William Bradford Shockley Jr. (13 de febrero de 1910 - 12 de agosto de 1989) fue un inventor, físico y eugenista estadounidense . Fue el director de un grupo de investigación en Bell Labs que incluía a John Bardeen y Walter Brattain . Los tres científicos recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Física de 1956 por "sus investigaciones sobre semiconductores y su descubrimiento del efecto transistor ". [1]
En parte como resultado de los intentos de Shockley de comercializar un nuevo diseño de transistor en los años 1950 y 1960, el Silicon Valley de California se convirtió en un semillero de innovación en electrónica. Contrató a empleados brillantes, pero rápidamente los alienó con su gestión autocrática y errática; se marcharon y fundaron importantes empresas en la industria. [2]
En sus últimos años de vida, mientras era profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Stanford y posteriormente, Shockley se hizo conocido como racista y eugenista . [3] [4] [5] [6] [7] [8]
Shockley nació de padres estadounidenses en Londres el 13 de febrero de 1910 y se crió en la ciudad natal de su familia, Palo Alto , California, desde los tres años. [9] Su padre, William Hillman Shockley, era un ingeniero de minas que especulaba en minas para ganarse la vida y hablaba ocho idiomas. Su madre, May (de soltera Bradford), creció en el oeste americano, se graduó de la Universidad de Stanford y se convirtió en la primera mujer subdirectora de minería de Estados Unidos. [10] Shockley fue educado en casa hasta los ocho años, debido a la aversión de sus padres por las escuelas públicas, así como al hábito de Shockley de las rabietas violentas. [7] Shockley aprendió un poco de física a una edad temprana de un vecino que era profesor de física de Stanford. [11] Shockley pasó dos años en la Academia Militar de Palo Alto, luego se inscribió brevemente en la Escuela de Entrenamiento de Los Ángeles para estudiar física y más tarde se graduó de la Escuela Secundaria de Hollywood en 1927. [12] [13]
Shockley obtuvo su licenciatura en Ciencias en Caltech en 1932 y un doctorado en el MIT en 1936. El título de su tesis doctoral fue Bandas electrónicas en cloruro de sodio , un tema sugerido por su asesor de tesis, John C. Slater . [14]
Shockley fue uno de los primeros reclutas de Bell Labs por Mervin Kelly , quien se convirtió en director de investigación de la compañía en 1936 y se centró en la contratación de físicos de estado sólido . [15] Shockley se unió a un grupo encabezado por Clinton Davisson en Murray Hill, Nueva Jersey . [16] Los ejecutivos de Bell Labs habían teorizado que los semiconductores podrían ofrecer alternativas de estado sólido a los tubos de vacío utilizados en todo el sistema telefónico nacional de Bell. Shockley concibió una serie de diseños basados en materiales semiconductores de óxido de cobre, y con Walter Brattain intentó sin éxito crear un prototipo en 1939. [15]
Shockley publicó varios artículos fundamentales sobre física del estado sólido en Physical Review . En 1938, recibió su primera patente, "Dispositivo de descarga de electrones", sobre multiplicadores de electrones . [17]
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Cuando estalló la Segunda Guerra Mundial , la investigación previa de Shockley se interrumpió y se involucró en la investigación de radar en Manhattan ( Nueva York ). En mayo de 1942, se tomó una licencia de los Laboratorios Bell para convertirse en director de investigación en el Grupo de Operaciones de Guerra Antisubmarina de la Universidad de Columbia . [18] Esto implicó idear métodos para contrarrestar las tácticas de los submarinos con técnicas de convoy mejoradas , optimizando los patrones de cargas de profundidad , etc. Shockley viajó con frecuencia al Pentágono y Washington para reunirse con oficiales de alto rango y funcionarios del gobierno. [19]
En 1944, organizó un programa de entrenamiento para pilotos de bombarderos B-29 para utilizar nuevas miras de radar para bombas. A finales de 1944, realizó una gira de tres meses por bases de todo el mundo para evaluar los resultados. Por este proyecto, el Secretario de Guerra Robert Patterson le otorgó a Shockley la Medalla al Mérito el 17 de octubre de 1946. [20]
En julio de 1945, el Departamento de Guerra le pidió a Shockley que preparara un informe sobre la cuestión de las probables bajas que se producirían en caso de una invasión del territorio continental japonés. Shockley concluyó:
