Niektóre źródła twierdzą, że tranzystor został wynaleziony nieco wcześniej w grudniu 1947 roku. Może to wynikać z faktu, że John Bardeen i Walter Brattain wykonali wtedy kilka udanych eksperymentów, które udowodniły wczesne teorie na temat stanów powierzchni półprzewodników. Te eksperymenty pokazały, że prace posuwają się w dobrym kierunku. Kilka z nich miało miejsce w pierwszej połowie grudnia. Jednakże pierwszy w pełni udany eksperyment został wykonany po południu 23 grudnia.

Potrzeba stworzenia tranzystora wynikała przede wszystkim z tego, że choć lampy próżniowe skutecznie wzmacniały sygnały, umożliwiając rozmowy telefoniczne na dużą odległość, to urządzenia te były wyjątkowo zawodne, pobierały zbyt dużo mocy i wyzwalały za dużo ciepła. W latach 30. dwudziestego wieku Mervin Kelly - dyrektor działu badawczego laboratoriów Bell Labs stwierdził, że do dalszego rozwoju branży telefonicznej niezbędne jest wynalezienie lepszego urządzenia. Sądził, że odpowiedzią na ten problem może być nowy typ materiałów, tzw. półprzewodniki. Aby to udowodnić, laboratorium musiało wynaleźć całkiem nową dziedzinę nauki.

Po zakończeniu drugiej wojny światowej Merwin Kelly stworzył zespół naukowy, którego zadaniem miało być opracowanie półprzewodnikowego przełącznika, który zastąpiłby lampę próżniową. Zespół miał wykorzystać wyniki badań nad półprzewodnikami, które w czasie drugiej wojny światowej pozwoliły wynaleźć radar. Na szefa zespołu wybrano młodego, wybitnego teoretyka - Billa Shockley’a. Zaprosił on do swojego zespołu Waltera Brattaina z Bell Labs, fizyka doświadczalnego oraz Johna Bardeena, fizyka teoretycznego z Uniwersytetu Minnesoty, a także kilku fizyków, chemików i inżynierów. W grupie znalazły się osoby o różnych specjalizacjach.

Wiosną 1945 r. Bill Shockley zaprojektował pierwsze urządzenie, które miało być wzmacniaczem półprzewodnikowym opartym na tzw. efekcie polowym. Miało ono kształt niewielkiego walca, pokrytego cienką warstwą krzemu i umieszczonego obok małej metalowej płytki. Urządzenie jednak nie działało. Dopiero jesienią 1947 uzyskano pierwsze pozytywne próby i przed Świętami Bożego Narodzenia John Bardeen dokonał przełomowego odkrycia. Wszyscy uważali, że wiedzą, w jaki sposób elektrony zachowują się w kryształach, jednak John Bardeen odkrył, że te założenia były błędne. Okazało się, że elektrony tworzą barierę na powierzchni.

Właśnie ten przełom był konieczny do skonstruowania tranzystora, który zmienił oblicze całego świata. Dzięki tranzystorom nastała nowa era odkryć technicznych, do których należą loty kosmiczne i komputery, a także przenośne radioodbiorniki i magnetofony. Obecnie, co tydzień produkowane są miliardy tranzystorów, którymi świat wokół nas jest wprost naszpikowany.

Prace nad tranzystorem nie tylko wywarły wpływ na naszą cywilizację, ale także dzięki fundamentalnym pracom naukowym wyznaczyły nowe drogi rozwoju nauki.

Być może łatwiej byłoby zbudować tańszą, mniejszą lub bardziej wydajną lampę próżniową, część zespołów w Bell Labs pracowała nad takim rozwiązaniem, jednak uświadomiono sobie, że do pełnego osiągnięcia celu niezbędne będzie zbudowanie urządzenia zastępującego lampę próżniową. Aby stworzyć takie urządzenie, konieczne było stworzenie nowego działu nauki, lepsze zrozumienie praw natury oraz rozwój nowych technik i technologii.

W dzisiejszych czasach laboratoria Bell Labs stosują takie podejście do innych zagadnień.

Komputery kwantowe

Potrzebujemy coraz szybszych komputerów. Niestety, niedługo osiągniemy limit szybkości przetwarzania danych, który wynika po części z ograniczonych możliwości redukcji wielkości elementów elektronicznych.

Podczas gdy zarówno Bell Labs, jak i inne laboratoria pracują nad możliwościami dalszego zmniejszania wielkości tych elementów (podobnie jak w czasach, w których wynaleziono tranzystor, prowadzone były prace nad ulepszeniem lamp próżniowych), inny zespół w Bell Labs pracuje nad tym zagadnieniem wykorzystując całkowicie nowe kierunki, tworząc nowe dziedziny nauki i nowe wynalazki.

Mowa tu o tak zwanych "komputerach kwantowych", które pozwolą stworzyć urządzenia sto tysięcy razy potężniejsze niż te używane dziś. Wykorzystują one wyjątkowe właściwości mechaniki kwantowej oraz zjawisko zwane "splątaniem".

