גיק בשבוע: וויליאם שוקלי

בשנת 1956, הוענק פרס נובל לפיזיקה לשלושה אנשים: וויליאם ברדפורד שוקלי, וולטר האוזר ברטיין וג'ון ברדין. השלושה זכו בפרס על המצאת הטרנזיסטור. בנאומו בעת קבלת הפרס הכיר שוקלי בכך שברטיין וברדין המציאו את הטרנזיסטור הראשון, טרנזיסטור נקודת המגע. בתום הטקס, חגגו שלושתם, יחד עם נשותיהם ואורחים נוספים, עד מאוחר בלילה. השמפניה, כמאמר הקלישאה, זרמה כמים. רק מעטים ידעו כיצד השיג שוקלי את הפרס, וכיצד עשה הכל כדי להרחיק את ברטיין וברדין מלעסוק שוב בטרנזיסטורים. המסיבה לא נערכה רק לכבוד קבלת הנובל: במובן מסוים זו היתה מסיבת פיוס. הם לא נותרו ידידים.

שנים ראשונות

שוקלי נולד ב-13 בפברואר 1910, בלונדון להורים אמריקנים וגדל בארצות הברית. ב-1932, כשהיה בן 22, סיים תואר ראשון בקאלטק, מכון קליפורניה לטכנולוגיה, ושנה אחר כך כבר נישא ללוון ג'ין ביילי. ב-1936 הוא סיים את הדוקטורט שלו ב-MIT, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, ומיד אחר כך הצטרף לקבוצת מחקר במעבדות בל שבניו ג'רסי.

עם כניסת ארה"ב למלחמת העולם השניה, עזב שוקלי את מעבדות בל, והחל להיות מעורב במחקר על רדאר במעבדות וויפני שבניו ג'רסי. ב-1942 הוא כבר נעשה אחראי על קבוצת מחקר שפיתחה טכנולוגיות נגד צוללות באוניברסיטת קליפורניה. מאחר שעבודתו דרשה מסעות קבועים לפנטגון וושינגטון, יצא לו להכיר קצינים בכירים ופקידי ממשל גבוהים.

עם תום המלחמה, חזר שוקלי למעבדות בל, אחת ממעבדות המחקר התעשייתיות הבולטות בעולם. המעבדות היו שייכות ל-AT&T, החברה האמריקנית לטלפון וטלגרף, שהיה לה מונופול על שיחות הטלפון לטווח ארוך בארה"ב, והיתה עשירה בהתאם. עם זאת, החברה נמצאה בבעיה, והיא קיוותה ששוקלי יוכל לסייע לה לפתור אותה: השימוש בטלפונים בארה"ב גדל בקצב מסחרר, וב-AT&T הבינו שאם הם לא יצליחו למצוא לכך פתרון טכנולוגי, בקרוב יהיה עליהם להעסיק מחצית מאוכלוסיית ארה"ב.

חלק פרס נובל, זכה לטינתם של רבים: וויליאם שוקלי

בעיה קריטית

לבעיה היה שם: שפופרות ריק (ואקום). שפופרת הריק פותחה בתחילת המאה העשרים על ידי לי דה פורסט, מהנדס חשמל אמריקני. אם שמים רשת כבלים חשמליים על זרם של אלקטרונים בוואקום, ניתן לבצע מניפולציה בזרימת האלקטרונים – לצמצם את הזרם, להאיץ אותו או להפסיק אותו לחלוטין.

זה היה רעיון מוצלח, ולזמן מה הוא מה שאיפשר את קיום הטלוויזיה והרדיו המסחרי. אולם לשפופרות ריק היו כמה חסרונות בולטים. ראשית, היה עליהן להתחמם כדי להתחיל לפעול, וכאשר התחממו הן יכלו להגיע לטמפרטורה של 400 מעלות צלזיוס, שכילתה במהירות את חוטי התיל. בטלוויזיה של אותם הימים נדרשו יותר מ-20 שפופרות ריק, ואילו המחשב האלקטרוני הראשון, ENIAC, תבע לא פחות מ-18,850שפופרות, תפס חדר ענקי ודרש, כמובן, קירור קבוע. ומאחר שעש נמשך לזוהר של השפופרות, דורות עש שלמים איבדו את חייהם על מעגלי ENIAC וגרמו לו לקרוס.