Si el estudio demuestra que el comportamiento de las naciones en todos los casos históricos comparables al de Japón ha sido, de hecho, invariablemente coherente con el comportamiento de las tropas en batalla, entonces significa que el número de muertos e ineficaces japoneses en el momento de la derrota superará al correspondiente a los alemanes. En otras palabras, probablemente tendremos que matar al menos entre 5 y 10 millones de japoneses. Esto podría costarnos entre 1,7 y 4 millones de bajas, incluidos entre 400.000 y 800.000 muertos. [21]
Este informe influyó en la decisión de Estados Unidos de lanzar bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki, que precedió a la rendición de Japón. [22]
Shockley fue el primer físico en proponer una distribución log-normal para modelar el proceso de creación de artículos de investigación científica. [23]
Poco después de que terminara la guerra en 1945, Bell Labs formó un grupo de física del estado sólido, dirigido por Shockley y el químico Stanley Morgan, que incluía a John Bardeen , Walter Brattain , el físico Gerald Pearson , el químico Robert Gibney, el experto en electrónica Hilbert Moore y varios técnicos. Su tarea era buscar una alternativa de estado sólido a los frágiles amplificadores de tubo de vacío de vidrio . Los primeros intentos se basaron en las ideas de Shockley sobre el uso de un campo eléctrico externo en un semiconductor para afectar su conductividad. Estos experimentos fallaron cada vez en todo tipo de configuraciones y materiales. El grupo estaba paralizado hasta que Bardeen sugirió una teoría que invocaba estados superficiales que impedían que el campo penetrara en el semiconductor. El grupo cambió su enfoque para estudiar estos estados superficiales y se reunían casi a diario para discutir el trabajo. El grupo tenía una excelente relación e intercambiaba ideas libremente. [24]
En el invierno de 1946, ya tenían suficientes resultados como para que Bardeen enviara un artículo sobre los estados de la superficie a Physical Review . Brattain comenzó a realizar experimentos para estudiar los estados de la superficie a través de observaciones realizadas mientras proyectaba una luz brillante sobre la superficie del semiconductor. Esto dio lugar a varios artículos más (uno de ellos escrito en coautoría con Shockley), que estimaban que la densidad de los estados de la superficie era más que suficiente para explicar sus experimentos fallidos. El ritmo del trabajo se aceleró significativamente cuando comenzaron a rodear los contactos puntuales entre el semiconductor y los cables conductores con electrolitos . Moore construyó un circuito que les permitió variar la frecuencia de la señal de entrada fácilmente. Finalmente, comenzaron a obtener alguna evidencia de amplificación de potencia cuando Pearson, siguiendo una sugerencia de Shockley, puso un voltaje en una gota de borato de glicol colocada a través de una unión p–n . [25]
Los abogados de Bell Labs pronto descubrieron que el principio de efecto de campo de Shockley había sido anticipado y los dispositivos basados en él fueron patentados en 1930 por Julius Lilienfeld , quien presentó su patente similar a MESFET en Canadá el 22 de octubre de 1925. [26] [27] Aunque la patente parecía "rompible" (no podía funcionar), los abogados de patentes basaron una de sus cuatro solicitudes de patente solo en el diseño de contacto puntual de Bardeen-Brattain. Otras tres (presentadas primero) cubrían los transistores basados en electrolito con Bardeen, Gibney y Brattain como inventores. [ cita requerida ]
El nombre de Shockley no figuraba en ninguna de estas solicitudes de patente, lo que enfureció a Shockley, que pensaba que su nombre también debía figurar en las patentes porque el trabajo se basaba en su idea del efecto de campo. Incluso se esforzó por que la patente apareciera sólo a su nombre y le comunicó a Bardeen y Brattain sus intenciones. [28]
Shockley, enfadado por no haber sido incluido en las solicitudes de patente, continuó en secreto su propio trabajo para construir un tipo diferente de transistor basado en uniones en lugar de contactos puntuales; esperaba que este tipo de diseño tuviera más probabilidades de ser comercialmente viable. Creía que el transistor de contacto puntual resultaría frágil y difícil de fabricar. Shockley también estaba insatisfecho con ciertas partes de la explicación de cómo funcionaba el transistor de contacto puntual y concibió la posibilidad de la inyección de portadores minoritarios .
