肖特基对机器人和自动化的激情使其决定离开在贝尔实验室已经成功的职业生涯，只身来到西海岸。之后在1955年，他创立了硅谷第一家硅电子实验室。
物理学家威廉·肖特基（William Shockley）在他漫长的职业生涯中[1963年照片]有很多有趣的想法，但也许没有任何一个想法能超过在工厂车间和家庭中使用机器人代替人类劳动力来的更科幻
旧金山这座城市，硅谷的所在地，拥有许多传奇般的故事：戴夫·帕卡德（Dave Packard）和比尔·休伊特（Bill Hewlett）的车库，斯坦福大学工程学院院长弗雷德·特曼（Fred Terman），这位大胆的年轻科学家所创立的飞兆半导体公司（Fairchild Semiconductor）以及后来的英特尔公司。其他的故事一样富有传奇但为人少知，如上世纪40年代的电子和微波管以及上世纪50年代的军事航空航天的巨大成就。
被遗忘的雄心
但是似乎一个更有趣的故事已经被人们完全忘记了。这个故事将诺贝尔物理奖得主威廉B.肖特基（William B.Shockley）和化学家、实业家阿诺德·澳·贝克曼(Arnold O.Beckman)连接在一起。那就是：20世纪50年代的自动化热潮和肖特基对机器人劳动力的无限幻想。肖特基一直在追求这个愿景，他渴望从该想法中获利，也正是这个念想促使他离开原来在贝尔实验室的成功职业生涯，而去西海岸创建了一个属于自己的公司。在那里，肖特基认识了贝克曼并一同合作，开设出加州Mountain View地区的第一家硅电子实验室，这个戏剧性的转变最终促使硅谷的出现，并逐渐使其成为硅电子研发的全球中心。
该故事始于1948年，那是肖特基许多创意迸发的时间。那一年，这位38岁的贝尔实验室研究员努力构思结晶体管――它很快就成为20世纪50和60年代的主要类型。不仅第一台袖珍晶体管收音机中有结晶体管，冷战初期的洲际弹道导弹和轰炸机中也有。该发明大大提高了肖特基的声誉，使其成为新世界半导体电子产品中最重要的思想家之一。
在这种背景下，肖特基还会有什么其他的想法呢？1948年肖特基递交了“辐射能量控制系统”的专利申请，该设计是利用视觉传感器所建的控制反馈系统。该设计与晶体管无关，此时肖特基正着手第二次世界大战期间所开展的军事工作，尤其是如何提高战略轰炸。他于当年的3月19日将战略轰炸归档的，并很快就申请到保密专利，而这个秘密由此开始保密了长达十年的时间。
该专利所示图明确表明了政府的关心：它似乎描述的是落在工厂上的一个自制导炸弹。装在炸弹的前端的是肖特基领航系统，该系统存储有一系列摄影图像，由摄像头所拍摄的实时图像将与之比较，输入图像和摄影画面的匹配度越高，此时的电信号也就会越高。这些信号反过来也会进一步控制伺服电机，通过反馈回路来控制炸弹鳍。在他所示的例图中，该航摄照片出示了一系列不同高度所拍摄的军事目标。而他所研发的控制系统将会将炸弹置于该目标上。
美国专利办公室SMART炸弹。1948年威廉·肖特基提出了“辐射能量控制系统”的专利申请，基于视觉传感器的一个反馈控制系统。肖特基对这个系统的各种用途进行了概述，包括图中所示的自制导炸弹。他的申请很快遇到了一个专利保密令，使该专利保密了长达十年的时间
建筑物内可以装入面部识别访问系统，自动售货机内则可以安装该系统来识别塞入的钱，“该系统可以用于工厂内对产品进行归类和检查。”有趣的是，这或许是肖特基第一次认真对该系统进行未来的幻想：肖特基也注意到如何和平地利用他的发明，通过自动反馈控制和视觉传感器，从而来取代工厂工人。
用机器代替人的想法并不是新的。从大萧条时期开始，历经战争，进入冷战后，劳动力和制造技术之间的关系一直是创新和冲突的长期原因。当肖特基在1948年递交专利申请后，劳工组织已经变得过于强大，以致引起了美国商界精英的广泛关注：联邦成员数量也在战争期间得到了大幅飙升，同时上升的还有罢工的人数。许多政府和行业也担心美国会缺乏苏联那样的工业力量。此时聪明、由电子构成、自动操作的机械可以轻松解决这两个问题。