מערכות ניתוב השיחות של AT&T לא היו טובות בהרבה. המערכת דרשה מאות אלפי מתגים אלקטרו-מכניים רק כדי לעמוד בנטל השיחות המקומיות. מעבדות בל היו הפיתרון. צ'רלס קיטל, פיזיקאי שעבד במעבדות בל מ-1947 עד 1951, אמר לוושינגטון פוסט כי בחטיבת המחקר של בל "היה יותר חופש אקדמי מאשר ברוב האוניברסיטאות. יכולת לעשות מה שרצית לעשות. היה מעט מאוד לחץ ליצור משהו פרקטי".

שוקלי נעשה ראש חטיבת המחקר יחד עם הכימאי סטנלי מורגן. בקבוצה היו גם פיזיקאים כג'רלד פירסון, ברדין וברטיין, ואף כימאים כרוברט גיבני ומומחי אלקטרוניקה כהילברט מור.

פתרון ומלחמה על הכבוד

ראש חטיבת המחקר של המעבדות, מרווין ג'. קלי, חשב שאולי יש לו פיתרון לבעיה – מוליכים למחצה. חומרים כגרמניום וסיליקון בדרך כלל לא מתפקדים היטב כמוליכים, אבל קלי האמין שניתן לתמרן אותם בדרכים מסוימות. אלקטרונים חופשיים, שאינם נמשכים למטענים אחרים, ינועו דרך המוליך למחצה לקראת אלקטרודות או הרחק מהן, בהתאמה למטען של האלקטרודה. במלים אחרות, מוליכים למחצה יכולים לפעול כמתג – פעם להוליך זרם ופעם לבודד אותו. במקום מתג מכני, קיוו בבל ליצור מתג אטומי.

שוקלי נראה כמו הבחירה האידיאלית. הוא היה נלהב ובעל ניסיון, נהנה מתמיכת הנהלת המעבדה והיה לו כישרון להסברת עקרונות מדעיים מורכבים בצורה פשוטה. בנוסף לכך, הוא היה מבריק. אולי אפילו מבריק מדי.

"הוא היה טיפוס חכם מאוד. הוא הבין הכל מלבד אנשים,” אמר עליו צ'רלס טואונס שעבד איתו אז (ומאוחר יותר זכה בנובל על המצאת המייזר). קוניירס הרינג, שעבד גם הוא בבל באותו זמן, אמר לוושינגטון פוסט כי "שוקלי היה מאוד זריז מנטלית. הוא תמיד נמצא שלב אחד לפני, והיה קשה לשכנע אותו במשהו. הוא הבין את העליונות שלו. הוא תמיד חשב שהדרך שלו לחשוב על דברים היתה טובה יותר מזו של כל אחד אחר".

שוקלי עבד אז על "מגבר אפקט השדה", גרסה ראשונית לטרנזיסטור. אך למרות שהתיאוריה עבדה היטב, הניסויים הראו תוצאות אחרות. הוא עבר לפרויקטים אחרים, וברדין וברטיין המשיכו מהיכן שהוא הפסיק. הם דווקא הצליחו. בצהרי ה-16 בדצמבר 1947השתמשו ברדין וברטיין בטרנזיסטור הראשון, “טרנזיסטור נקודת מגע", והצליחו להגביר עמו קול.

ב-23 בדצמבר השניים כבר הציגו את המכשיר למעבדות בל. הטרנזיסטור נולד, ועמו, במהוסס, נולד גם עידן המידע. הוא צרך מעט מאוד כוח, בקושי יצר חום, ודרש מעט מאוד מרחב. במעבדות בל התרגשו, העיתונות קצת פחות. בניו יורק טיימס, לדוגמא, דחפו את הידיעה לעמוד 10.

