O arrependimento é desnecessário. Pense antes de agir.
William Bradford Shockley Jr. foi um físico e inventor americano. Ele foi o gerente de um grupo de pesquisa no Bell Labs que incluía John Bardeen e Walter Brattain. Os três cientistas foram conjuntamente agraciados com o Prêmio Nobel de Física de 1956 por "suas pesquisas sobre semicondutores e sua descoberta do efeito transistor".
Parcialmente como resultado das tentativas de Shockley de comercializar um novo design de transistor nos anos 1950 e 1960, o "Silicon Valley" da Califórnia se tornou um centro de inovação eletrônica. Em sua vida posterior, enquanto professor de engenharia elétrica na Stanford University, Shockley se tornou um proponente do racismo e da eugenia. Um estudo de 2019 na revista Intelligence o considerou o segundo mais controverso atrás de Arthur Jensen entre pesquisadores de inteligência entre 55 pessoas cobertas.
Primeiros anos e educação
Shockley nasceu de pais americanos em Londres em 13 de fevereiro de 1910, e foi criado na cidade natal de sua família em Palo Alto, Califórnia a partir dos três anos de idade. Seu pai, William Hillman Shockley, era um engenheiro de minas que especulava em minas para viver e falava oito idiomas. Sua mãe, May, de sobrenome Bradford, cresceu no Oeste americano, formou-se pela Stanford University e se tornou a primeira agente federal de levantamento de minas dos EUA. Shockley foi educado em casa até os oito anos de idade, devido à aversão de seus pais às escolas públicas, bem como ao hábito de Shockley de ter ataques violentos de raiva. Ele se formou na Hollywood High School em 1927.
Shockley obteve seu diploma de Bachelor of Science pelo Caltech em 1932 e um PhD do MIT em 1936. O título de sua tese de doutorado foi Bandas Eletrônicas em Cloreto de Sódio, um tópico sugerido por seu orientador de tese, John C. Slater. Após receber seu doutorado, Shockley ingressou em um grupo de pesquisa liderado por Clinton Davisson no Bell Labs em Nova Jersey. Os próximos anos foram produtivos para Shockley. Ele publicou vários artigos fundamentais sobre física do estado sólido em Physical Review. Em 1938, recebeu sua primeira patente, "Electron Discharge Device", sobre multiplicadores de elétrons.
Carreira
Quando a Segunda Guerra Mundial começou, Shockley se envolveu em pesquisas de radar no Bell Labs em Manhattan, Nova York. Em maio de 1942, ele tirou licença do Bell Labs para se tornar diretor de pesquisa no Grupo de Operações de Guerra Antisubmarino da Universidade de Columbia. Isso envolveu a elaboração de métodos para neutralizar as táticas de submarinos com técnicas de comboio melhoradas, otimização de padrões de cargas de profundidade e assim por diante. Este projeto exigiu viagens frequentes ao Pentágono e a Washington, onde Shockley conheceu muitos oficiais de alto escalão e autoridades governamentais.
Em 1944, ele organizou um programa de treinamento para pilotos de bombardeiros B-29 para usar novas miras de bomba de radar. No final de 1944, ele fez uma turnê de três meses em bases ao redor do mundo para avaliar os resultados. Para este projeto, o Secretário da Guerra Robert Patterson concedeu a Shockley a Medalha pelo Mérito em 17 de outubro de 1946.
Em julho de 1945, o Departamento de Guerra pediu a Shockley que preparasse um relatório sobre a questão das prováveis perdas de uma invasão do território japonês. Shockley concluiu:
Se o estudo mostrar que o comportamento das nações em todos os casos históricos comparáveis ao Japão foi de fato invariavelmente consistente com o comportamento das tropas em combate, significa que os mortos e ineficientes japoneses no momento da derrota excedem o número correspondente aos alemães. Em outras palavras, provavelmente teremos que matar pelo menos 5 a 10 milhões de japoneses. Isso pode nos custar entre 1,7 e 4 milhões de vítimas, incluindo 400.000 a 800.000 mortos.
Este relatório influenciou a decisão dos Estados Unidos de lançar bombas atômicas em Hiroshima e Nagasaki, que precipitou a rendição incondicional do Japão.
Shockley foi o primeiro físico a propor uma distribuição lognormal para modelar o processo de criação de artigos de pesquisa científica.