事实上，一个最近被创造出的词最好地解释了这个解决方案，那就是：自动化。一位在福特汽车公司任职的生产负责人，德尔玛·哈德（Delmar Harder）用这个词来形容这类新的机器，他们可以被布置在生产流水线两岸，自主地来处理移动中产品的安装。一位哈佛商学院的毕业生，约翰·迪堡（John Diebold）很快就在1952年他的畅销书《自动化：自动工厂的来临》中向大家普及了这个术语和想法。他描述了从战争中所走出的新技术，电子，反馈控制，仪器仪表，电子计算机，这些都能够带来智能、自适应、可编程的工厂时代。他认为这种自动化的革命是近在咫尺的。
然而迪堡把自动化的想法与人形机器人分的很开。他断言，即使机器人能够被塑造出，也没有什么经济价值。而肖特基强烈地不同意。
在他提交保密专利申请的两年后，肖特基会见了一位哈佛商学院受人尊敬的教授，乔治·多里奥特（Georges Doriot），他也是迪堡的导师。多里奥特是风险投资界的先驱，其美国研究与发展公司（ARDC）专注于来自麻省理工学院的高科技副产品的投资，其中最有名的当属数字设备公司（Digital Equipment Corp）。
多里奥特和肖特基将他们的讨论转向了自动化这个主题，其中他们谈到了麻省理工校园内非常风靡的出版物，1948年诺伯特·维纳（Norbert Wiener）所撰写的极具影响力的著作《控制论》。肖特基发现其控制系统是这样一个环境中的关键技术。多里奥特鼓励肖特基认真考虑其发明制造的全面影响。
肖特基当然没有浪费任何时间，立即着手开始工作。1951年他修改了他的设计，创造出了所谓的“光电眼”。他认为有了这台新机器的帮助，就可以灵活地生产不同类型的产品，而不仅仅是像以往那样处理固定标准化的产品。
从贝尔实验室出走
在正式记录他的想法之前，肖特基要求了一个不同寻常的“修改协议”，即他与贝尔实验室之间的知识产权合同。像在实验室的其他人一样，肖特基已经签署工作雇佣协议，协议中明确说明他所申请的所有发明创造专利都隶属于该公司。现在，他想让贝尔实验室将用于自动化生产的“光电眼”新专利申请还给他自己。
经过多月的磋商，贝尔实验室和肖特基最终于1951年12月5日签署了该协议。但新协议还是给公司一个极为重要的条件：一年内，该专利的用途将被严格限制在自动化领域内。在那段时间里，肖特基可以申请属于他自己的专利，并可以拥有因此所产生的任何经济效益，但当专利过期后，这些协议的法律效应就没有了，如同其根本不存在一样。
有了多里奥特的ARDC支持，肖特基完成了他“电光控制系统”的专利申请。在他完成之前，他向贝尔实验室的总裁，物理学家默文凯利（Mervin Kelly）写了份意义深远的备忘录。在备忘录中他指出，贝尔实验室应建立一个由肖特基领导的研发团队，重点研究一种“可以自我训练的机器人”。
“下面所描述的项目的重要性可能大于任何贝尔实验室以前所考虑的，”肖特基声明。“这个规模最大的行业的将来基础很有可能就是基于这个项目的发展情况而定。该行业在未来二、三十年所取得的进展也许将直接取决于与这个项目的发展程度。”这是非常自信而有力的语言。
“这个项目的目的就是将机器代替人从事生产工作，”他继续说道。他明确表示，他并不是单纯地指“自动的工厂”内的先进机器。他所谈论的是科幻小说中的机器人。肖特基话语中的可自我训练的机器人将执行任何“操作人员的手动作业”并且“非常容易修改，从而可以执行任何不同的操作。”这样的机器人不仅可以取代“半技术化”的产业工人，甚至是家里的劳务工人。
“一个可自我训练的机器人将拥有包括‘手’、‘感觉器官’、‘内存’和‘大脑’。”肖特基写道。“机器人眼”正是肖特基所要申请的专利。他补充道，他有些“关于通过对触摸设备进行连续敲击……来使其识别部件和方向”的“一些想法”。也就是说，肖特基会首先给他的机器人看一眼物品，然后让其触摸。接着其记忆，大脑和其他感官就会随之一同而来。同迪堡一样，肖特基坚信自动化革命已迫在眉睫。他预测，借助机器人的帮助，“在十年或更短的时间内……就可能会增加一倍国家的生产力。”
