麻省理工物理毕业论文题目

姓名(中文) 威廉·肖克利

姓名(英文) William Shockley

机构与职务 1955年在矽谷创办肖克利半导体实验室，担任主任

出生年月 1910年2月13日出生，1989年去世

出生国家、地点 英国伦敦

教育背景 1936年，麻省理工(MIT)获固体物理学博士学位

1932年，在加州理工学院获学士学位

职业背景 1963年开始，担任史丹福大学教授

1936-1955年，贝尔实验室电晶体物理部主任

1955-1963年，在矽谷创办肖克利半导体实验室

1936年，麻省理工(MIT)获固体物理学博士学位1932年，在加州理工学院获学士学位

1963年开始，担任史丹福大学教授1955-1963年，在矽谷创办肖克利半导体实验室1936-1955年，贝尔实验室电晶体物理部主任。

30年代的HP是矽谷的源头。但真正使这块土地燃起电子之火，还要等另一位大人物驾到，这就是物理学家威廉·肖克利博士。是博士非凡的商业眼光，创造了矽谷;也是博士拙劣的企业才能，成就了矽谷。他是矽谷的第一公民，也是矽谷的第一弃儿。

肖克利，1910年生于伦敦。3岁随父母举家迁往加州。从事矿业的双亲从小灌输科学，加上中学教师斯拉特的薰陶，他考入了加州理工学院，后进入麻省理工(MIT)，修成博士后留校任教。不久，贝尔实验室来"挖角"，其中就有他。1947年，肖克利与另两位物理学家共同发明了电晶体。这个用来代替真空管的电子信号放大元件，成为电子工业的强大引擎，被媒体和科学界称为"20世纪最重要的发明"。

肖克利很想成为百万富翁。1955年，他回到老家圣克拉拉谷。这里，无论是气候还是环境，看上去都是开办电晶体工厂的风水宝地。肖克利在矽谷瞭望山安营扎寨，建立了肖克利实验室股份有限公司。他杀回人气旺盛的美国东岸，发布招聘信息。美国电子研究领域精英们的应聘信纷纷涌来。他聘用了八位优秀人才。这是从未有过的伟大天才的集合，所有的人都在30岁以下，正处于才能喷涌的顶峰。大伙都是慕大名而来，摩拳擦掌要干一番大事业。但他们初到实验室，都大吃一惊:所谓的实验室是光秃秃的白墙、水泥地和 *** 在外的屋橼。

1956年1月，肖克利被授予诺贝尔物理奖。那天早晨7点钟，他接到了电话，将手下的年轻科学家带到该市豪华的"黛娜木屋 "餐馆，举行香槟早餐会。大伙异常兴奋，觉得自己多么不同凡响。因为有哪家公司是由诺贝尔奖得主领导的呢?他们觉得自己已到了改变整个世界的边缘。可惜欢乐是如此短促。肖克利，这位20世纪最具才华的人物，也是最让人难以捉摸的人物。对管理技巧一窍不通，甚至跟人打交道的能力都没有，却偏偏十分自以为是。一位矽谷经理人员说他是"一位天才，又是一位十足的废物"。

肖克利曾说，在10个人中就有一个是精神病人。所以，有两个精神病患者在为他工作。为这个原因，他要求所有雇员去接受心理测验。他不相信任何人。"如果我们在实验室搞出什么名堂，他需要打电话给贝尔实验室的老朋友，问这是不是真的，这对提高士气没有任何积极影响"。肖克利跟人说话，总象对待小孩子一样，态度日趋傲慢。他的门徒们提议研究积体电路，但肖克利拒绝了他们的建议。到1957年，8人中有7人产生跳槽的想法。

肖克利立志超过像HP的休利特和帕卡德这样的企业贵族。但他的千里马们很快密谋策反。肖克利大发雷霆，把他们称作叛徒，时称"叛逆八人帮"，成了矽谷最著名的典故之一。他们创办了具有传奇色彩的仙童公司。

肖克利的梦想破灭了。1960年，肖克利实验室卖给了克莱维特实验室，1965年又转卖给了AT&T。1968年，它永远地关闭了。但他的"叛逆八人帮"成了矽谷最重要的火种。几年后，他们发明了积体电路，改变了整个世界。

肖克利以自己惨痛的失败成全了矽谷的繁荣。但也有人说，肖克利对矽谷来说是一种报应。因为在肖克利之后，原先由HP创立的标准从此走向消亡，肖克利留下的东西弥漫在矽谷上空:贪婪、天才、忠诚瓦解、野心、悲剧和突然的毁灭，正是这些构成了未来矽谷周期性的特征。