El 13 de febrero de 1948, otro miembro del equipo, John N. Shive , construyó un transistor de contacto puntual con contactos de bronce en la parte delantera y trasera de una fina cuña de germanio , lo que demuestra que los agujeros pueden difundirse a través del germanio en masa y no solo a lo largo de la superficie como se pensaba anteriormente. [29] : 153 [30] : 145 La invención de Shive provocó [31] la invención de Shockley del transistor de unión. [29] : 143 Unos meses más tarde, inventó un tipo de transistor completamente nuevo, considerablemente más robusto, con una estructura de capas o "sándwich". Esta estructura se utilizó para la gran mayoría de todos los transistores en la década de 1960 y evolucionó hasta convertirse en el transistor de unión bipolar. Shockley describió más tarde el funcionamiento del equipo como una "mezcla de cooperación y competencia". También dijo que mantuvo en secreto parte de su propio trabajo hasta que "se vio obligado" por el avance de Shive en 1948. [32] Shockley elaboró una descripción bastante completa de lo que llamó el transistor "sándwich" y una primera prueba de principio se obtuvo el 7 de abril de 1949.
Mientras tanto, Shockley trabajaba en su obra magna , Electrones y huecos en semiconductores , que se publicó como un tratado de 558 páginas en 1950. El tomo incluía las ideas críticas de Shockley sobre la deriva y la difusión y las ecuaciones diferenciales que gobiernan el flujo de electrones en cristales de estado sólido. También se describe la ecuación del diodo de Shockley . Este trabajo seminal se convirtió en el texto de referencia para otros científicos que trabajaban para desarrollar y mejorar nuevas variantes del transistor y otros dispositivos basados en semiconductores. [33]
Esto dio lugar a su invención del " transistor de unión " bipolar, que se anunció en una conferencia de prensa el 4 de julio de 1951. [34]
En 1951 fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias (NAS, por sus siglas en inglés). Tenía cuarenta y un años, lo que lo hacía bastante joven para una elección de ese tipo. Dos años más tarde, fue elegido como ganador del prestigioso Premio Comstock [35] de Física por la NAS, y recibió muchos otros premios y honores.
La publicidad generada por la "invención del transistor" a menudo puso a Shockley en primer plano, para gran disgusto de Bardeen y Brattain. Sin embargo, la dirección de Bell Labs presentó sistemáticamente a los tres inventores como un equipo. Aunque Shockley corregiría el registro donde los periodistas le dieron el crédito exclusivo por la invención, [36] finalmente enfureció y alienó a Bardeen y Brattain, y esencialmente impidió que ambos trabajaran en el transistor de unión. Bardeen comenzó a investigar una teoría de superconductividad y abandonó Bell Labs en 1951. Brattain se negó a seguir trabajando con Shockley y fue asignado a otro grupo. Ni Bardeen ni Brattain tuvieron mucho que ver con el desarrollo del transistor más allá del primer año después de su invención. [37]
Shockley dejó Bell Labs alrededor de 1953 y aceptó un trabajo en Caltech. [38]
Shockley, Bardeen y Brattain recibieron el Premio Nobel de Física en 1956. [1]
En 1956, Shockley fundó Shockley Semiconductor Laboratory en Mountain View, California , que estaba cerca de su anciana madre en Palo Alto, California. [39] [40] La empresa, una división de Beckman Instruments , Inc., fue el primer establecimiento que trabajó en dispositivos semiconductores de silicio en lo que llegó a conocerse como Silicon Valley .
