Le regret est inutile. Réfléchissez avant d'agir.
William Bradford Shockley Jr. était un physicien et inventeur américain. Il était le directeur d'un groupe de recherche aux Bell Labs qui comprenait John Bardeen et Walter Brattain. Les trois scientifiques ont reçu conjointement le prix Nobel de physique de 1956 pour « leurs recherches sur les semi-conducteurs et leur découverte de l'effet transistor ».
En partie grâce aux efforts de Shockley pour commercialiser une nouvelle conception de transistor dans les années 1950 et 1960, la « Silicon Valley » en Californie est devenue un foyer d'innovation en électronique. Plus tard dans sa vie, en tant que professeur de génie électrique à l'université Stanford, Shockley est devenu un partisan du racisme et de l'eugénisme. Une étude de 2019 dans la revue Intelligence l'a trouvé être le deuxième plus controversé après Arthur Jensen parmi les 55 chercheurs en intelligence couverts.
Jeunesse et études
Shockley est né de parents américains à Londres le 13 février 1910, et a été élevé dans la ville natale de sa famille, Palo Alto, en Californie, à partir de l'âge de trois ans. Son père, William Hillman Shockley, était un ingénieur minier qui spéculait sur les mines pour vivre et parlait huit langues. Sa mère, May née Bradford, a grandi dans l'ouest américain, a obtenu son diplôme de l'université Stanford et est devenue la première femme inspectrice minière adjointe des États-Unis. Shockley a été instruit à domicile jusqu'à l'âge de huit ans, en raison du mépris de ses parents pour les écoles publiques ainsi que de la tendance de Shockley aux crises de rage violentes. Il a obtenu son diplôme de Hollywood High School en 1927.
Shockley a obtenu son diplôme de Bachelor of Science de Caltech en 1932 et un doctorat du MIT en 1936. Le titre de sa thèse de doctorat était Electronic Bands in Sodium Chloride, un sujet suggéré par son directeur de thèse, John C. Slater. Après avoir reçu son doctorat, Shockley a rejoint un groupe de recherche dirigé par Clinton Davisson aux Bell Labs dans le New Jersey. Les années suivantes ont été productives pour Shockley. Il a publié un certain nombre d'articles fondamentaux sur la physique de l'état solide dans Physical Review. En 1938, il a reçu son premier brevet, « Electron Discharge Device », sur les multiplicateurs d'électrons.
Carrière
Quand la Seconde Guerre mondiale a éclaté, Shockley est devenu impliqué dans la recherche radar aux Bell Labs à Manhattan à New York. En mai 1942, il a pris congé des Bell Labs pour devenir directeur de recherche au Groupe des opérations de guerre anti-sous-marine de l'université Columbia. Cela impliquait de concevoir des méthodes pour contrer les tactiques des sous-marins avec des techniques de convoi améliorées, optimiser les motifs de grenades sous-marines, et ainsi de suite. Ce projet a nécessité des voyages fréquents au Pentagone et à Washington, où Shockley a rencontré de nombreux officiers de haut rang et des responsables gouvernementaux.
En 1944, il a organisé un programme de formation pour les pilotes de bombardiers B-29 afin d'utiliser les nouveaux viseurs de bombardement radar. À la fin de 1944, il a fait une tournée de trois mois dans des bases du monde entier pour évaluer les résultats. Pour ce projet, le secrétaire à la Guerre Robert Patterson a remis à Shockley la Medal for Merit le 17 octobre 1946.
En juillet 1945, le Département de la guerre a demandé à Shockley de préparer un rapport sur la question des pertes probables d'une invasion du territoire japonais. Shockley a conclu :
Si l'étude montre que le comportement des nations dans tous les cas historiques comparables à celui du Japon a effectivement été invariablement cohérent avec le comportement des troupes au combat, cela signifie que les morts et les incapacités japonais au moment de la défaite dépasseront le nombre correspondant pour les Allemands. En d'autres termes, nous devrons probablement tuer au moins 5 à 10 millions de Japonais. Cela pourrait nous coûter entre 1,7 et 4 millions de pertes, dont 400 000 à 800 000 tués.
Ce rapport a influencé la décision des États-Unis de lancer des bombes atomiques sur Hiroshima et Nagasaki, ce qui a précipité la reddition inconditionnelle du Japon.
Shockley a été le premier physicien à proposer une distribution lognormale pour modéliser le processus de création des articles de recherche scientifique.
Développement du transistor
Peu de temps après la fin de la guerre en 1945, Bell Labs a formé un groupe de physique de l'état solide, dirigé par Shockley et le chimiste Stanley Morgan, qui comprenait John Bardeen, Walter Brattain, le physicien Gerald Pearson, le chimiste Robert Gibney, l'expert en électronique Hilbert Moore, et plusieurs techniciens. Leur mission était de chercher une alternative à l'état solide aux amplificateurs fragiles à tubes à vide en verre. Ses premières tentatives ont été basées sur les idées de Shockley d'utiliser un champ électrique externe sur un semi-conducteur pour affecter sa conductivité. Ces expériences ont échoué à chaque fois dans toutes sortes de configurations et de matériaux. Le groupe était à l'arrêt jusqu'à ce que Bardeen suggère une théorie impliquant des états de surface qui empêchaient le champ de pénétrer le semi-conducteur. Le groupe a changé son orientation pour étudier ces états de surface et ils se rencontraient presque quotidiennement pour discuter du travail. Le rapport au sein du groupe était excellent, et les idées étaient librement échangées.