ושוקלי? הוא היה בכלל באירופה, עובד על פרויקט אחר. עם זאת, הוא פנה לעורכי הדין של בל, וביקש לכלול אותו בטופסי הפטנט. הם סירבו. משראה שהנתיב המשפטי סגור לפניו, הוא החל במתקפה תקשורתית נבונה. כאחראי על ברדין וברטיין, שוקלי הפך לדובר הרשמי בכל הנוגע לטרנזיסטור. הוא אישר סיבוב יח"ץ ברחבי האומה, שבו הוא, כמובן, השתתף, ובצילום לעיתון של ממציאי הטרנזיסטור שוקלי נמצא במרכז התמונה.

בראיונות עמו נטו הכתבים להמעיט בחשיבותם של ברדין וברטיין. כשלונו הראשון, לעומת זאת, הודגש. שוקלי טען שמעבדות בל פעלו לפי "מתודולוגיה של כישלון יצירתי", כאשר כשלונו שלו היה היצירתי ופורץ הדרך מכולם.

אולם שוקלי ידע שכדי להשיג נובל – ומעטות ההמצאות שראויות לנובל כמו הטרנזיסטור – עליו להשיג פיתוח משמעותי כלשהו של ההמצאה. השלב הבא באובולוציה של הטרנזיסטור היה טרנזיסטור הצומת, שעל פי התיאוריה יהיה בעייתי פחות מהטרנזיסטור הראשון. שוקלי אמר לברדין וברטיין להמשיך לעבוד על טרנזיסטור נקודת המגע, ושקע כולו בעבודה על שדרוג ההמצאה שלהם. בתום שנתיים המציא טרנזיסטור הצומת, שנמצא במחשבים עד היום. עד אז, ברדין החליט לעזוב את מעבדות בל, וב-1972 נעשה לפיזיקאי היחיד שהצליח לזכות בשני פרסי נובל. הפרס השני ניתן לו על מחקרו במוליכי על.

שינה את פני העולם. העתק של הטרנסיסטור הראשון צילום: ויקיפדיה cc by

דעיכה

בקיץ 1954, התגרש שוקלי מאשתו ג'ין. הגירושים לא הפתיעו איש; בארוחות עם חברים, בנוכחות ג'ין, נהג שוקלי לטעון בזכות הזנות כאמצעי להפגת השיעמום בנישואים. ב-1955 הוא כבר נישא בשנית, הפעם לאמי לנינג, מורה לסיעוד פסיכיאטרי.

באותה השנה, שוקלי עזב את בל והקים מפעל ליצירת טרנזיסטורים, "מעבדות שוקלי למוליכים למחצה". איש מהקולגות שלו לא הסכים להצטרף אליו, ושוקלי פנה אל האוניברסיטאות, מחפש את הבוגרים המבריקים במיוחד.

הוא מצא אותם, אולם סגנון הניהול הפרנואידי שלו גרם לרבים מהם לעזוב. במקרה מפורסם הוא דרש מכל עובדיו לעבור בדיקות בגלאי אמת, כדי לגלות מי אחראי לחתך באצבעה של מזכירתו. מאוחר יותר התגלה שהמזכירה נחתכה מנעץ שבור על דלת המשרד. הצוות לא היה מרוצה, ובסוף 1957 פרשו מהמפעל "שמונת הבוגדים", כפי שהם כינו את עצמם. “הבוגדים" החליטו לפתוח חברה משלהם המתמחה במוליכים למחצה. שניים מהם היו רוברט נויס וגורדון מור, שיעזבו אחר כך את החברה כדי להקים את אינטל. גם האחרים הפכו בהמשך לדמויות דומיננטיות בעמק הסיליקון והקימו חברות כ-National Semoconductor ו- Advanced Micro Devices..

ביולי 1961, נפגע שוקלי בתאונת דרכים. בעודו מנסה להתאושש מהפציעה, נמכרה החברה שלו. הוא הצטרף לאוניברסיטת סטנפורד כפורפסור להנדסה ומדע שימושי. ב-1968 הוענק לו הפטנט האחרון שלו – ה-90 במספר.