肖特基在1952年11月递交了其“机器人眼”的专利申请，此时正是他与贝尔实验室的修改协议到期之日。十天后，肖特基从凯利那里得到了回复：贝尔实验室不支持研发此类可自我训练的机器人。
肖特基用自己的行动对此作了回应。他很快就向贝尔实验室请了假，并且声称绝不会真正意义上回来。他花了一年时间在加州理工学院担任客座教授，接触到了洛杉矶地区蓬勃发展的电子、仪表与军事航空航天工业。他曾与许多公司认真讨论，如何建立自己的晶体管公司。但没有得到满意的回复。肖特基之后回到了五角大楼，在那里作为武器研究系统的评价小组主管，权衡思量如美军如何能够打好一场核战争等问题。
1954年12月，美国专利局决定授予肖特基“机器人眼”的专利。鉴于贝尔实验室拒绝他的项目，这似乎将是一个徒有虚名的发明，但肖特基仍然认为随着未来数月的发展，“机器人眼”将被业内证明非常有用。
偶遇知音
1955年的年后，他接到阿诺德·澳·贝克曼的邀请，请他回到洛杉矶参加对其和真空管先锋李德·福斯特（Lee De Forest）的盛大表彰。通过1955年2月2日的事件，肖特基欣喜地发现，贝克曼，这位拥有化学学位博士的化学家和卓越的高科技实业家，就是一位自动化事业的实践者。
作为一位出生于1900年比肖特基大10岁的长者，贝克曼是伊利诺伊州铁匠的儿子。作为一个修补匠和发明家，他在伊利诺伊大学学过化学和化学工程，之后于1928年在加州理工学院获得物理化学的博士学位。贝克曼在他位于加州理工学院的研究工作的一个间隙参与到新成立的贝尔实验室中，在那里他学会有关电子的知识，并协助了早期的质量统计控制研究。
在完成他的博士学位后，贝克曼加入加州理工学院担任化学教授。在30年代中期，他开发了一个pH计，这是一个简单，而且将化学和电子组合在一起的仪器。由一个他拥有股权的小公司进行生产。贝克曼的pH计是一个巨大的成功。到1980年代末，贝克曼决定离开他的教授职位亲自管理这家仪器公司，并全心投入到探索电子化学仪器这个新的世界中去。
20世纪40年代，贝克曼的公司已经享有众多在仪器和电子上的科技突破发明，包括他自己发明的非常成功的螺旋电位计，得益于此他的公司取得了大幅的增长。贝克曼不断推进自己的公司，并于1950年将其更名为贝克曼仪器公司，更把业务扩展到自动化控制和电子计算机，一心想为自动化生产奉献出自己的力量。1952年10月他对公司股东做出第一份公司业绩报告，并开启了“机器解放人”的口号。
乔治·多里奥特(Georges Doriot)，不仅是哈佛商学院一位受人尊敬的教授，也是风险投资的先驱，他鼓励威廉·肖特基进一步在自动化生产中发展他的想法
贝克曼对自动化的追求最终被证明的确有利可图。到1954年年底，其销量翻了一倍之多，再考虑到股票价值，所获的利润接近100万美元，而此时雇员人数则攀升至1750人。加州理工学院欲选出校董事会，贝克曼这位校友当仁不让地获此殊荣。
在1955年洛杉矶会议之前，贝克曼和肖特基对彼此多少还是有些许印象的。两人都曾获得过顶尖学校的博士学位，都曾就读于加州理工学院，都在贝尔实验室工作过，两人而且都经过高级别的安全调查。他们都拥有时代标记性的发明，肖特基的功劳在于：他是第一个晶体管的制造者并酝酿出其结晶体管概念，从而为晶体管产业提供了行业基础；而贝克曼发明的pH计和紫外分光光度计拉开了现代分析仪器行业的面纱。
在会议上，肖特基答应将他新申请的“机器人眼”专利送给贝克曼，而贝克曼也同意对该自动化系统进行评估并进一步在其公司中使用。这个承诺为七个月后的两人间的合同埋下了伏笔，他们决定在贝克曼仪器公司中创建肖特基半导体实验室。晚会结束后不久，肖特基将专利副本发给了贝克曼，并要求贝克曼指出“任何关于其的潜在用途”。不过，此时的贝克曼正专注于几个公司的收购事宜，他准备将公司业务拓展至欧洲大陆。他一直将该专利闲置一边长达两个月，才想起来将其交给他的得力副手杰克·毕晓普(Jack Bishop)，并要求他给出与此相关的“研发意见”。
