بیوگرافی ویلیام شاکلی مخترع ترانزیستور و فیزیکدان
به عقیده بسیاری از مورخین و صاحب نظران، ترانزیستور چیزی را برای قرن بیستم به ارمغان آورد که موتور بخار برای قرن نوزدهم ارائه داد. اختراع ترانزیستور، نقطه عطفی در صنعت الکترونیک بود و به تعبیری می توان گفت که راه را برای توسعه این صنعت گشود. بعد از اختراع ترانزیستور، پیشرفت در فناوری سرعت بیشتری به خود گرفت که نمونه بارز آن را می توان در توسعه رایانه ها و ربات ها دید. جایزه نوبل، به مخترعین این المان کوچک الکتریکی، به پاس دستاورد بزرگ آنها برای قرن بیستم و به عقیده برخی، مهمترین اختراع این قرن تعلق گرفت.
تولد و کودکی ویلیام شاکلی
ویلیام شاکلی William Bradford Shockley در ۱۳ فوریه ی ۱۹۱۰ در لندن به دنیا آمد. پدرش ویلیام هیلمن شاکلی، یک مهندس معدن بود که در بازرسی و نظارت بر معادن تخصص داشت. او به هشت زبان زنده جهان صحبت می کرد و اولین نشانه های نخبگی را نیز از همان سال های اولیه در فرزندش می دید. مادر ویلیام، می نی بردفورد اهل غرب آمریکا و فارغ التحصیل دانشگاه استنفورد بود. خانواده شاکلی زمانی که او سه ساله بود، به پالو آلتو کالیفرنیا رفتند. ویلیام تا هشت سالگی در خانه تحصیل می کرد. یکی از دلایل تحصیل خانگی او، نظر مخالف والدینش نسبت به مدارس عمومی و دیگری روحیه خشن خودش بود که او را از حضور در اجتماع دور می کرد.
تحصیلات ویلیام شاکلی
ویلیام شاکلی تحصیلات خود را در دبیرستان هالیوود ادامه داد و در سال ۱۹۲۷ فارغ التحصیل شد. او به خاطر مهاجرت خانواده به جنوب آمریکا، به آن مدرسه رفته بود و علاوه بر نشانه هایی از استعداد علمی، روحیه غرورآمیز عجیبی داشت. او برای ادامه تحصیل به دانشگاه کلتک رفت و در سال ۱۹۳۲ از آنجا فارغ التحصیل شد. سپس ویلیام شاکلی رشته مکانیک کوانتوم را برای مطالعه و تحقیق آتی انتخاب کرد و به MIT رفت. مکانیک کوانتوم در آن سال ها با بحث و گمانه زنی های بسیار همراه بود و دانشمندان اولین تلاش ها برای درک هرچه بیشتر رفتار ذرات کوانتومی را شروع کرده بودند. شاکلی اعتقاد داشت تحقیق پیرامون رفتارهای کوانتومی، درک بهتری از رفتار الکترون ها در مواد کریستالی به همراه خواهد داشت. مفهوم مورد نظر او، بعدا تحقیقات در حوزه ای به نام فیزیک حالت جامد را به همراه داشت.
ویلیام شاکلی و آزمایشگاه بل
شاکلی در سال ۱۹۳۶ با مدرک دکترا از MIT فارغ التحصیل شد و به مجموعه آزمایشگاه های بل رفت. او در پروژه ای دخیل شد که استفاده از فناوری حالت جامد را برای جایگزینی شبکه قدیمی بل پیگیری می کرد. در آن سال ها شبکه تلفن از Audion، لامپ خلأ اختصاصی بهره می برد. تا پیش از اختراع لامپ خلأ مذکور، AT&T در توسعه خطوط تلفن با محدودیت فاصله روبه رو بود. به بیان ساده، Audion مانند یک تقویت کننده سیگنال عمل می کرد. لامپ های خلأ با وجود کارایی بالا در شبکه های تلفن، محدودیت های زیادی داشتند. مهندسان بل اعتقاد داشتند که با بهره گیری از نیمه هادی هایی همچون ژرمانیم و سیلیکون می توان فناوری جدیدی برای جایگزینی لامپ های خلأ توسعه داد. در نهایت مدیران آزمایشگاه های بل پس از جنگ جهانی دوم شاکلی را به عنوان مدیر بخش تحقیقات نیمه هادی انتخاب کردند. دوران مدیریت شاکلی در زمان کوتاهی دستاورد مهمی برای آمریکا به همراه داشت. پس از دو سال، دو عضو نخبه گروه او به نام های والتر براتین و جان باردین راهکاری برای اعمال یک میدان الکتریکی به یک بلوک ژرمانیم و تقویت جریان ثانویه ای پیدا کردند که از بلوک عبور می کرد.