Aby stworzyć ten nowy rodzaj komputerów, naukowcy z musieli stworzyć nowe materiały. Wykorzystuje się w tym celu wynalezioną w Bell Labs technikę zwaną MBE (Molecular Beam Epitaxy), która tworzy materiały atom po atomie. Dzięki materiałom zbudowanym za pomocą tej techniki możliwe było stworzenie nowych stanów materii, które nigdy dotąd nie istniały. Teoretycznie technologia ta może pozwolić na stworzenie platformy do wykorzystania w komputerach kwantowych.

Do chwili stworzenia pierwszego komputera kwantowego upłynie jeszcze sporo czasu (minimum 5 lat), ale jeśli okaże się to możliwe, spowoduje to równie wielką rewolucję w sieciach i elektronice, jak ta spowodowana przez zamianę lampy próżniowej na tranzystor. Konsekwencje są niemożliwe do przewidzenia.

Komunikacja naturalna

Innym przykładem prac, które mogą w równie wielkim stopniu zmienić oblicze świata, są te związane z nanotechnologią i "komunikacją naturalną". Dzięki nim sieci staną się prawdziwie inteligentne i będą wyposażone w "oczy", "uszy" itp., umożliwiające interakcję ze światem realnym.

W ramach prac przygotowawczych można zapewnić praktycznie nieograniczone pasmo w każdej sieci. Tworzone są także inteligentne sieci, które rozpoznają użytkownika, znają jego położenie, zainteresowania, subskrybowane przez niego informacje, a także mogą dobrać odpowiednie urządzenia do dostarczenia danych usług. Zapewnia to osobiste, multimedialne usługi, narzędzia i architektury, które pozwolą dostarczyć nowe usługi w pełni połączone i dostosowane do potrzeb poszczególnych osób.

Mimo że została stworzona potężna sieć i rozwiązano problem "ostatniej mili", pozostaje jeszcze do rozwiązania problem "ostatniego metra", co wymaga bardzo dużo pracy.

W jaki sposób użytkownik będzie korzystał z tej terabitowej, inteligentnej sieci, zapewniającej różnorodne usługi? Przez telefon? Klawiaturę? Podając nazwę użytkownika i hasło? Na tym etapie pojawia się możliwość zastosowania nanotechnologii.

Po wejściu użytkownika do pokoju sieć powinna go rozpoznać. Kiedy cokolwiek powie - powinna go usłyszeć. Gdy poprosi o zrealizowanie dowolnej usługi, powinna ją dostarczyć (a nawet przewidzieć jego potrzeby).

Dlaczego komunikacja międzyludzka jest o wiele lepsza, jeśli stoimy twarzą w twarz, a nie rozmawiamy przez telefon? Wynika to stąd, że biorą w niej udział wszystkie nasze zmysły - wzrok, słuch, węch.

Czemu napotkana osoba nie prosi o identyfikator i hasło? Ponieważ człowiek jest w stanie rozpoznać drugiego po wyglądzie i głosie. Przy spotkaniu z psem nikt nie może udawać jego właściciela.  Pies dzięki wszystkim swoim zmysłom zawsze odróżni swojego pana od intruza.

Dlatego też w Bell Labs prowadzone są prace nad takimi nowinkami w zakresie nanotechnologii, jak:

- elektroniczne nosy do wyczuwania związków chemicznych w atmosferze lub feromonów identyfikujących konkretną osobę, czy też miniaturowe mikrofony stereofoniczne do nasłuchiwania poleceń.

Czym jest nanotechnologia?

Nanotechnologia to nauka związana ze strukturami mającymi rozmiary od 1 do 100 nanometrów. Największe takie struktury i urządzenia są więc około tysiąc razy mniejsze niż grubość ludzkiego włosa i około sto razy mniejsze niż czerwona krwinka. Nanometr to jedna miliardowa część metra. Włos ludzki ma grubość około 80 tysięcy nanometrów.

Mimo iż większość opisanych powyżej urządzeń nie ma nanorozmiarów, wszystkie mają cechy i elementy nanotechnologiczne, które wymagają bardzo złożonych prac inżynierskich i technik produkcji.

Pozwolą stworzyć "zmysły" dla sieci - wzrok, słuch, węch itp.

Wyobraźmy sobie przyszłość. Wchodzimy do pokoju, a tam czekają na nas wszystkie niezbędne informacje: o dzisiejszej kolacji, jutrzejszej pogodzie, wiadomości od mamy itp.  Nie będzie potrzeby włączania telewizora, sprawdzania poczty elektronicznej lub odsłuchiwania automatycznej sekretarki.  Wszystkie dzisiejsze urządzenia umożliwiające dostęp do informacji staną się przestarzałe i niepotrzebne, ponieważ wszystkie technologie komunikacyjne zostaną połączone w jedną całość. Wystarczy pomyśleć o swoich potrzebach i poprosić, a wszystko co niezbędne będzie na nas czekać."

14-01-2008