毕晓普又将这件专利递交给其深信的工程师，这位工程师给出了快速但负面的评价：“在我看来，该系统主要出于学术兴趣而且……不应该在这个时候去认真考虑这个想法。”这个工程师认为，将会有比肖特基更简单，更便宜的方法用于工业应用中，尽管这个想法是非常好的，但是竞争对手很容易规避肖特基的专利。换句话说，这个专利没有商业意义。工程师出具了这份报告，于是贝克曼决定再延后一个半月进行研发评估。
最后，在1955年的五月中旬，贝克曼回应了肖特基。信中贝克曼对肖特基称为“比尔”并以“阿诺德”签署结尾，他说他的工程小组正在审查该专利是否可以用于当前或即将开展的项目中，但表示“我们似乎没有找到此时可以尝试的任何项目。”不过他最后还是软化了言辞：“我很高兴能再次见到你，我希望我们的合作可以更为频繁。”
虽然肖特基非常期待贝克曼的答复，但其实他也很忙。就在这几个月，在经过思考后他拒绝了霍华德·休斯（Howard Hughes）关于在休斯飞机公司中建立新综合半导体电子企业的报价。然后拒绝了加州大学伯克利分校和耶鲁大学物理系的任职邀请。所有这些工作邀请不仅非常有名望而且收入丰厚。这些工作非常传统，而此时的肖特基正在寻求一个彻底改变自己的机会。1955年6月，在他45岁的时候，他决定离开贝尔实验室，从五角大楼辞了职，并结束了他的婚姻。他想要一个新的生命和一个属于自己的公司，通过这个公司，他将成为这些想法的最终受益人。
整装上阵
在七月底，肖特基打电话给贝克曼。他告诉贝克曼，他想开一个新的公司，并提出了新的研究方向：通过化学方法来制造最近在贝尔实验室创造出的硅晶体管，并把这些新的“扩散”硅晶体管推向市场。更重要的是，他会研究自动化手段来大规模生产这种晶体管。此次贝克曼不像之前对肖特基“机器人眼”那个发明的反应，他的回应直接而且热情：他毫不犹豫地向肖特基发出会面的邀请。两个星期后，在一个周六，两人坐下来认真的开展了讨论。
贝克曼的支持：1955年在会见完化学家、企业家阿诺德澳·贝克曼 [左边照片的最右边]后，威廉·肖特基试图说服贝克曼一起研究自动化。而贝克曼则是一个非常精明的商人，他虽有让步但还是同意两人在贝克曼仪器公司中建立肖特基半导体实验室。 1956年，肖特基与他的员工庆祝 [右图]，原因是得知他与前贝尔实验室的同事沃尔特·布拉顿和约翰·丁一同获得了诺贝尔物理学奖
贝克曼可能是最吸引肖特基加入这个宏远的自动化计划的人。高温、强振动、化工厂与炼油厂腐蚀性环境等问题，为传感器和仪器中真空管电子的使用带来越来越严峻的挑战。因此坚固耐用，可靠的硅晶体管将非常适合贝克曼工厂中电子仪器控制和工业过程的监测。美军也对硅晶体管的耐用性和可靠性非常感兴趣。
会议结束后，贝克曼和肖特基花了几个星期制定出一项协议。在1955年的九月初，他们签署了一份关于创建肖特基半导体实验室的协议。该协议规定，该实验室可以有两年时间，继续享受一部分的贝克曼仪器权利，在此期间，肖特基将可以不受约束地追求新的电子发明。但两人商定，该实验室的第一个科研工作将是，如何扩散硅晶体的自动化生产。肖特基坚持认为贝克曼应当亲自关注该发展，同时贝克曼仪器要提供实验室、日常业务、行政、营销和销售支持。两年后，贝克曼将决定是否使实验室成为一家独立的公司，他和肖特基将会拥有最大的股权。
1955年的秋天，肖特基是在新设立的实验室中度过的。虽然贝克曼的公司总部设在南加州，但是肖特基还是说服他将实验室设在加利福尼亚州Palo Alto地区，因为不仅肖特基从小生活在此，同时他的母亲还住在那里。此外斯坦福大学就在附近，该区域在军事，商业，以及新兴的航空航天电子管上表现出生机勃勃的市场前景。而旧金山正位于这个金融、军事、商业和文化中心的北面。而且天气好极了。
肖特基起草了一份新闻稿，宣布他新实验室的成立。他叙述了自己的愿望，希望能组建一个半导体创新方面的专家团队，通过这样的方式，能够培养出一个位于旧金山半岛上的半导体园区。“这个新电子园区将会吸引越来越多富有想象力和主动性的营销和技术人才来此，为园区的成长贡献出一份力量。”他写道。“我希望他们可以做出自己最大的贡献，并将其视为对自己最大的满足和回报。”虽然目前还不清楚该新闻稿是否公开过，但是肖特基对硅谷形象的诉求，不久之后产生了共鸣并逐渐实现了。