8个人如此决断地离去，是肖克利一生中最大的打击，他永远不会原谅他们。但是三年后，在一次商业宴会上，他偶遇诺伊斯，肖克利还是率先打招呼:"你好，罗伯特"，然后便走开了。从那以后，他们有近20年时间没再说过话。

这位老科学家发财梦彻底破灭，被迫弃商就教，于1963年到史丹福大学做教授。70年代，肖克利公开宣称:并不是所有的人在遗传上都是在同等水平的，也不是在同等的基础上进化的。他承认自己为"诺贝尔 *** 库"作了贡献。这些极具争议的活动，经过宣传媒体的广泛报导，不幸地掩去了肖克利的科学成就和他对矽谷所做的贡献。

在贝尔实验室期间与人共同发明电晶体，被媒体和科学界称为"20世纪最重要的发明"。和另两位同事荣获1956年度的诺贝尔物理学奖。他率先引导"矽谷"走向电子产业新时代。他获得了90多项发明专利。

肖克利在英国伦敦出生，父母是美国人。他在加利福尼亚州长大并于1932年本科毕业于加州理工学院。1936年他获得了麻省理工学院博士学位，其博士论文题目为计算氯化钠晶体内的电子密度函式。1936-1955年期间他在贝尔实验室工作，曾任电晶体物理部主任。1938年获第一个专利"电子倍增放电器"。1947年与他人合作发明了电晶体。1951年他成为美国国家科学院院士。 1955年，他在加州芒廷维尤创立了「肖克利实验室股份有限公司」，聘用了很多年轻优秀的人才。但很快肖克利个人的管理方法因其公司内部不合，八名主要员工(八叛逆)于1957年集体跳槽成立了仙童半导体公司，后来开发了第一块积体电路。而肖克利实验室则每况愈下，两次被转卖后于1968年永久关闭。肖克利于1963年开始任史丹福大学教授。他在晚年认为各种族的遗传水准有高有低，并支持鼓动智力低下者自愿绝育，因而在科学界和媒体界引起了争议。他于1989年因前列腺癌去世。

二战结束后，贝尔实验室开始研制新一代的电子管，具体由肖克利负责。1947年圣诞节前两天的一个中午，肖克利的两位同事沃尔特·布莱登(Walter Brattain)和约翰· 巴丁(John Bardeen)，用几条金箔片，一片半导体材料和一个弯纸架制成一个小模型，可以传导、放大和开关电流。他们把这一发明称为"点接电晶体放大器"(Point-Contact Transistor Amplifier)。

不过，肖克利虽然是巴丁和布莱登两个人的上司，但是他却并不能够自动的列名为点接触电晶体的发明人。点接触电晶体的专利和发表的论文都只有巴丁和布莱登两个人的名字。对此，肖克利大为失望，也激发了他发明的潜力。1948年1月23日，也就是点接触电晶体发明整整一个月的时候，肖克利想到了结型电晶体的方法。结型电晶体所有的作用都是在半导体内部完成的，这就可靠的多了。结型电晶体为固态电子指出了道路，也成了真正有用的电晶体。1950年11月，肖克利出版了"半导体中的电子和电洞"一书，这是基于他在贝尔实验室所给的一系列演讲写成的，成为这个专业的经典著作。1951年，他领导研究小组研制出第一个可靠的结型电晶体，这项发明证实了肖克利作为研究室主任的天赋。他知道如何找到问题的根本。以他精练的风格，不论是以文字还是口头表述，他都能把实验导向一个新的、通常是正确的方向。

于是，世界上有了电晶体。由于它的放大原理，它可以完成快速计算机操作的本质。电晶体具有很大的潜力，它与电子管不同，不需要预热时间，不会产生热量，不会烧坏，它也不会漏气和爆烈。电子管需要1瓦特的功率，与之相比，电晶体只要百万分之一瓦特。电晶体比电子管更快、更小，为小型计算机奠定了基础。60年代初，肖克利写道:"能用电晶体实现的功能用电子管同样可以做到，但它却没有同样的容量、能量和可靠性――虽然花了很长时间研制的电晶体才达到这种可靠性。"

电晶体将引发电话工业、通讯和计算机等各个方面的革命。有一个工程师评论道，"要求我们预言电晶体将能做什么，就象问谁首先能把车轮放在一头公牛上一样预见汽车，手表，或高速发电机。"

利用电子的流动性，像真空试管一样，结合矽的特殊特征，电晶体放大并交换信号。设备体积变小了，而可靠性增加了。助听器、收音机、唱机、计算机、交换设备、卫星和月球火箭都因为电晶体的套用而有了新的突破。电晶体意为传输电阻器，是发明人人临时取的名字，却一直延用至今。这些半导体如三极体，控制把电压用于第3终端在2个终端之间流动的电流。过去常用于交换呼叫的笨重继电器，被电晶体代替。像第一部电话一样，第一支电晶体看起来很粗糙。

