业)。
值得一提的是在MIT的时候香农的毕业论文《A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits》就是一篇划时代的论文。他第一次在还是模拟的电话交换系统中引入的布尔函数,引入了1/0概念,奠定了数字通信的基础。
1948年伟大的香农同志为了全世界通信人民的幸福不辛万苦创立了信息论(information theory)。那时毛爷爷也在为全中国人们的幸福而奋斗,同年香农在Bell System Technical Journal上发表了《A Mathematical Theory of Communication 》。论文由香农和威沃共同署名。其中Weaver只是给这个后辈写了个序。
论文的开头提到这样一段话“The fundamental problem of communication is that of reproducing at one point either exactly or approximately a message selected at another point.”(通信的最基本问题是如何在一点近似或完全的再现另一点的内容。)这篇论文建立了信息论这一学科(于是我大学时有专业可学了:)),提出了通信系统的线性示意模型,即信源、发端、信道、接端、信宿。无论是图像、文字、声音或数据都可以调整成1/0比特流通过信道传送,他建立的信息理论框架和术语已经成为技术标准。他的理论在通信工程师中立即获得成功,并刺激了今天信息时代所需要的技术发展。
在这篇论文中,香农首次引入“比特”(bit)一词,如果在信号中附加额外的比特,就能使传输错误得到纠正。按照物理学的习惯,把电流单位叫做“安培”,如果给“比特流”一个单位名,那么叫做“香农”是比较合适的。
杰克·基尔比
集成电路
杰克·基尔比( Jack Kilby , 1923年11月8日 --- 2005年6月20日 ),美国科学家,发明家,他是集成电路的 2 位发明人之一,为美国德州仪器的工程师,其于1958年发明集成电路,JK正反器即以其名字命名。他的名字被写入了美国发明家名人堂,获得了与亨利·福特、爱迪生和怀特兄弟并列的荣誉。他目前拥有六十多项美国专利,是电器和电子工程师协会的成员。
1958年6月,基尔比由于刚到德克萨斯机械厂工作,不能休假,自己在办公室内,有时间思考如何能把整个线路的体织缩小的办法。他突然想到,晶体管和线路的所有部分都可用硅片做。当时还无人用半导体做电阻和电容,如能用硅做,则整个线路就可以建造在一块单晶片上,可使体积变得很小,而且容易生产。12月基尔比在一片锗单晶片上做成了集成电路。经实验证明。基尔比所做的电路是工作的,说明他解决了做集成电路的所有问题。
1959年6月德克萨斯机械厂申请“铅笔尖大小的固体电路”专利。这个电路就是世界上第一个集成电路。为此,基尔比和其另外一人共同获2000年诺贝尔物理奖。
高琨
光纤之父
1934年12月5日年出生在上海陆家嘴,住在英租界。
1948年全家移居香港。1949年,又移民***,他进入圣若瑟书院就读。中学毕业后,他考入香港大学。但由于当时港大没有电机工程系,他远赴英国东伦敦伍尔维奇理工学院(现英国格林威治大学)就读。1957年,他从伍尔维奇理工学院电子工程专业毕业。1965年,在伦敦大学下属的伦敦帝国学院获得电机工程博士学位。
1957年,高锟读博士时进入国际电话电报公司(ITT),在其英国子公司——标准电话与电缆有限公司(Standard Telephones and Cables Ltd.)任工程师。
1960年,他进入ITT设于英国的欧洲中央研究机构——标准电信实验有限公司,在那里工作了十年,其职位从研究科学家升至研究经理。正是在 这段时期,高锟教授成为光纤通讯领域的先驱。
从1957年开始,高锟即从事光导纤维在通讯领域运用的研究。
1964年,他提出在电话网络中以光代替电流,以玻璃纤维代替导线。
1965年,在以无数实验为基础的一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递,将带来一场通讯业的革命,并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝/公里时,光纤维通讯就会成功。
1966年,在标准电话实验室与何克汉共同提出光纤可以用作通信媒介。高锟在电磁波导、陶瓷科学(包括光纤制造)方面获28项专利。由于他取得的成果,有超过10亿公里的光缆以闪电般的速度通过宽带互联网,为全球各地的办事处和家居提供数据。
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