ویلیام شاکلی و اختراع ترانزیستور
دستگاهی که باردین و براتین اختراع کردند، از طرحی تکامل یافته بود که شاکلی در سال ۱۹۴۵ آماده کرد. طرح او از سیلیکون ناخالصی در میدانی الکتریکی استفاده می کرد. طرح شاکلی در ابتدا به خاطر محدودیت های علم فیزیک قابل اجرا نبود و باردین، سال ها بعد محدودیت هایش را از بین برد. باردین و براتین در نهایت با بهره گیری از ایده اولیه شاکلی، با رویکردی متفاوت موفق به اختراع دستگاهی برای تقویت جریان به کمک نیمه هادی شده بودند. اختراع آن ها که «ترانزیستور» نام گرفت، حاصل برنامه ریزی های عمیق و تحقیقات سازمان دهی شده در آزمایشگاه های بل بود. اولین چالش های شاکلی در آزمایشگاه های بل، در زمان ثبت پتنت ترانزیستور ایجاد شدند. فرم ثبت پتنت آزمایشگاه، نام باردین و براتین را به عنوان مخترع ثبت کرده و خبری از نام ویلیام شاکلی نبود. او که ادعا می کرد اختراع نهایی براساس تحقیقات او درباره میدان الکتریکی انجام شده است، به دنبال کسب اعتبار از دستاورد هم تیمی ها بود. آزمایشگاه های بل با قبول ادعای شاکلی، فرم درخواست پتنت مجددی را شامل نام او به دفتر ثبت ارسال کرد و در نهایت این اختراع به نام هر سه آن ها ثبت شد.
دیگر دستاوردهای ویلیام شاکلی
ویلیام شاکلی به عنوان یک متخصص در زمینه کاری خود، علاوه بر جایزه نوبل، موفق به دریافت جوایز مختلفی شده بود، از جمله؛ اولین جایزه الیور باکلی از طرف انجمن فیزیک آمریکا و جایزه کامستاک (Comstock ) را از آکادمی ملی علوم آمریکا دریافت کرده بود. این جایزه هر پنج سال برای پژوهش های نوآورانه در الکتریسیته، مغناطیس و انرژی اهدا می شود. از جوایز دیگر او می توان به مدال افتخار آی تریپل ای (IEEE) که عالی ترین افتخار اعطا شده از طرف موسسه مهندسان برق و الکترونیک است و نیز دریافت جایزه Holly Medal از طرف انجمن مهندسان مکانیک اشاره کرد. ویلیام شاکلی جزو ۱۵۰ مخترع برتر تاریخ ام آی تی و به گفته مجله تایمز جزو تأثیرگذارترین افراد در قرن بیستم به شمار می رود.
زندگی شخصی ویلیام شاکلی
شاکلی در ۲۳سالگی و در زمان دانشجویی با جین بیلی ازدواج کرد. آن ها در سال ۱۹۳۴ صاحب دختری به نام آلیسون شدند. یکی از تفریح های اصلی شاکی، صخره نوردی بود. او اغلب به کوه های شاوانگانک در هادسون ریور میرفت و حتی یکی از دیواره های صعود در آن منطقه به نام شاکلی نام گذاری شده است. وی در روزهای پایانی عمر با بیماری مهلک سرطان پروستات دست و پنجه نرم می کرد و روحیه قوی او در مقابله با این بیماری نتوانست کمکی بکند و سرانجام سال ۱۹۸۹ و در سن ۷۹ سالگی درگذشت.