El arrepentimiento es innecesario. Piensa antes de actuar.
William Bradford Shockley Jr. fue un físico e inventor estadounidense. Fue el gerente de un grupo de investigación en Bell Labs que incluía a John Bardeen y Walter Brattain. Los tres científicos fueron galardonados conjuntamente con el Premio Nobel de Física de 1956 por "sus investigaciones sobre semiconductores y su descubrimiento del efecto transistor".
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 centro de innovación electrónica. En su vida posterior, mientras era profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Stanford, Shockley se convirtió en un defensor del racismo y la eugenesia. Un estudio de 2019 en la revista Intelligence lo encontró como el segundo más controvertido detrás de Arthur Jensen entre los investigadores de inteligencia de 55 personas cubiertas.
Primeros años y educación
Shockley nació de padres estadounidenses en Londres el 13 de febrero de 1910, y fue criado en la ciudad natal de su familia en Palo Alto, California desde los tres años. Su padre, William Hillman Shockley, fue un ingeniero de minas que especuló en minas para vivir y hablaba ocho idiomas. Su madre, May née Bradford, creció en el Oeste Americano, se graduó de la Universidad de Stanford y se convirtió en la primera encuestadora minera adjunta femenina de los EE.UU. Shockley fue educado en el hogar hasta los ocho años, debido al desagrado de sus padres por las escuelas públicas así como al hábito de Shockley de berrinches violentos. Se graduó de la Hollywood High School en 1927.
Shockley obtuvo su licenciatura en Ciencias del Caltech en 1932 y un doctorado del MIT en 1936. El título de su tesis doctoral fue Electronic Bands in Sodium Chloride, un tema sugerido por su asesor de tesis, John C. Slater. Después de recibir su doctorado, Shockley se unió a un grupo de investigación dirigido por Clinton Davisson en Bell Labs en Nueva Jersey. Los años siguientes fueron productivos para Shockley. Publicó varios artículos fundamentales sobre física del estado sólido en Physical Review. En 1938, recibió su primera patente, "Electron Discharge Device", sobre multiplicadores de electrones.
Carrera
Cuando estalló la Segunda Guerra Mundial, Shockley se involucró en investigación de radar en Bell Labs en Manhattan, Nueva York. En mayo de 1942, tomó licencia de Bell Labs para convertirse en director de investigación en el Grupo de Operaciones de Guerra Antisubmarina de la Universidad de Columbia. Esto implicaba idear métodos para contrarrestar las tácticas de los submarinos con técnicas mejoradas de convoy, optimizar patrones de cargas de profundidad, etc. Este proyecto requería viajes frecuentes al Pentágono y Washington, donde Shockley conoció a muchos oficiales de alto rango y funcionarios del gobierno.
En 1944, organizó un programa de capacitación para pilotos de bombarderos B-29 para usar nuevas miras de bomba de radar. A fines de 1944 realizó un tour de tres meses a bases alrededor del 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.
En julio de 1945, el Departamento de Guerra le pidió a Shockley que preparara un informe sobre la cuestión de las probables bajas de una invasión del territorio japonés. Shockley concluyó:
Si el estudio muestra que el comportamiento de las naciones en todos los casos históricos comparables al de Japón ha sido de hecho invariablemente consistente con el comportamiento de las tropas en batalla, entonces significa que los muertos e inválidos japoneses en el momento de la derrota excederán el número correspondiente para los alemanes. En otras palabras, probablemente tendremos que matar al menos 5 a 10 millones de japoneses. Esto podría costar entre 1.7 y 4 millones de bajas incluyendo 400,000 a 800,000 muertos.
Este informe influyó en la decisión de Estados Unidos de lanzar bombas atómicas en Hiroshima y Nagasaki, lo que precipitó la rendición incondicional de Japón.
Shockley fue el primer físico en proponer una distribución lognormal para modelar el proceso de creación de artículos de investigación científica.
Desarrollo del transistor
Poco después de que terminara la guerra en 1945, Bell Labs formó un grupo de física del estado sólido, liderado 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 asignación fue buscar una alternativa de estado sólido a los frágiles amplificadores de tubo de vacío de vidrio. Sus 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 estancado hasta que Bardeen sugirió una teoría que invocaba estados de superficie que impedían que el campo penetrara el semiconductor. El grupo cambió su enfoque para estudiar estos estados de superficie y se reunieron casi diariamente para discutir el trabajo. La relación del grupo era excelente, e ideas se intercambiaban libremente.