Shockley reclutó empleados brillantes para su compañía, pero los alienó socavándolos implacablemente. [2] [41] "Puede que haya sido el peor gerente en la historia de la electrónica", según su biógrafo Joel Shurkin. [41] [2] Shockley era autocrático, dominante, errático, difícil de complacer y cada vez más paranoico. [42] [43] En un incidente bien conocido, exigió pruebas de detector de mentiras para encontrar al "culpable" después de que una secretaria de la compañía sufriera un corte menor. [43] A fines de 1957, ocho de los mejores investigadores de Shockley, que llegarían a ser conocidos como los " ocho traidores ", renunciaron después de que Shockley decidiera no continuar con la investigación en semiconductores basados en silicio. [44] [38] Continuaron para formar Fairchild Semiconductor , una pérdida de la que Shockley Semiconductor nunca se recuperó y que llevó a su compra por otra compañía tres años después. En el transcurso de los siguientes 20 años, más de 65 nuevas empresas terminarían teniendo conexiones de empleados con Fairchild. [45]
Un grupo de unos treinta colegas se ha reunido de vez en cuando desde 1956 para recordar el tiempo que pasaron con Shockley, "el hombre que trajo el silicio a Silicon Valley", como dijo el organizador del grupo en 2002. [46]
Después de que Shockley dejó su puesto como director de Shockley Semiconductor, se unió a la Universidad de Stanford, donde fue nombrado Profesor Alexander M. Poniatoff de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en 1963, puesto que ocupó hasta que se jubiló como profesor emérito en 1975. [47]
En las últimas dos décadas de su vida, Shockley, que no tenía título en genética , se hizo ampliamente conocido por sus opiniones extremas sobre la raza y la inteligencia humana , y su defensa de la eugenesia . [3] [6] Como lo describe su obituario en Los Angeles Times , "Pasó de ser un físico con credenciales académicas impecables a un genetista aficionado, convirtiéndose en un pararrayos cuyas opiniones provocaron manifestaciones en el campus y una cascada de calumnias". Pensó que su trabajo era importante para el futuro de la humanidad y también lo describió como el aspecto más importante de su carrera. Argumentó que una mayor tasa de reproducción entre personas supuestamente menos inteligentes estaba teniendo un efecto disgénico , y argumentó que una caída en la inteligencia promedio conduciría a un declive en la civilización . También afirmó que las personas negras eran genética e intelectualmente inferiores a las personas blancas . [3] El biógrafo de Shockley, Joel Shurkin, señala que durante gran parte de la vida de Shockley en los Estados Unidos racialmente segregados de la época, casi no tuvo contacto con personas negras. [48] En un debate con la psiquiatra Frances Cress Welsing y en Firing Line con William F. Buckley Jr. , Shockley argumentó: "Mi investigación me lleva ineludiblemente a la opinión de que la principal causa de los déficits intelectuales y sociales del negro estadounidense es hereditaria y racialmente genética en su origen y, por lo tanto, no remediable en gran medida mediante mejoras prácticas en el medio ambiente". [49]
Shockley fue uno de los teóricos raciales que recibió dinero del Pioneer Fund , y al menos una donación para él provino de su fundador, el eugenista Wickliffe Draper . [50] [51] Shockley propuso que a las personas con coeficientes intelectuales por debajo de 100 se les debería pagar por someterse a una esterilización voluntaria , 1000 dólares por cada uno de sus puntos de coeficiente intelectual por debajo de 100. [3] Esta propuesta llevó a la Universidad de Leeds a retirar su oferta de un título honorífico para él. [3] El antropólogo y activista de extrema derecha Roger Pearson defendió a Shockley en un libro autoeditado en coautoría con Shockley. [52] En 1973, el profesor de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee Edgar G. Epps argumentó que "la posición de William Shockley se presta a interpretaciones racistas". [53] El Southern Poverty Law Center describe a Shockley como un nacionalista blanco que no logró presentar evidencias de sus teorías eugenésicas en medio de un "reconocimiento casi universal de que su trabajo era el de un racista excéntrico". [54] La escritora científica Angela Saini describe a Shockley como un "racista notorio". [50]