Desenvolvimento do transistor
Pouco depois do fim da guerra em 1945, o Bell Labs formou um grupo de física do estado sólido, liderado por Shockley e pelo químico Stanley Morgan, que incluía John Bardeen, Walter Brattain, físico Gerald Pearson, químico Robert Gibney, especialista em eletrônica Hilbert Moore e vários técnicos. Sua atribuição era procurar uma alternativa de estado sólido para frágeis amplificadores de tubo de vácuo de vidro. Suas primeiras tentativas foram baseadas nas ideias de Shockley sobre o uso de um campo elétrico externo em um semicondutor para afetar sua condutividade. Esses experimentos falharam toda vez em todas as configurações e materiais. O grupo estava em um impasse até que Bardeen sugeriu uma teoria que invocava estados de superfície que impediam que o campo penetrasse no semicondutor. O grupo mudou seu foco para estudar esses estados de superfície e se reuniram quase diariamente para discutir o trabalho. A harmonia do grupo era excelente, e as ideias foram livremente trocadas.
No inverno de 1946, eles tinham resultados suficientes para que Bardeen submetesse um artigo sobre os estados de superfície à Physical Review. Brattain começou experimentos para estudar os estados de superfície através de observações feitas ao brilhar uma luz intensa na superfície do semicondutor. Isso levou a vários artigos, um deles coautorizado com Shockley, que estimava a densidade dos estados de superfície ser mais do que suficiente para explicar seus experimentos falhados. O ritmo do trabalho acelerou significativamente quando começaram a cercar contatos pontuais entre o semicondutor e os fios condutores com eletrólitos. Moore construiu um circuito que lhes permitiu variar facilmente a frequência do sinal de entrada. Finalmente, começaram a obter evidências de amplificação de potência quando Pearson, agindo por sugestão de Shockley, colocou uma tensão em uma gotícula de borato de glicol colocada em uma junção P-n.
Os advogados do Bell Labs logo descobriram que o princípio do efeito de campo de Shockley havia sido antecipado e dispositivos baseados nele foram patenteados em 1930 por Julius Lilienfeld, que apresentou sua patente tipo MESFET no Canadá em 22 de outubro de 1925. Embora a patente parecesse "anulável", ela não poderia funcionar, de modo que os advogados de patentes basearam uma de suas quatro solicitações de patente apenas no design de contato pontuado de Bardeen-Brattain. Três outras apresentaram primeiro os transistores baseados em eletrólito com Bardeen, Gibney e Brattain como inventores.
O nome de Shockley não estava em nenhuma dessas solicitações de patente. Isso enfureceu Shockley, que pensava que seu nome também deveria estar nas patentes porque o trabalho se baseava em sua ideia de efeito de campo. Ele até fez esforços para que a patente fosse escrita apenas em seu nome e informou Bardeen e Brattain de suas intenções.
Shockley, enfurecido por não ser incluído nas solicitações de patente, continuou secretamente seu próprio trabalho para construir um tipo diferente de transistor baseado em junções em vez de contatos pontuais; ele esperava que esse tipo de design fosse mais propenso a ser comercialmente viável. O transistor de contato pontual, acreditava ele, se provaria frágil e difícil de fabricar. Shockley também estava insatisfeito com certas partes da explicação de como o transistor de contato pontual funcionava e concebeu a possibilidade de injeção de portador minoritário.
Em 13 de fevereiro de 1948, outro membro da equipe, John N. Shive, construiu um transistor de contato pontual com contatos de bronze na frente e na parte de trás de uma cunha fina de germânio, provando que as lacunas poderiam se difundir através do germânio em massa e não apenas ao longo da superfície como se pensava anteriormente.:153:145 A invenção de Shive inspirou a invenção do transistor de junção de Shockley.:143 Alguns meses depois, ele inventou um tipo inteiramente novo e consideravelmente mais robusto de transistor com uma estrutura em camadas ou "sanduíche". Essa estrutura foi usada para a grande maioria de todos os transistores até os anos 1960 e evoluiu para o transistor de junção bipolar. Shockley mais tarde admitiu que o funcionamento da equipe era "uma mistura de cooperação e competição". Ele também admitiu que mantinha parte de seu próprio trabalho secreto até que sua "mão foi forçada" pelo avanço de Shive em 1948. Shockley trabalhou em uma descrição bastante completa do que chamou de transistor de "sanduíche", e uma primeira prova de princípio foi obtida em 7 de abril de 1949.
Enquanto isso, Shockley trabalhou em sua obra-prima, Electrons and Holes in Semiconductors, que foi publicada como um tratado de 558 páginas em 1950. O tomo incluía as ideias críticas de Shockley sobre deriva e difusão e as equações diferenciais que governam o fluxo de elétrons em cristais de estado sólido. A equação do diodo de Shockley também é descrita. Esta obra seminal se tornou o texto de referência para outros cientistas trabalhando para desenvolver e melhorar novas variantes do transistor e outros dispositivos baseados em semicondutores.
Isto resultou em sua invenção do transistor de junção bipolar, que foi anunciado em uma coletiva de imprensa em 4 de julho de 1951.
Em 1951, foi eleito para a National Academy of Sciences NAS. Ele tinha quarenta e um anos; isso era bastante jovem para tal eleição. Dois anos depois, foi escolhido como recipiendário do prestigioso Prêmio Comstock de Física da NAS, e foi recipiendário de muitos outros prêmios e honrarias.