Para el invierno de 1946 tenían suficientes resultados que Bardeen presentó un artículo sobre los estados de superficie a Physical Review. Brattain comenzó experimentos para estudiar los estados de superficie a través de observaciones realizadas mientras brillaba una luz brillante en la superficie del semiconductor. Esto llevó a varios artículos más, uno de ellos coautor con Shockley, que estimaba que la densidad de los estados de superficie era más que suficiente para explicar sus experimentos fallidos. El ritmo del trabajo se aceleró significativamente cuando comenzaron a rodear contactos puntuales entre el semiconductor y los cables conductores con electrolitos. Moore construyó un circuito que les permitía variar la frecuencia de la señal de entrada fácilmente. Finalmente comenzaron a obtener evidencia de amplificación de potencia cuando Pearson, actuando sobre una sugerencia de Shockley, aplicó voltaje a una gota de borato de glicol colocada en una unión P-n.
Los abogados de Bell Labs pronto descubrieron que el principio del efecto de campo de Shockley había sido anticipado y dispositivos basados en él patentados en 1930 por Julius Lilienfeld, quien presentó su patente similar a MESFET en Canadá el 22 de octubre de 1925. Aunque la patente parecía "impugnable" no podría funcionar, los abogados de patentes basaron una de sus cuatro solicitudes de patente solo en el diseño de contacto puntual de Bardeen-Brattain. Otros tres presentados cubrieron primero los transistores basados en electrolitos con Bardeen, Gibney y Brattain como inventores.
El nombre de Shockley no estaba en ninguna de estas solicitudes de patente. Esto enfureció a Shockley, quien pensó que su nombre también debería estar en las patentes porque el trabajo se basaba en su idea del efecto de campo. Incluso hizo esfuerzos para que la patente fuera escrita solo con su nombre, y les contó a Bardeen y Brattain sus intenciones.
Shockley, furioso por no ser incluido en las solicitudes de patente, continuó secretamente su propio trabajo para construir un tipo diferente de transistor basado en uniones en lugar de contactos puntuales; esperaba que este tipo de diseño sería más probable que fuera comercialmente viable. El transistor de contacto puntual, creía, resultaría ser frágil y difícil de fabricar. Shockley también estaba insatisfecho con ciertos aspectos de la explicación de cómo funcionaba el transistor de contacto puntual y concibió la posibilidad de 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 el frente y la parte posterior de una cuña delgada de germanio, probando que los agujeros podrían difundirse a través del germanio en masa y no solo a lo largo de la superficie como se pensaba anteriormente. La invención de Shive provocó la invención de Shockley del transistor de unión. Unos meses después inventó un tipo completamente nuevo y considerablemente más robusto de transistor con una estructura de capas o "sándwich". Esta estructura se utilizó para la gran mayoría de todos los transistores hasta los años 1960, y evolucionó hacia el transistor de unión bipolar. Shockley posteriormente admitió que el funcionamiento del equipo era "una mezcla de cooperación y competencia". También admitió que mantuvo parte de su propio trabajo en secreto hasta que su "mano fue forzada" por el avance de Shive en 1948. Shockley elaboró una descripción bastante completa de lo que llamó el transistor de "sándwich", y se obtuvo una primera prueba de principio el 7 de abril de 1949.
Mientras tanto, Shockley trabajó en su obra maestra, Electrons and Holes in Semiconductors, que se publicó como un tratado de 558 páginas en 1950. El tomo incluía las ideas críticas de Shockley sobre deriva y difusión y las ecuaciones diferenciales que gobiernan el flujo de electrones en cristales de estado sólido. La ecuación de diodo de Shockley también se describe. Este trabajo seminal se convirtió en el texto de referencia para otros científicos que trabajan para desarrollar y mejorar nuevas variantes del transistor y otros dispositivos basados en semiconductores.
Esto resultó en su invención del transistor de unión bipolar, que fue anunciado en una conferencia de prensa el 4 de julio de 1951.
En 1951, fue elegido a la Academia Nacional de Ciencias NAS. Tenía cuarenta y uno años; esto fue bastante joven para tal elección. Dos años después, fue elegido como el receptor del prestigioso Premio Comstock de Física por la NAS, y fue receptor de muchos otros premios y honores.
