从贝尔实验室走出的历届诺贝尔得主
导读：
“聚是一团火，散是满天星。”
有这么一个地方，群英荟萃，思维激荡，创新之火燃烧不息。从这里诞生了3万多项专利，培养出18位诺贝尔奖得主、9位图灵奖得主以及众多荣膺国家级顶级荣誉的科学家。这里孕育了改变世界的伟大发明——晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、电子数字计算机，以及划时代的C语言和UNIX操作系统，无不从这里迈向世界。
它就是贝尔实验室，一家成立于1925年1月的传奇科研机构。实验室以电话发明者亚历山大·贝尔（Alexander Bell）命名，从这里走出的科学家，以卓越的才智和对未知的无尽探索，将自己的名字刻入科技史册，点燃了人类文明的创新火炬，闪耀至今。
近日，美国国家工程院、ACM及IEEE院士、C++之父比雅尼·斯特劳斯特鲁普（Bjarne Stroustrup）在2024年全球C++及系统软件技术大会上的演讲，再次将我们的目光引向了那个孕育了无数科技奇迹的摇篮——贝尔实验室。自1925年1月诞生以来，百年间，这个以其非凡的研究成果和深远影响闻名于世的“创意工厂”，在科技史上留下了浓墨重彩的一笔。百年风云，瞬息而过，而其中的沧桑与荣光，值得我们每一个人都铭刻于心。
在19世纪的余晖之下，通信领域宛如一幅徐徐展开的古老画卷，带着岁月沉淀的斑驳与厚重。那时，电话的发明掀起了一场信息传递的革命，贝尔电话公司应运而生，成为当时科技浪潮中的弄潮儿。随着业务的发展与时代的推进，美国电话电报公司（AT&T）从贝尔电话公司的怀抱中脱胎而出，逐渐壮大，掌控着通信世界的一方天地。然而，好景不长，专利到期的阴云、同行竞争的压力，让 AT&T在20世纪初陷入了泥淖。
1907年，西奥多·韦尔（Theodore Vail）临危受命，出任公司总裁。在经过深刻反思后，他提出“一个政策，一套系统，全球服务”这一极具前瞻性的口号，决心带领公司重回巅峰，让大批工程师成为技术攻坚的利刃，誓要让技术创新与贝尔系统生死相依，而这些理念也在贝尔实验室的工作中得到了充分贯彻。
韦尔在认识到实现或接近垄断需默许政治监督，且技术统一、兼容的系统才能提供更好服务后，将公司定位为技术领域领导者，计划让大批工程师持续不断完善公司系统，并提出应坚持遵循“在贝尔系统内部，技术创新将与贝尔系统共存亡”的理念。
两年后，旧金山大地震后的废墟上，AT&T高管弗兰克·朱厄特（Frank Jewett）望着残破的通信线路，满心憧憬着跨美洲大陆通话的那一天。彼时的通信界，工程师虽在长距离通话取得了一定成果，却在“横跨美洲大陆”这一难题前望而却步。
20世纪初，与创造技术的知识相比，新的技术更能给民众留下深刻的印象。对当时的人来说，机器的发明者似乎比训练有素的物理学家更重要，尽管物理学家能够解释机器的工作原理。朱厄特深知，技术的突破需要新的力量，于是，他将目光投向科学界，求助于大名鼎鼎的罗伯特·密立根（Robert Milliken）。密立根举荐的哈罗德·阿诺德（Harold Arnold）不负众望，成功改进三极管放大器，让纽约到旧金山的通话在1915年成为现实。
密立根的学生们以及一大批年轻研究人员也相继加入，为AT&T注入活力。至此，贝尔实验室的早期团队成员已集结完毕，并在AT&T子公司西电公司开展研究与开发工作。
当时贝尔实验室占据了先前西方电气公司工程部的总部大楼整整13层，总建筑面积达到了37200平方米。1921年，美国国会通过法案，给予电话业联邦反托拉斯法豁免权，这无疑为电话业的蓬勃发展再添一把旺火，AT&T的垄断地位愈发稳固。就在这样充满挑战与机遇的通信浪潮里，贝尔实验室如同破土而出的萌芽，在AT&T子公司西电公司悄然孕育。一小批科学家在西街的大楼里，怀揣梦想，追逐着通信科技最前沿的曙光，为日后震惊世界的科研成果埋下了希望的种子。1925年，贝尔实验室正式宣告成立，就此开启了它在科技史上的璀璨篇章。
在贝尔实验室的初创岁月，工作聚焦于三大领域：基础研究、系统工程与应用开发，它们彼此交融、协同发力，铸就了通信技术领域的一次次突破。
基础研究深扎电信根基，横跨数学、物理、材料、计算机编程理论等多学科，探寻底层奥秘；系统工程着眼复杂的电信网络，精雕细琢，力求网络性能的极致；应用开发作为最大部门，担起设计、开发电信网络软硬件的重任。