1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录）3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文：（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容：a.提出-论点；b.分析问题-论据和论证；c.解决问题-论证与步骤；d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是：（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。

1976年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州斯坦福直线加速器中心的里克特（Burton Richter，1931—）和美国马萨诸塞州坎伯利基麻省理工学院的丁肇中（，1936—），以表彰他们在发现一种新型的重的基本粒子中所作的先驱性工作。粒子物理学的发端可以从1932年正电子的发现说起，到了50年代，陆续发现了反质子、π介子、反Λ粒子等等三十多种新粒子，其中稳定的有七种。寿命大多长于10-16秒。后来又发现了许多寿命更短的粒子，这些粒子也叫做强子共振态，是通过强相互作用衰变的。盖尔曼的夸克模型理论，解释了这些强子共振态，其预言的Ω-粒子又被实验证实。这时粒子物理学似乎已经达到了顶峰，没有什么事情可做了。然而，正是在这一短暂的沉静时期，1974年同时有两个实验小组，宣布发现了一种寿命特别长，质量特别大的粒子。这项发现的宣布，打破了沉闷的空气，使物理学家大为惊讶，推动粒子物理学迈向新的台阶。这项新的发现就是由里克特领导的SLAC－LBL合作组所发现的ψ粒子和由丁肇中领导的MIT小组所发现的J粒子。人们统称之为J/ψ粒子。SLAC是斯坦福直线加速器中心的简称，LBL是劳伦斯伯克利实验室的简称。两家共同组成一个合作组，为SLAC正负电子对撞机（SPEAR）配制了一台取名为MarkI的磁探测器，目的是探测4GeV的正负电子束对撞后生成的新粒子，探测范围可从直到。这是当时能量最高的电子对撞机。1974年初，里克特小组发现在处截面比反常，比邻近约高30%，当时并未引起注意。同年10月，又发现在处有一反常。后来还陆续有高出3～5倍的截面。这促使他们下决心把机器调回到附近进行精确测量，11月9日终于取得了在处存在狭共振的确切证据，并命名为ψ粒子。接着，又在处发现了ψ粒子的姐妹态，ψ'粒子。里克特1931年3月22日出生于纽约。1948年进入麻省理工学院，大三时曾参加正电子素实验，开始接触到电子-正电子系统。大学的毕业论文题为“氢的二次塞曼效应”，成绩优异。研究生期间，里克特测量了水银同位素位移及其超精细结构。他在工作中要用到回旋加速器，让短寿命的Hg197同位素和氚核束轰击金。因此更加激发了对核物理和粒子物理以及所使用的加速器的兴趣。他的博士论文题目是“由氢光生π介子”。然后他在斯坦福高能物理实验室找到工作。他在这里和同事们合作，建造了一台碰撞束机器，并于1965年开始实验，结果使量子电动力学的适用性延展至小于10~11cm。在这之前，里克特就在考虑高能电子-正电子碰撞束机器能用来做些什么。他特别想研究强相互作用粒子的结构。1963年里克特来到SLAC，在SLAC主任潘诺夫斯基的鼓励下，里克特组织了一个小组制定高能电子-正电子机器的最后设计。1964年完成了初步设计，1965年向美国原子能委员会提交了一份经费申请报告，当然这只是申请经费的漫长过程的第一步，以后还为之作过多次奋斗，直到1970年才得到经费。在这期间，他和小组成员又做了其它实验，设计并制造了大型磁谱仪的整套装置的一部分，并利用它进行了一系列π介子和K介子的光生实验。里克特为了以后制作存储环作准备，下了很大力气以求保住已经成立的小组。有了经费之后，工程立即上马，着手制作大型磁探测器。1973年开始做实验，终于得到了满意的成果。如果说里克特和他的小组是以他们的执著追求精神取得了引人注目的成绩，那么，丁肇中和他的小组更是以其严谨踏实、一丝不苟的作风得到了科学上的回报。