肖特基组建了一个富有想象力和主动性的团队，其中包括戈登·摩尔（Gordon Moore），罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce），金·霍尔尼（Jean Hoerni），尤金·克莱纳（Eugene Kleiner），和杰·拉斯特（Jay Last）。此后在1956年年底，肖特基因其在建立电子晶体管上的贡献而与人分享了诺贝尔物理奖。尽管取得了这些成就，但是肖特基实验室很快还是破灭了。
失败的管理导致梦想的幻灭
肖特基有着强烈的竞争意识和反复无常且无拘无束的管理风格。他决定放弃扩散硅晶体管的科研而转投自己的专利发明“四层二极管”。此时他的年轻研究人员，包括摩尔和诺伊斯，都深表关切和不满，他们寻求贝克曼给予帮助。他们告诉贝克曼，他们仍然希望肖特基担任顾问，但他们需要一个真正的经理。最后，当得到肖特基和他位于贝尔实验室的高级官员朋友的保证，表示肖特基的方向基本上是正确的后，贝克曼才决定坚持由肖特基继续领导该实验室。
肖特基半导体实验室坐落在加州山景城圣安东尼奥路391号的一个老匡塞特小屋中。几年后实验室诞生的各种发明以及发明的衍生品数以百计，为硅谷成为全球硅电子中心埋下了种子
作为回应，在1957年年底，摩尔，诺伊斯以及其他六人退出并创建了一个新的公司，飞兆半导体，只离原来的实验室几公里的路程。这是硅谷第一个硅电子类型的公司分拆，“八叛徒”（据说肖特基是这样叫他们的）专注于制作肖特基已放弃的扩散硅晶体管。他们在一年之内就成功制造出，并在之后几年推出了重要的新晶体管和集成电路，这是一种基于“平面工艺”的创新制造技术，允许电路通过化学手段印刷在硅衬底上。由于平面硅晶体管和芯片取代了真空管，“电子”越来等同于“半导体电子学”。
从20世纪60年代到80年代，飞兆半导体及相关初创半导体公司的分拆风气进一步弥漫于旧金山半岛上。对这些分拆公司进行统计，飞兆半导体的后代总共多达几百个公司。1968年，摩尔和诺伊斯创建了这些“飞兆子孙”之一的英特尔公司，这家公司最终成为了世界上最大的半导体公司。
由此看来，肖特基半导体公司的生产力着实令人难以置信。但是对于它的创始人贝克曼和肖特基而言，这个实验室是失败的。它从未生产出硅晶体管，而且也只发明了寥寥无几的四层二极管。最后，贝克曼在1960年将其转卖于别家，该实验室也于数年后被关闭。肖特基之后在斯坦福大学担任教授，而贝克曼则可能会为没有留住那些创立飞兆半导体和英特尔的不同意见员工而后悔一辈子。
直到肖特基1989年去世，即使别人做出了真正工业机器人，他也再没有继续自训练机器人的宏伟愿景。在50年代后期，乔治·C·戴沃尔（George C.Devol）创办了机器人公司Unimation，其产品Unimate采用的正是以晶体管为基础的机器人手臂，该产品从上世纪60年代初服役至今，一直用于通用汽车工厂中的热金属铸件操作。20世纪70年代见证了类似可编程机器人手臂的市场激增，由于微型芯片制造上的改进，具有更加优异计算的能力设备变得非常亲民。之后在20世纪80年代，作为肖特基“机器人眼”的接班人，强大的机器视觉系统与机器人手臂一同服务于大众。
机器人技术在不断发展下去，类似于家用机器人，武器化无人机，竞争激烈的自动化工厂，以及自动驾驶汽车都变得是司空见惯。最后，肖特基也的确证明了他所想象的机器人设备化是可以做到的，但实现似乎还有很长的路。微芯片行业的崛起，部分是来自肖特基实验室对机器人科研的关注，但他自己实际上在这场机器人革命中没有发挥到任何的作用。
资料来源 IEEE Spectrum
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