1927年，克林顿·戴维森（Clinton Davisson）与莱斯特・格莫尔（Lester Germer）用电子撞击镍晶体，证实电子波动性；1933年，卡尔・央斯基（Karl Jansky）从噪声研究中开启射电天文学大门。而1947年晶体管的诞生，堪称信息技术的曙光，开启电子新纪元。收音机、电视、计算机等由此蜕变，生活与工作方式被重塑。约翰・巴丁（John Bardeen）、威廉・肖克利（William Shockley）、华特・布拉顿（Walter Brattain）铸就晶体管传奇，1956年摘得诺贝尔物理学奖，肖克利后创立硅谷首企，改写半导体轨迹。比尔·盖茨（Bill Gates）都曾言：“如果能穿越时空去探险，我的第一站将是1947年12月的贝尔实验室。”
三人于1956年获诺贝尔物理学奖。肖克利后来创立了硅谷的第一家科技公司，召集了著名的“硅谷八叛徒”，改变了半导体的发展历史。1948 年，克劳德・香农发表（Claude Shannon）《通信的数学理论》，开创性地提出信息论，引入信息熵量化信息，为通信注入精魂，定义信息、立下传输标尺。这一理论为通信、计算机、密码学等多领域筑牢根基，优化通信传输、助力数据高效处理，跨学科催生大量创新成果，让人类信息研究与应用迈上新高度。
信息论之父香农的贡献不仅限于信息论，他在数字电路、密码学、人工智能等领域也做出了重要贡献。他的理论不仅在技术领域具有深远影响，还对数学、物理学、统计学等学科产生了广泛的影响。1964年，阿诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）在进行天文学研究时，意外发现了宇宙微波背景辐射，这一发现为大爆炸理论提供了重要证据，并因此斩获1978年的诺贝尔物理学奖。
彭齐亚斯（右）和威尔逊（左）及发现宇宙微波背景辐射的天线系统1969年，UNIX操作系统因开发人员的爱好与热情，在一台被人 “遗弃”、性能并不强劲的小型机上成功孕育。C语言等计算机编程语言蓬勃发展，软件革命应声而起，为通信软件发展铺就基石。
丹尼斯·利奇（Dennis Ritchie-右）和肯·汤普森（Kenneth Thompson-左）在贝尔实验室成功研发了UNIX系统和C语言。从20世纪40年代到80年代，贝尔实验室硕果累累，影响深远，甚至可以说，它的每一项成果都深刻影响了整个人类社会。从贝尔实验室走出的历届诺贝尔得主贝尔实验室聚集了一群“不食人间烟火”的科学家，以解决棘手问题为使命，开设着一条条无形的生产线，生产出一些绝妙产品，推动并支持着社会发展，勾勒出“信息时代”。
贝尔美国总部
实验室成立初期，朱厄特掌控大局，阿诺德领导基础研究和应用研究团队，触达众多领域。彼时，实验室目标宏大，但未锚定具体研究走向，需要研究团队一心钻研人类通信相关的一切天地。它就像一位高瞻远瞩的领航者，用独特策略激励团队成员持续创新，秉持实用的系统工程理念，为研究和制作的结合创造轻松的环境；信任实验室战略和技术规划的领导者；致力于招募“最优秀、最聪明”的研究人员，为他们免去申请国家经费的压力；精心营造鼓励长线思维的温床，让雇员在适度“有限自由”里进行“自由实践”。
1929年美国爆发经济大萧条，全国停摆社会混乱
1929年，经济大萧条如阴霾笼罩美国，社会陷入停摆、一片混乱，贝尔实验室却成为了风暴中的一片宁静港湾。凭借AT&T的雄厚财力支持，加之开放自由的工作研究氛围以及优渥薪酬，贝尔实验室吸引了一大批科学家与工程师纷至沓来。这些深谙知识与科学力量和“联合创造力攻克任何问题”之道的科学家们，为实验室即将开启的辉煌篇章攒足了能量。
贝尔实验室内
从20世纪20年代后期开始，贝尔实验室中学术交流活跃，思想传播渠道多样。贝尔实验室拥有《贝尔系统技术学报》等内部刊物，其内容丰富，涵盖了如原子结构最新模型等科学前沿进展。此外，定期举办的学术报告会，更是群英荟萃，内外部专家携最新科学发展成果，为研究人员搭建起了与顶尖智慧碰撞交流的桥梁。
《贝尔系统技术学报》1928年7月刊
同时，研究人员自发组织学习小组，如肖克利带领的固态物理学习小组。他们每周相聚研读教材，轮流讲授理论和实验物理的最新洞察。小组氛围自由，下班后仍不停歇，甚至会在结束后去附近的公寓或餐馆进一步探讨，这种交流不受时空羁绊，激发了研究人员的创新思维。
团队成员正在进行讨论与演示
不同于一般的商业实验室，贝尔实验室学科间的藩篱是宽松的。贝尔实验室的默瑞山大楼，其建筑设计独具匠心，长廊连接起各个区域，不同部门的研究人员因此频繁碰面，交流擦出灵感火花。晶体管研发就是绝佳例证，团队成员涵盖了化学家、物理学家、声学家和工程师等多个学科领域，还有理论家和实验学者紧密合作，从材料剖析到器件成型，都离不开科学家与工程师的相辅相成。