丁肇中是华裔美籍科学家，1936年1月27日出生于美国密执安州安亚柏市，父亲丁观海是工程学教授，母亲王隽英是心理学教授，他们在访美期间，生下了丁肇中，于是丁肇中从小就成了美国公民。出生后两个月，与母亲一起回到中国。由于战争的原因，直到十二岁才受到传统的教育。1956年丁肇中得奖学金入美国密执安大学，三年后获得了数学和物理学位，1962年获得物理博士学位。关于丁肇中的经历，请读他的自述：“当我20岁时，我决定到美国去接受较好的教育，我父母的朋友、密执安大学工程学院的院长.布朗，告诉我父母他很欢迎我去那儿，并到他家住宿。当时我只懂一点儿英语，而且对在美国的生活费用毫不了解，在中国，我通过看书了解到美国许多学生是通过自己劳动挣钱进入大学的，于是，我对父母说我也要这么做。1956年9月6日，我到达了美国底特律机场，身边带了100美元，当时好像已很富裕了。我感到有些害怕，因我不认识任何人，而且通信也很困难。”“由于我是靠得奖学金入学的，故我不得不努力学习以继续取得奖学金。我在三年内使自己在密执安大学获得了数学和物理学位，在1962年，在琼斯和泊尔博士指导下获得物理学博士学位。”“我作为一个福特基金会的研究员到了欧洲核子研究中心（CERN）。在那儿我很荣幸能跟柯可尼教授一起搞质子同步加速器，从他那儿学到许多物理知识。他能以简单的方法对待一个复杂的问题，做实验相当仔细，这些都给我留下了深刻的印象。”“1965年春天，我回到美国，在哥伦比亚大学任教。在那些年月里，哥伦比亚大学的物理系是一个很有刺激性的地方，我有机会观察到如：莱德曼、李政道、拉比、施瓦茨、斯坦博格、吴健雄以及其他教授的工作。他们在物理学上都具有各自的风格和相当突出的鉴别力。我在哥伦比亚短暂的几年，收益很大。”“在我到达哥伦比亚大学的第二年，在坎伯利基电子加速器上进行一项由光子同核靶碰撞产生电子正电子对的实验。看来好像有点违反量子电动力学。于是我仔细地研究了该项实验，决定重做一次。我与搞西德电子同步加速器的韦伯教授和杰茨凯商量是否可在汉堡进行正负电子对产生的实验。他们都很热情地鼓励我马上就开始实验，1966年3月，我离开了哥伦比亚大学到汉堡去进行这个实验。自那时起，我以全部精力投入到电子对及μ介子对物理、研究量子电动力学和类光粒子的产生和衰变、寻找能衰变成电子对或μ介子对的新粒子。这类实验的特点是需要高强度入射通量，需要绝对排除大量不需要的背景条件，同时又需要质量分辨率高的探测器。”“为了寻找较大质量的新粒子，我于1972年带了实验小组回到了美国，在布鲁克海文国立实验室进行实验。1974年秋，我们发现了一种新的、完全出乎意料的重粒子——J粒子的证据。自那以后，找到了整族新粒子。”关于电子-正电子实验的缘起，丁肇中在领诺贝尔奖的演说词中作了如下说明：“1957年夏天，我是纽约暑期班的学生，偶然得到了赫兹堡的经典著作《原子光谱和原子结构》（1937年），从书中我第一次了解到光量子的概念和它在原子物理学中的作用，大学毕业前夕，我收到父亲送给我的圣诞礼物：阿希耶泽和贝律茨基合著的《量子电动力学》（1957年）一书的英译本。在密执安大学学习期间，我仔细读了这本书，并自己推导了书中的某些公式，后来我在哥伦比亚大学任教的年代，很有兴趣地读了特雷尔1958年的一篇论文。他指出用高能电子加速器在短距离上对量子电动力学（QED）所做的各种检验的含义。对于怎样把某一类费因曼图从3μ介子的μ介子产生中分离出来，我同布洛茨基合作进行了理论计算。”为此丁肇中和布洛茨基联名于1966年发表了一篇论文。1965年10月，丁肇中受德国汉堡德意志电子同步加速器研究中心（DESY）主任詹希克的邀请，做了e+e-对产生的第一个实验。他和他的小组使用的探测器具有如下特性：1.能利用负载循环2%～3%的10-11/s的入射光子流；2.接受度很大，不被磁铁的边缘或屏蔽物所限制，仅受闪烁计数器决定；3.所有的计数器并不直接面对靶体；4.为了排除强子对，切连科夫计数器为磁铁所分隔，使π介子与第一对计数器中的气体辐射源相互作用而放出的电子被磁铁排除，不进入第二对计数器。从第二对计数器放出的低能电子则被簇射计数器排除。这个实验的结果表示出量子电动力学正确地描述了粒子对产生过程直到10-14cm。