Shockley insistió en que no era racista . [53] [55] Escribió que sus hallazgos no apoyan la supremacía blanca , y en cambio afirmó que los asiáticos orientales y los judíos se desempeñan mejor que los blancos intelectualmente. [53] En 1973, Edgar Epps escribió que "me complace que el profesor Shockley no sea un supremacista ario, pero le recordaría que una teoría que propugna la superioridad hereditaria de los orientales o los judíos es tan racista por naturaleza como la doctrina de la supremacía aria". [53]
La defensa de la eugenesia por parte de Shockley desencadenó protestas. En un incidente, la sociedad científica Sigma Xi , por temor a la violencia, canceló una convención de 1968 en Brooklyn en la que Shockley tenía previsto hablar. [56]
En Atlanta, en 1981, Shockley presentó una demanda por difamación contra la Constitución de Atlanta después de que un escritor científico, Roger Witherspoon, comparara la defensa de Shockley de un programa de esterilización voluntaria con la experimentación humana nazi . La demanda tardó tres años en llegar a juicio. Shockley ganó el juicio, pero solo recibió un dólar en daños y perjuicios [57] y no recibió ningún daño punitivo . El biógrafo de Shockley, Joel Shurkin, un escritor científico del personal de la Universidad de Stanford durante esos años, resume esta declaración diciendo que era difamatoria, pero la reputación de Shockley no valía mucho cuando el juicio llegó a un veredicto. [58] Shockley grabó sus conversaciones telefónicas con los periodistas, las transcribió y envió las transcripciones a los periodistas por correo certificado. En un momento, jugó con la idea de hacer que los periodistas respondieran un simple cuestionario sobre su trabajo antes de discutir el tema del mismo con ellos. Su hábito de guardar todos sus papeles (incluidas las listas de lavandería) proporciona abundante documentación sobre su vida para los investigadores. [59]
Shockley fue candidato a la nominación republicana en las elecciones al Senado de los Estados Unidos de 1982 en California . Se postuló con una plataforma de un solo tema : oponerse a la "amenaza disgénica" que, según él, representaban los afroamericanos y otros grupos. [60] [54] [61] Quedó en octavo lugar en las primarias, recibiendo 8.308 votos y el 0,37% de los votos. [62] Según Shurkin, en ese momento, "su racismo destruyó su credibilidad. Casi nadie quería estar asociado con él, y muchos de los que estaban dispuestos le hicieron más daño que bien". [63]
La Fundación para la Investigación y la Educación sobre Eugenesia y Disgenesia (FREED) fue una organización sin fines de lucro fundada en marzo de 1970 en los Estados Unidos para apoyar la investigación de Shockley, quien era el presidente de la fundación y R. Travis Osborne , un miembro. [64] [65] [66] La fundación publicó el boletín 'FREED' y artículos de investigación en la Universidad de Stanford .
La organización fue fundada de acuerdo con su misión "únicamente con fines científicos y educativos relacionados con la población humana y los problemas de calidad". [66]
Entre 1969 y 1976, el Fondo Pioneer asignó unos 2,5 millones de dólares ( ajustados a la inflación de 2023) para apoyar los esfuerzos de Shockley. Esta financiación se distribuyó a través de subvenciones a la Universidad de Stanford para la exploración de "investigaciones sobre los factores que afectan el potencial genético" y también directamente a FREED. [67] [68]
A través de FREED, Shockley promovió su concepto de un "Plan de bonificación por esterilización voluntaria", proponiendo compensar a las mujeres económicamente desfavorecidas por someterse a procedimientos de esterilización . [67]
En 1970, Shockley incluyó al ex senador de Alaska Ernest Gruening como director de FREED. [69]
A los 23 años y siendo todavía estudiante, Shockley se casó con Jean Bailey en agosto de 1933. La pareja tuvo dos hijos y una hija. [70] Shockley se separó de ella en 1953. [38] Se casó con Emily Lanning, una enfermera psiquiátrica, en 1955; ella lo ayudó con algunas de sus teorías. [38] [71] Aunque uno de sus hijos obtuvo un doctorado en la Universidad de Stanford y su hija se graduó en el Radcliffe College, Shockley creía que sus hijos "representan una regresión muy significativa... mi primera esposa -su madre- no tenía un nivel académico tan alto como el mío". [3]