En hiver 1946, ils avaient assez de résultats pour que Bardeen soumette un article sur les états de surface à Physical Review. Brattain a commencé des expériences pour étudier les états de surface à travers des observations faites en brillant une lumière vive sur la surface du semi-conducteur. Cela a conduit à plusieurs articles supplémentaires, dont l'un co-signé par Shockley, qui estimait que la densité des états de surface était plus que suffisante pour expliquer leurs expériences échouées. Le rythme du travail s'est accéléré considérablement quand ils ont commencé à entourer les points de contact entre le semi-conducteur et les fils conducteurs avec des électrolytes. Moore a construit un circuit qui leur a permis de varier facilement la fréquence du signal d'entrée. Finalement, ils ont commencé à obtenir des preuves d'amplification de puissance quand Pearson, agissant sur une suggestion de Shockley, a mis une tension sur une gouttelette de borate de glycol placée à travers une jonction P–n.
Les avocats de Bell Labs ont bientôt découvert que le principe de l'effet de champ de Shockley avait été anticipé et que des appareils basés sur celui-ci avaient été brevetés en 1930 par Julius Lilienfeld, qui avait déposé son brevet de type MESFET au Canada le 22 octobre 1925. Bien que le brevet semblait « cassable », il ne pouvait pas fonctionner ; les avocats brevets ont basé l'une de ses quatre demandes de brevet uniquement sur la conception de points de contact Bardeen-Brattain. Trois autres ont d'abord couvert les transistors à base d'électrolyte avec Bardeen, Gibney et Brattain comme inventeurs.
Le nom de Shockley ne figurait sur aucune de ces demandes de brevet. Cela a mis Shockley en colère, qui pensait que son nom devrait également être sur les brevets parce que le travail était basé sur son idée d'effet de champ. Il a même fait des efforts pour que le brevet soit rédigé uniquement à son nom, et a informé Bardeen et Brattain de ses intentions.
Shockley, en colère de ne pas être inclus dans les demandes de brevet, a continué secrètement ses propres travaux pour construire un type de transistor différent basé sur des jonctions plutôt que sur des points de contact ; il s'attendait à ce que ce type de conception soit plus susceptible d'être commercialement viable. Le transistor à point de contact, selon lui, s'avérerait fragile et difficile à fabriquer. Shockley était également mécontent de certaines parties de l'explication du fonctionnement du transistor à point de contact et a conçu la possibilité d'une injection de porteurs minoritaires.
Le 13 février 1948, un autre membre de l'équipe, John N. Shive, a construit un transistor à point de contact avec des contacts en bronze sur l'avant et l'arrière d'un mince coin de germanium, prouvant que les trous pouvaient diffuser dans le germanium en masse et non seulement à la surface comme on l'avait pensé auparavant.:153:145 L'invention de Shive a déclenché l'invention de Shockley du transistor à jonction.:143 Quelques mois plus tard, il a inventé un type de transistor entièrement nouveau, considérablement plus robuste, avec une structure en couche ou en « sandwich ». Cette structure a continué à être utilisée pour la grande majorité de tous les transistors jusqu'aux années 1960, et a évolué pour devenir le transistor bipolaire à jonction. Shockley a admis plus tard que le fonctionnement de l'équipe était un « mélange de coopération et de compétition ». Il a également admis qu'il avait gardé une partie de son propre travail secrète jusqu'à ce que sa « main soit forcée » par l'avancée de Shive en 1948. Shockley a élaboré une description plutôt complète de ce qu'il appelait le transistor « sandwich », et une première preuve de principe a été obtenue le 7 avril 1949.
Pendant ce temps, Shockley a travaillé sur son chef-d'œuvre, Electrons and Holes in Semiconductors, qui a été publié sous la forme d'un traité de 558 pages en 1950. Le tome incluait les idées critiques de Shockley de dérive et de diffusion et les équations différentielles qui gouvernent le flux d'électrons dans les cristaux de l'état solide. L'équation de diode de Shockley est également décrite. Cette œuvre fondamentale est devenue le texte de référence pour les autres scientifiques qui travaillaient à développer et améliorer de nouvelles variantes du transistor et d'autres appareils basés sur les semi-conducteurs.
Cela a abouti à son invention du transistor bipolaire « à jonction », qui a été annoncé lors d'une conférence de presse le 4 juillet 1951.
En 1951, il a été élu à l'Académie nationale des sciences NAS. Il avait quarante et un ans ; c'était plutôt jeune pour une telle élection. Deux ans plus tard, il a été choisi comme destinataire du prestigieux Prix Comstock pour la physique par la NAS, et a été le destinataire de nombreux autres prix et honneurs.