A publicidade subsequente gerada pela "invenção do transistor" frequentemente colocou Shockley em primeiro plano, muito para desagrado de Bardeen e Brattain. A administração do Bell Labs, porém, apresentou consistentemente todos os três inventores como um time. Embora Shockley corrigisse o registro quando repórteres lhe davam crédito exclusivo pela invenção, ele eventualmente enfureceu e alienou Bardeen e Brattain, e essencialmente bloqueou os dois de trabalhar no transistor de junção. Bardeen começou a perseguir uma teoria de supercondutividade e deixou o Bell Labs em 1951. Brattain se recusou a trabalhar mais com Shockley e foi designado para outro grupo. Nem Bardeen nem Brattain tiveram muito a ver com o desenvolvimento do transistor além do primeiro ano após sua invenção.
Shockley Semiconductor
Em 1956, Shockley se mudou de Nova Jersey para Mountain View, Califórnia para iniciar o Shockley Semiconductor Laboratory para viver mais perto de sua mãe idosa e enferma em Palo Alto, Califórnia. A empresa, uma divisão da Beckman Instruments, Inc., foi o primeiro estabelecimento a trabalhar em dispositivos de semicondutor de silício no que viria a ser conhecido como Silicon Valley.
Depois que ele recebeu o Prêmio Nobel em 1956, seu comportamento mudou, como evidenciado em seu estilo de gerenciamento cada vez mais autocrático, errático e difícil de agradar. Shockley se tornou cada vez mais dominador e paranóico. Em um incidente bem conhecido, ele exigiu testes de detector de mentiras para encontrar o "culpado" depois que uma secretária da empresa sofreu um corte menor. No final de 1957, oito dos pesquisadores de Shockley, que viriam a ser conhecidos como os "oito traidores", renunciaram depois que Shockley decidiu não continuar a pesquisa em semicondutores baseados em silício. Eles posteriormente formaram a Fairchild Semiconductor, uma perda da qual a Shockley Semiconductor nunca se recuperou e foi adquirida por outra empresa três anos depois. Ao longo dos próximos 20 anos, mais de 65 novas empresas acabaram tendo conexões de funcionários de volta para a Fairchild.
Um grupo de cerca de trinta colegas que se reuniu intermitentemente desde 1956 se reuniu novamente em Stanford em 2002 para reviver os tempos com Shockley e seu papel central em estimular a revolução da tecnologia da informação. O organizador do grupo disse: "Shockley é o homem que trouxe o silício para o Silicon Valley."
Visões sobre raça e eugenia
Depois que Shockley deixou seu papel como diretor da Shockley Semiconductor, ele se juntou à Stanford University, onde em 1963 foi nomeado Professor Alexander M. Poniatoff de Engenharia e Ciência Aplicada, cargo que manteve até sua aposentadoria como professor emérito em 1975. Nesta posição, Shockley se interessou por questões de raça, inteligência humana e eugenia. Ele pensava que este trabalho era importante para o futuro genético da espécie humana e passou a descrevê-lo como o trabalho mais importante de sua carreira, mesmo que expressar suas visões danificasse sua reputação. Shockley argumentou que uma taxa mais alta de reprodução entre os menos inteligentes tinha um efeito eugênico negativo, e que uma queda na inteligência média levaria finalmente a um declínio da civilização. Ele também afirmou que os negros eram geneticamente inferiores aos brancos em nível intelectual. Por exemplo, em um debate com a psiquiatra Frances Cress Welsing M.D. e em Firing Line com William F. Buckley Jr.:
Minha pesquisa me leva inescapavelmente à opinião de que a causa principal dos déficits intelectuais e sociais do negro americano é hereditária e genética por origem racial e, portanto, não é remediável em grande medida por melhorias práticas no ambiente.
Os escritos e palestras de Shockley sobre este tópico foram parcialmente baseados nos escritos do psicólogo Cyril Burt e foram financiados pelo Pioneer Fund. Shockley também propôs que indivíduos com QI abaixo de 100 fossem pagos para se submeterem à esterilização voluntária. O antropólogo Roger Pearson defendeu Shockley em um livro autopublicado coautorizado com Shockley. O professor da Universidade de Wisconsin–Milwaukee Edgar G. Epps argumentou que "a posição de William Shockley se presta a interpretações racistas".
Em 1981, Shockley abriu uma ação de difamação em Atlanta contra o Atlanta Constitution depois que um escritor científico, Roger Witherspoon, comparou a defesa de Shockley de um programa de esterilização voluntária à experimentação humana nazista. O processo levou três anos para ir a julgamento. Shockley venceu o processo, mas recebeu apenas um dólar em indenização e nenhuma indenização punitiva. A biógrafa de Shockley