然后，丁肇中小组转动谱仪的磁铁，使最大的粒子对质量接受区的中心在750MeV附近，他们观察到e+e-对的数量有很大的上升，明显地破坏QED。这种对QED的偏离，事实上是由强作用对e+e-产生的贡献增加而引起的。这时入射的光子产生重的类光粒子ρ介子，它再衰变为e+e-。它的衰变几率为α2的量级，为了证明情况确实是这样，他们做了另外一个实验，增加e+e-的张角，发现与QED的偏离更大。这是可以预计到的，因为当增加e+e-的张角时，QED过程比强作用过程减少得更快。约为5MeV，因此丁肇中小组研制了一个质量分辨率约为5MeV的探测器。丁肇中小组的成员们面对的是极其单调的测量工作，可是这不是一般的测量，请继续听丁肇中教授的回忆：“在有些测量中，事件率低，特别在研究大于ρ和ω介子质量范围的e+e-质谱的实验里，当加速器全负载时，e+e-对的产额约为每天一个事件。这就是说，整个实验室大约有半年光景一直专门只做这个实验，每天一个事件的事件率还意味着，往往2、3天没有事件，而在另外的日子里我们却得到2、3个事件。正是在这个实验的过程中，我们形成了每30分钟把全部电压检查一遍和每24小时通过测量QED产额来校准一次谱仪的传统。为了确保探测器工作稳定，我们还建立了物理学家跟班的惯例，甚至当加速器关机维修时也跟班，我们还从不切断电源。这样做的最终效果是，我们的计数室多年来有着与实验室的其它部分不同的基础体制。”“我们经过多年的工作后，学会了怎样操纵具有负载循环2%～3%，每秒约1011γ的高强度粒子束。同时采用具有大的质量接受度和好的质量分辨率△M≈5MeV的探测器，它能以>>108的倍数将ππ从e+e-中辨别出来。”“我们现在可以提出一个简单的问题：有多少重光子存在？它们的性质怎样？对我来说，不能想像只有三种重光子，而且它们的质量都是1GeV左右，为了解答这些问题，我同小组成员反复讨论了怎样进行实验。最后我决定1971年在布洛克海文国立实验室的30GeV质子加速器上首先做一个大型实验，把探测质量提高到5GeV，探测重光子的e+e-衰变来寻找更多的重光子。”在诺贝尔奖演说词中，丁肇中这样形容准备阶段的工作：“在建造我们的谱仪过程，及整个实验过程中，我受到很多的批评。问题在于为了达到良好的分辨率，必须要造一个非常昂贵的谱仪。一位有名望的物理学家批评说：这种谱仪只适用于寻找窄共振——但并不存在窄共振。尽管这样，我还是决定按我们原来的设计创造，因为我一般不太相信理论论证。”“1974年4月我们完成了实验的布置工作，并开始引入强大的质子束流到实验区。我们立刻发现，我们计数室里的辐射强度达每小时伦琴。这就是说，我们的物理学家24小时内将要受到最大允许的辐射年剂量。我们花了二、三个星期艰苦地寻找原因，大家为能否继续进行这项实验而担忧。”“一天，自1966年以来一直同我共事的贝克尔博士带着盖革计数器在踱步时，突然发现，辐射的大部分来自屏蔽区的一个特定的地方。经过仔细研究后，发现即使我们已经用了10000吨混凝土屏蔽块，但最重要的区域——束流制动器的顶部——却仍然根本没有被屏蔽！经此纠正之后，辐射强度降到了一个安全值，这样我们就可以进行实验了。“从4月到8月，我们做了例行的调节工作，探测器工作性能符合设计要求。我们能够利用每秒1012个质子，小型电子对谱仪也工作正常，这使我们能用纯电子束来校正探测器。”经过严格认真的反复核对，奇迹终于出现了。丁肇中回忆说：“1974年初夏，我们在4Gev～5GeV的大质量区域里测定了一些数据。然而，对这些数据所做的分析表明，只存在极少的电子-正电子对。”“在8月底，我们调整了磁铁使它能接受～4GeV的有效质量。我们立即看到了干净的、真正的电子对。”“最令人惊奇的是，大部分e+e-对在处形成一个狭峰。更详细的分析表明，它的宽度小于5MeV。”经过多方核对后，丁肇中小组确认他们发现了一个当时质量最大的新粒子。后来得知，里克特小组也发现了这一粒子。他们的实验各有特点。里克特小组是让e+e-对湮没以形成矢量介子，是一种形成实验，而丁肇中小组是利用质子束轰击铍靶，产生矢量介子，然后测量矢量介子的衰变产物，则是一种产生实验。里克特小组和丁肇中小组用不同的设备、经不同的反应过程几乎同时地发现了同一粒子，使物理学界大为惊喜。他们的发现把高能物理学带到了新的境界，因此，两年后里克特和丁肇中就分获诺贝尔物理学奖。