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任正非:人类信息时代最伟大的发明,是这样诞生的

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导语

近日,华为创始人任正非罕见密集接受媒体采访。在央视“面对面”访谈节目中,任正非特别希望在采访中多谈谈基础研究和基础教育的重要性,呼吁国家加大基础教育投入,特别要重视农村教育。因为教育是最好的国防。

 

对于基础研究,我们都有个模糊感觉很重要,但好像又没有一个直观的印象。本文将回顾人类信息时代最伟大的发明——晶体管,发明前的数百年理论研究准备过程,希望我们能够从中清楚地看到基础研究的重要价值,一定程度上也是对任正非讲话的补充。

今天芯片在我们的生活中,已经无处不在。而晶体管作为芯片内部的基础单元,基于晶体管技术之上,才有了我们现在的信息时代。因此选择晶体管作为研究对象,具有一定的参考价值。

摩擦起电开启了人类对电认识的大门。但是摩擦起电,电荷电量小,且不可持续。要等到1745年,荷兰莱顿大学彼得·冯·马森布鲁克加教授发明了可以将电荷存储起来的容器“莱顿瓶”。但是瓶中的电荷依然不能存储足够的电量,且该电量的流动不可控制。

到了1752年,美国科学家本杰明·富兰克林进行了著名的风筝引电实验,并提出了电流等概念。

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风筝引电

1799年,意大利人伏特成功制成世界上第一个电池–“伏特电堆”。从此,人类社会有了人工制造的、可控的电源。

1820年,丹麦人奥斯特发现了电流的磁效应。

1826年,德国人欧姆发表了著名的欧姆定律。

1827年,法国人安培发明了电流计。

56bbd9ac7cf7191ce0611ac0e86fa00d电流计

1831年,英国人法拉第发现了电磁感应现象,实人类掌握了电磁运动相互转化以及机械能与电能相互转变的方法。

1865年,英国人麦克斯韦预言了电磁波的存在,并证明了真空中电磁波的速度等于光速,这成为了现代无线电技术的基础。

1866年,德国人西门子发明了自励直流电机。

 

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1897年,英国人汤姆逊从实验上证明了电子存在的证据。电子的发现,揭示了电的本质。

1900年,德国人普朗克提出了无知辐射的能量是不连续的假说,引入了能量量子的概念,创立了量子理论。

1928年,量子理论创始人普朗克提出了固体能带理论的基本思想能带论。该理论阐述了在外电场的作用下,半导体靠价带中的“空穴”和导带中的电子这两种载流子进行导电。能带理论第一次科学地阐明了固体可按导电能力的强弱,分为导体、半导体和绝缘体。

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1931年,英国人威尔逊在能带理论的基础上提出了半导体的物理模型,阐述了“杂质导电”和“本征导电”的机理。半导体所有变化的性能和广泛的应用价值,都有杂质导电机理决定。威尔逊模型奠定了半导体学科的理论基础。

1939年,德国的肖特基、英国的莫特和苏联的达维多夫几乎同时应用金属与半导体接触的“势垒”概念,建立了解释金属-半导体接触整流作用的“扩散理论”。

这样,能带论、半导体导电机理和扩散理论这三者相互关连、逐步发展起来的半导体理论模型构成了确立晶体管这一技术发明的理论基础。

经历两百多年的电学理论的发展,终于在1947年,人类信息时代最伟大的发明–晶体管。人类的信息化文明由此开启。

 363f018b5f7fd02d7475f92e2c7c7ae3晶体管三位发明人

在过去这几百年的电学基础理论发展过程中,我们没有看到中国的贡献,所以我们更多是电学理论基础研究的受益者。希望未来,在基础研究领域能看到我们国家的贡献。

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来源:心声社区

时间:2019年1月23日

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