La publicité qui en a résulté de « l'invention du transistor » a souvent mis Shockley à l'avant-plan, ce qui a beaucoup déplu à Bardeen et Brattain. Cependant, la direction de Bell Labs a constamment présenté les trois inventeurs comme une équipe. Bien que Shockley aurait corrigé le record quand les journalistes lui ont donné le seul crédit de l'invention, il a finalement enragé et aliéné Bardeen et Brattain, et a essentiellement bloqué les deux de travailler sur le transistor à jonction. Bardeen a commencé à poursuivre une théorie de la supraconductivité et a quitté Bell Labs en 1951. Brattain a refusé de travailler davantage avec Shockley et a été assigné à un autre groupe. Ni Bardeen ni Brattain n'ont eu grand-chose à voir avec le développement du transistor au-delà de la première année après son invention.
Shockley Semiconductor
En 1956, Shockley a quitté le New Jersey pour Mountain View, en Californie, pour créer le Shockley Semiconductor Laboratory afin de vivre plus près de sa mère vieillissante et malade à Palo Alto, en Californie. La société, une division de Beckman Instruments, Inc., a été le premier établissement à travailler sur les appareils à semi-conducteurs en silicium dans ce qui allait être connu sous le nom de Silicon Valley.
Après avoir reçu le prix Nobel en 1956, son comportement a changé, comme en témoigne son style de gestion de plus en plus autocratique, erratique et difficile à satisfaire. Shockley est devenu de plus en plus dominateur et paranoïaque. Dans un incident bien connu, il a exigé des tests de détecteur de mensonges pour trouver le « coupable » après qu'une secrétaire de l'entreprise ait subi une petite coupure. À la fin de 1957, huit des chercheurs de Shockley, qui seraient connus sous le nom des « huit traîtres », ont démissionné après que Shockley a décidé de ne pas poursuivre la recherche sur les semi-conducteurs à base de silicium. Ils ont continué à former Fairchild Semiconductor, une perte dont Shockley Semiconductor ne s'est jamais remis et a été achetée par une autre société trois ans plus tard. Au cours des 20 années suivantes, plus de 65 nouvelles entreprises ont fini par avoir des connexions d'employés remontant à Fairchild.
Un groupe d'environ trente collègues qui s'étaient rencontrés sporadiquement depuis 1956 s'est réuni à nouveau à Stanford en 2002 pour se remémorer leur temps avec Shockley et son rôle central dans l'étincelle de la révolution de la technologie de l'information. L'organisateur du groupe a déclaré : « Shockley est l'homme qui a apporté le silicium à Silicon Valley. »
Points de vue sur la race et l'eugénisme
Après que Shockley ait quitté son rôle de directeur de Shockley Semiconductor, il a rejoint l'université Stanford, où en 1963, il a été nommé professeur Alexander M. Poniatoff de génie et de sciences appliquées, position dans laquelle il est resté jusqu'à sa retraite en tant que professeur émérite en 1975. Dans cette position, Shockley s'est intéressé aux questions de race, d'intelligence humaine et d'eugénisme. Il pensait que ce travail était important pour l'avenir génétique de l'espèce humaine et il en est venu à le décrire comme le travail le plus important de sa carrière, bien que l'expression de ses points de vue ait endommagé sa réputation. Shockley a soutenu qu'un taux de reproduction plus élevé parmi les moins intelligents avait un effet dysgénique, et qu'une baisse de l'intelligence moyenne entraînerait finalement un déclin de la civilisation. Il a également affirmé que les Noirs étaient génétiquement inférieurs aux Blancs sur le plan intellectuel. Par exemple, dans un débat avec la psychiatre Frances Cress Welsing M.D. et sur Firing Line avec William F. Buckley Jr. :
Ma recherche me conduit inévitablement à l'opinion que la cause majeure des déficits intellectuels et sociaux du Nègre américain est héréditaire et raciale génétique dans son origine et, ainsi, ne peut pas être considérablement rémédiée par des améliorations pratiques de l'environnement.
Les écrits et conférences de Shockley sur ce sujet étaient en partie basés sur les écrits du psychologue Cyril Burt et ont été financés par le Pioneer Fund. Shockley a également proposé que les individus ayant un QI inférieur à 100 soient payés pour subir une stérilisation volontaire. L'anthropologue Roger Pearson a défendu Shockley dans un livre auto-édité co-écrit avec Shockley. Le professeur Edgar G. Epps de l'université du Wisconsin–Milwaukee a soutenu que « la position de William Shockley se prête à des interprétations racistes ».
En 1981, Shockley a intenté une action en diffamation à Atlanta contre l'Atlanta Constitution après qu'un rédacteur scientifique, Roger Witherspoon, ait comparé l'advocacy de Shockley pour un programme de stérilisation volontaire aux expériences humaines nazies. Le procès a pris trois ans pour aller au procès. Shockley a gagné le procès mais n'a reçu que un dollar en dommages et pas de dommages punitifs. Le biographe de Shockley