Shockley era un escalador de rocas consumado, que iba a menudo a Shawangunks en el valle del río Hudson . Su ruta a través de un saliente, conocida como "Techo de Shockley", es una de las rutas de escalada clásicas de la zona. [25] [72] Varias guías de escalada [ verificación necesaria ] cambiaron el nombre de la ruta a "El Techo" en 2020 debido a las controversias eugenésicas de Shockley. [73] Era popular como orador, conferenciante y mago aficionado. Una vez produjo "mágicamente" un ramo de rosas al final de su discurso ante la Sociedad Estadounidense de Física . También fue conocido en sus primeros años por sus elaboradas bromas. [74] Durante mucho tiempo tuvo la afición de criar colonias de hormigas . [12]
Shockley donó esperma al Repository for Germinal Choice , un banco de esperma fundado por Robert Klark Graham con la esperanza de difundir los mejores genes de la humanidad . El banco, llamado por los medios el "banco de esperma del Premio Nobel", afirmó tener tres donantes ganadores del Premio Nobel, aunque Shockley fue el único que reconoció públicamente su participación. [75] Sin embargo, las opiniones controvertidas de Shockley le dieron al Repository for Germinal Choice un cierto grado de notoriedad y pueden haber disuadido a otros ganadores del Premio Nobel de donar esperma. [76]
Según PBS , Shockley era cruel con sus hijos y no estaba contento con su vida. Se dice que intentó jugar a la ruleta rusa como parte de un intento de suicidio. [38]
Shockley murió de cáncer de próstata en 1989 a la edad de 79 años. [77] En el momento de su muerte, estaba distanciado de la mayoría de sus amigos y familiares, excepto de su segunda esposa, la ex Emmy Lanning (1913-2007). Se dice que sus hijos se enteraron de su muerte al leer su obituario en el periódico. [78] [ se necesita una mejor fuente ] Shockley está enterrado en Alta Mesa Memorial Park en Palo Alto, California.
Shockley obtuvo más de noventa patentes en Estados Unidos. [81] Algunas de las más notables son:
Aunque ha recibido menos publicidad en los últimos años, sus opiniones se han vuelto, en todo caso, más extremas. Sugirió en una entrevista la posibilidad de pagos de bonificaciones a personas de raza negra por someterse a la esterilización voluntaria.
En Palo Alto, el temperamento de William mejoró poco al principio. Pero ignorando las recomendaciones psiquiátricas para una mayor socialización, sus padres decidieron educar a William en casa hasta los ocho años. Finalmente, sintiendo que no podían mantenerlo fuera del entorno escolar por más tiempo, lo enviaron a la Escuela Homer Avenue durante dos años, donde su comportamiento mejoró drásticamente --- incluso obtuvo una "A" en comportamiento en su primer año.
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )'una mezcla de cooperación y competencia' y 'Shockley, ansioso por hacer su propia contribución, dijo que mantuvo en secreto parte de su propio trabajo hasta que "me vi obligado" a principios de 1948 por un avance informado por John Shive, otro investigador de Bell Laboratories'
En 1955, el físico William Shockley instaló un laboratorio de semiconductores en Mountain View, en parte para estar cerca de su madre en Palo Alto. ...
El coinventor del transistor y fundador de la primera empresa de chips del valle, William Shockley, se mudó a Palo Alto, California, porque su madre vivía allí. ...
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace ){{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )Según el propietario y operador del banco, el millonario californiano Robert T. Graham, entre quienes tienen esperma en depósito se encuentran tres científicos ganadores del Premio Nobel.
Recibió aún más desprecio cuando propuso recompensas financieras para las personas
con desventajas genéticas
si se ofrecían voluntariamente a
la esterilización
.
una observación que William Shockley interpretó como confirmación de su concepto de que el transistor de unión
Recibió aún más desprecio cuando propuso recompensas financieras para las personas con desventajas genéticas si se ofrecían voluntariamente a la esterilización.
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