晶体管研发团队正在进行讨论交流基础研究领域，自由是主基调。研究方向自选，哪怕短期难见成效，实验室也坚定支持。肖克利探索固态放大器，初期虽然失败但仍被支持继续探索，他得以自由调配团队、尝试多元材料与方法，在这种自由的轻松氛围中将自己的创新想法付诸实际。
贝尔实验室可以说，贝尔实验室以其独有的魅力，虹吸顶尖人才，用长远眼光与对基础研究的执着，为科学家撑开梦想双翼。这些顶尖人才不仅实现了自身的科研抱负，还通过言传身教和项目合作激励着下一代。资深科学家常带领年轻研究人员参与项目，传承实验室的创新精神，形成积极向上的科研生态循环，持续为实验室注入创新活力，不断产出推动社会进步的卓越成果。
曾经，在众人眼中，贝尔实验室笃定将沿着辉煌之路奔行下去。然而，谁也未曾料到，一道法令恰似晴天霹雳，悍然打破了这份笃定。所有既定轨迹被全盘打乱，贝尔实验室被硬生生地拽入了另一条充满未知挑战的全新赛道，命运就此被彻底扭转。
1984年，美国司法部依据《希尔曼反垄断法》，如手持利刃一般，将AT&T拆分为7家地区性小贝尔公司。虽然说“百足之虫，死而不僵”，AT&T被拆分后仍有余力，但往昔被其压制的竞争对手们纷纷趁势反扑。1995年，AT&T内部再度经历剧烈震荡，从事设备开发制造的朗讯科技被剥离出去，贝尔实验室也被剥离出来，成为朗讯科技公司的组成部分。
失去AT&T财力支持后，贝尔实验室研发经费大减，高瞻远瞩的长期项目中断，自由探索知识的时光不再。朗讯以通信设备产销为主业，实验室随之转向商业产品研发，往昔基础理论研究者或离开或转方向，工程与产品开发人才大量涌入。起初，贝尔实验室还能凭研发为朗讯打造有竞争力产品助其立足市场，但通信业竞争加剧后日渐吃力，最为直观的体现是——在2G向3G过渡时，发展进度落后于对手。后来，由于朗讯失势、财务状况江河日下，贝尔实验室的情况也是雪上加霜，在通信业向软件定义网络、云计算转型时，因技术、人才储备局限于传统硬件与基础理论，贝尔实验室转型艰难，光芒暗淡。尽管难以焕发往日的光彩，但贝尔实验室凭借其往昔成就，依旧在研究人员心中备受尊敬。然而，千禧年伊始，年轻博士亨德里克·舍恩（Hendrik Schon）掀起的物理学造假飓风，使得人们终于意识到曾经的“创新乌托邦”逐渐消失了。
2002年，贝尔实验室的亨德里克·舍恩被发现有系统地大量伪造重大实验结果，其胆大妄为程度令人咋舌，被视为科学界的最大丑闻之一。最终在贝尔实验室的调查下，他的造假被认定。
虽然更多人毫不掩饰地表达了对舍恩的鄙夷唾弃之情，然而，也有一部分人将审视的目光投向拆分后贝尔实验室的科研管理体制——研究人员被要求发表高质量论文，导致众人过度关注论文的引用次数，无形之中形成压力，这也驱使舍恩盲目追逐科研热点；本应把关科研质量的同行评议制度，在这场闹剧中沦为摆设。贝尔实验室在这起造假事件中的潜在责任，也使其积攒多年的声誉遭到重创。
贝尔实验室旧址大楼内景2008年，朗讯出售了新泽西霍姆德的贝尔实验室大楼，曾获多项诺奖的基础物理研究基地就此被弃。此后，贝尔实验室转向网络、无线电、软件等具经济效益的领域研究。2015年诺基亚收购朗讯，贝尔实验室悄悄落幕，退出科技史的舞台中心。时至今日，有关“重建贝尔实验室”、“贝尔实验室的成功要素”的讨论，仍不绝于耳。在人工智能蓬勃发展、日新月异的当下，大家总会情不自禁地陷入畅想：在未来的某时某地，会不会诞生一个全新的、如同曾经的贝尔实验室那般闪耀的科研机构？
在贝尔实验室诞生纪念100周年之际，我们不禁遥想百年前的今天。彼时，那些在今天被人们视作科研巨擘的科学家们正值青春，他们心怀对世界、对科研的热爱，拥有以创新之法直击现实难题的智慧，并愿意为之反复实验，不断求索。
贝尔实验室不仅创造了技术，更为世界树立了一种科学探索的典范。虽然今日荣光稍黯，但我们依然对那些伟大的科研巨匠致以最崇高的敬意。我们衷心期待在未来的某一天，还有那么一家机构，能够承袭贝尔实验室遗风，延续它的卓越精神与优良传统，营造开放创新的科研环境，让那独特的科研文化重焕生机，续写科技创新的壮丽篇章，为人类的科技进步开启辉煌新时代。
格特纳, J. (2015). 贝尔实验室与美国革新大时代. 中信出版社https://worldscience.cn/c/2012-11-11/583191.shtml
https://mp.weixin.qq.com/s/CKMbok8ljxKRuAROveCOmA
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