La posterior publicidad generada por la "invención del transistor" a menudo colocaba a Shockley al frente, lo que fue motivo de irritación para Bardeen y Brattain. Sin embargo, la gerencia de Bell Labs presentó consistentemente a los tres inventores como un equipo. Aunque Shockley corregía el registro cuando los reporteros le daban crédito exclusivo por la invención, eventualmente enfureció y enajenó a Bardeen y Brattain, e esencialmente bloqueó a los dos de trabajar en el transistor de unión. Bardeen comenzó a perseguir una teoría de superconductividad y dejó Bell Labs en 1951. Brattain se negó a trabajar más 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.
Shockley Semiconductor
En 1956 Shockley se mudó de Nueva Jersey a Mountain View, California para iniciar Shockley Semiconductor Laboratory para vivir más cerca de su madre anciana y enferma en Palo Alto, California. La empresa, una división de Beckman Instruments, Inc., fue el primer establecimiento que trabajaba en dispositivos semiconductores de silicio en lo que llegaría a ser conocido como Silicon Valley.
Después de que recibió el Premio Nobel en 1956, su demeanor cambió, como se evidencia en su estilo de gestión cada vez más autocrático, errático y difícil de complacer. Shockley se volvió cada vez más dominante y paranoico. En un incidente bien conocido, exigió pruebas de polígrafo para encontrar al "culpable" después de que una secretaria de la empresa sufriera un corte menor. A fines de 1957, ocho investigadores de Shockley, que llegarían a ser conocidos como los "ocho traidores", renunciaron después de que Shockley decidió no continuar la investigación en semiconductores basados en silicio. Procedieron a formar Fairchild Semiconductor, una pérdida de la que Shockley Semiconductor nunca se recuperó y fue comprada por otra empresa tres años después. Durante el transcurso de los próximos 20 años, más de 65 nuevas empresas terminarían teniendo conexiones de empleados de nuevo a Fairchild.
Un grupo de aproximadamente treinta colegas que se habían reunido de vez en cuando desde 1956 se reunieron nuevamente en Stanford en 2002 para recordar sus tiempos con Shockley y su papel central en provocar la revolución de la tecnología de la información. El organizador del grupo dijo: "Shockley es el hombre que llevó el silicio a Silicon Valley".
Puntos de vista sobre raza y eugenesia
Después de que Shockley dejó su rol como director de Shockley Semiconductor, se unió a la Universidad de Stanford, donde en 1963 fue nombrado Profesor Alexander M. Poniatoff de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, puesto en el que permaneció hasta su retiro como profesor emérito en 1975. En esta posición, Shockley se interesó en cuestiones de raza, inteligencia humana y eugenesia. Pensó que este trabajo era importante para el futuro genético de la especie humana y llegó a describirlo como el trabajo más importante de su carrera, aunque expresar sus opiniones dañó su reputación. Shockley argumentó que una tasa más alta de reproducción entre los menos inteligentes tenía un efecto disgenésico, y que una caída en la inteligencia promedio eventualmente llevaría a un declive de la civilización. También afirmó que los negros eran genéticamente inferiores a los blancos a nivel intelectual. Por ejemplo, en un debate con la psiquiatra Frances Cress Welsing M.D. y en Firing Line con William F. Buckley Jr.:
Mi investigación me lleva inevitablemente a la opinión de que la causa principal de los déficits intelectuales y sociales del estadounidense negro es hereditaria y genética racial en origen y, por lo tanto, no remediable en gran medida por mejoras prácticas en el ambiente.
Los escritos y conferencias de Shockley sobre este tema se basaron parcialmente en los escritos del psicólogo Cyril Burt y fueron financiados por la Pioneer Fund. Shockley también propuso que los individuos con coeficientes intelectuales por debajo de 100 fueran pagados para someterse a esterilización voluntaria. El antropólogo Roger Pearson defendió a Shockley en un libro autopublicado coautor con Shockley. El profesor Edgar G. Epps de la Universidad de Wisconsin–Milwaukee argumentó que "la posición de William Shockley se presta a interpretaciones racistas".
En 1981, Shockley presentó una demanda por difamación en Atlanta contra Atlanta Constitution después de que un escritor científico, Roger Witherspoon, comparó la defensa de Shockley de un programa de esterilización voluntaria con la experimentación humana nazi. El juicio tardó tres años en ir a juicio. Shockley ganó el juicio pero recibió solo un dólar en daños y sin daños punitivos. La biógrafa de Shockley