עתה, בתום המירוץ, החל שוקלי להביע עניין ביצורים חיים, או, נכון יותר לומר – בגנטיקה שלהם. שוקלי האמין כי שאלות של גזע, אינטליגנציה וגנטיקה הן קריטיות לעתיד המין האנושי. הוא נעשה אוהד מושבע של אאוגניקה, הניסיון לשפר את האבולוציה האנושית באמצעות בקרת לידה; האינטליגנטים והמוכשרים, הוא טען, צריכים להביא יותר ילדים לעולם. והאחרים? ובכן, שוקלי גרס כי על הממשלה להעניק פיצוי כספי לכל מי שרמת ה-IQ שלו נמוכה מ-100 כדי שזה יסכים לעבור עיקור.

שחורים הדאיגו אותו במיוחד. במרשם האוכלוסין של 1970 גילה שוקלי כי לשחורים שאינם מצליחים יש בממוצע כ-5.4 ילדים במשפחה. לבנים בלתי מצליחים החזיקו ב-3.7 ילדים בממוצע. התוצאה, לאמונתו, תהיה התרבות נציגיו הפחות מוצלחים של המין האנושי, והתפוררות הציוויליזציה.

נאמן לתורתו, תרם שוקלי זרע למאגר הבחירה ההתפתחותית, “בנק הזרע של זוכי הנובל", כפי שכינתה זאת התקשורת. רוברט קלארק גרהאם, מייסד הבנק, טען ששלושה זוכי נובל תרמו למאגר, אולם שוקלי היה היחיד שהסכים להודות בכך.

אולם התרומה של שוקלי יצרה בעיקר פרסום שלילי. גרוע מכך, מרגע שתרם למאגר, החל שוקלי להביע בתקשורת אכזבה מילדיו. אמי, אשתו השניה, אמרה כי "הם אינם עומדים באינטליגנציה הכוללת של ההורים". יצוין כי בעוד בנו הבכור, וויליאם, פרש מהקולג'. בתו אליסון ובנו ריצ'רד סיימו את לימודיהם, וריצ'רד אף קיבל דוקטורט בפיזיקה מאוניברסיטת דרום קליפורניה.

ב-1981 הוא תבע כתב שחור שטען כי דיעותיו מזכירות את אלו של היטלר. הוא זכה במשפט, אולם נפסקו לו פיצויים של דולר אחד בלבד – סימן מקובל, במסורת האנגלו-סקסית, ל"זכאי על פי חוק ואשם על פי צדק". ב-1989 הוא מת מסרטן הערמונית. ילדיו שמעו על כך מהתקשורת.

הניו-יורק טיימס פתח את הספדו במלים הבאות: “וויליאם ברדפורד שוקלי, שחלק פרס נובל בפיזיקה על תפקידו ביצירת הטרנזיסטור וזכה לטינתם של רבים בשל דיעותיו על הבדלים גנטיים בין הגזעים, מת מסרטן הערמונית בביתו שבקליפורניה ביום שבת".

קצרים

• שוקלי היה קוסם חובב, שאף שלף פעם מהאוויר זר שושנים בתום נאומו בפגישת אגודת הפיזיקה האמריקנית.

• הוא עסק גם בטיפוס הרים, ועד היום יש על שמו נתיב בשם "תקרת שוקלי" בעמק הנהר הדסון.

• בשנותיו המאוחרות הוא גילה עוינות גלויה לתקשורת, שגילתה, מצידה, עוינות גלויה כלפיו. הוא הקליט את שיחותיו עם עיתונאים, ואף חשב להכריח אותם לענות על שאלון קצר על עבודתו לפני שיסכים להתראיין.

• שוקלי האמין שעבודתו בתחום הגנטיקה חשובה יותר מעבודתו בתחום המוליכים למחצה. במובנים מסוימים, דעותיו על רמת האינטליגנציה של שחורים החלה בארה"ב דיון חשוב – עד כמה משקפות בחינות ה-IQ את הכישורים המנטליים של אדם.