Находившийся в доме клиента телефонный аппарат имел пять рычажков, напоминающих трамплины для прыжков в воду. На конце каждого такого «трамплина» стоял значок: «0», «10», «100», «1000» и «R». Клиент звонил, нажимая эти рычажки. Если человек хотел набрать, к примеру, 73, то следовало нажать семь раз рычаг «10», а потом три раза «0». Когда звонок завершался, он сбрасывался нажатием «R».
На центральной станции устройства Строуджера колдовали с электрическими сигналами, идущими от нажатых клиентом рычажков. Вал с бегунком (вместо карандаша), следуя инструкции клиента, передвигался на семь шагов вертикально, затем на три шага горизонтально. В изобретении Строуджера питаемые электроэнергией бегунки двигались вверх-вниз, щелкая, крутясь и соединяя телефонные линии. По мере увеличения числа абонентов телефонные номера удлинялись, а станции росли. Коммутаторы Строуджера, работая слаженно, получали звонок – щелк, отправляли его в нужный район города – щелк, затем на нужную улицу – щелк и, наконец, в дом – щелк. Автоматический коммутатор был создан для того, чтобы убрать человека из работы телефонной сети, но в результате этого изобретения роль человека изменится совсем не так, как было задумано.
При жизни одного поколения Кой придумал коммутатор, а Строуджер его автоматизировал. Вскоре руководству телефонных компаний стало ясно, что никакое количество девушек или надежных коммутаторов не справится с растущим числом абонентов. Требовался коммутатор очень маленького размера. Спустя несколько десятилетий после изобретения Строуджера, в 1947 г., решением стало появление устройства, которое выглядело так, будто это неудачная школьная поделка. Жутковатого вида прибор состоял из тонкой пластины серебристого камня, пластикового треугольника и золотой полосочки, и все это держалось на канцелярской скрепке. Для физиков, однако, он был олицетворением красоты: это был транзистор, то есть коммутатор в миниатюре. Но этим его функции не ограничивались. Пройдет время, и, используя двоичный код, транзистор станет сердцем современных компьютеров, позволяя машинам мыслить.
Транзисторы контролировали ток. Без них электричество было неуправляемым, как мустанг, а с этими устройствами его можно было не только держать в узде, но и заставить работать, как мула. Коммутаторы Строуджера обслуживали телефонные станции вкупе с вакуумными электронными лампами, напоминающими усложненный вариант лампочки накаливания. Но приборы Строуджера изнашивались, а электронные лампы разбивались, перегорали и потребляли много электроэнергии. Транзистор был менее хрупким и менее энергоемким. Изобретение транзистора возвестило новую эру – полупроводниковую. Благодаря им большие механические приборы стали маленькими; благодаря им большие электрические схемы занимали меньше места. Каждый ученый хотел поучаствовать в создании транзисторов. Один из них проделал долгий путь, начав его в Техасе.
Гордон Тил
Когда в 1930 г. Гордон Тил прибыл в Bell Labs, он уже почти закончил докторскую диссертацию по химии и был готов стать одной из звезд компании. Увы, все остальные сотрудники Bell Labs мечтали о том же. Тил обнаружил в компании неформальную иерархию: физики летали в стратосфере, записывая теоретические формулы мелом на доске; металлурги парили над верхушками деревьев, применяя практические знания за верстаками; химики же копошились под землей, изготавливая в своих склянках то, что придумали другие. Химики были массовкой, а не звездами. Казалось, что его коллеги были довольны сложившимся положением вещей, но, пока в лаборатории вскипали жидкости, в сердце Тила кипело желание достичь большего.
Давненько центральные равнины Техаса не видели такого умного парня, как Гордон Тил. И он это прекрасно понимал. Гордон родился в Далласе в 1907 г. и с детства любил все связанное с наукой, но при этом никогда не отказывался от детективов. Тил был воплощением пословицы «в тихом омуте черти водятся». В нем совмещались южная скромность и тихая ярость, и все это скрывалось за бесстрастным лицом. Он был застенчивым, вежливым техасским мальчиком, и его мать Азеалия умоляла, чтобы он был прилежным учеником и благочестивым баптистом.
Тил ходил в школу Бейлора неподалеку от дома, а после этого направился на восток, чтобы продолжить образование в Университете Брауна – баптистском, как и хотела его мать. Там и началась его любовь к химическому элементу германию. Когда он изучал его, германий представлял исключительно научный интерес и мало где применялся на практике. Тил проводил с ним разнообразные химические опыты, обрабатывал всяческими растворами. Их обоих – и человека, и материал – недооценивали и недопонимали. Человек скрывал свои эмоции, а германий – одно химическое свойство. Тил оставался предан германию и привнес свой интерес и знания о нем в Bell Labs. Но там ему не удавалось получить поддержку в применении этого элемента.
В 1947 г. ситуация в Bell Labs изменилась. В декабре ученые Джон Бардин и Уолтер Браттейн изобрели транзистор – основополагающий компонент современных компьютеров, который пытался создать и их начальник Уильям Шокли. Внутри транзистора слабый электрический сигнал мог усиливаться. Чтобы достичь этого эффекта, Браттейн втыкал два игольчатых электрода в кристалл германия, который находился на медной подложке, подключенной к другой электрической схеме под напряжением. Они обнаружили, что слабый сигнал, идущий по одному электроду, выходил по второму более сильным; сигнал входил как шепот, а выходил как крик. Они также обнаружили, что идущий через германий электрический ток можно включать и выключать, как будто выключателем, и регулировать, подобно потоку воды в водопроводном кране.
В Bell Labs пытались найти новый способ соединять и направлять телефонные звонки, чтобы заменить сотни телефонисток. Наблюдая темпы роста количества звонков в США, руководство Bell Labs шутило, что придется нанять половину девушек в стране работать на коммутаторах. К тому же компании требовалось устройство, которое не изнашивается, в отличие от изобретения Строуджера. Теперь таким коммутатором мог служить транзистор.
Помимо нового коммутатора, компания Bell Labs нуждалась в усилении телефонного сигнала. Когда Тил был ребенком, позвонить по телефону из Техаса в Нью-Йорк было невозможно, так как, пока сигнал шел по медным проводам, он ослабевал. С появлением электронных ламп, напоминающих лампочки накаливания с дополнительными деталями внутри, сигнал можно было усиливать, и стала реальной междугородняя связь. Благодаря этому Тил мог звонить маме в Техас. Но электронные лампы не отличались эффективностью: они были громоздкими, сильно грелись, потребляли много энергии и часто выходили из строя. Транзистор тоже усиливал сигнал, но размером был с горошину, не нагревался, потреблял меньше энергии и был надежнее. Транзистор был святым Граалем электронного века, и его нашли в Bell Labs. А сердцем транзистора был германий, любимый элемент Тила.
Способность переключать электричество в электронных приборах была важнейшей задачей науки. Ученые знали это – и Тил, и все остальные. Каждый человек в компании Bell Labs и за ее пределами хотел поучаствовать в этом проекте. Открывались возможности для новых исследований, новых изобретений, новых предприятий. Каждый ученый требовал, чтобы его взяли в проект, но там царили физики и металлурги. Эти рабочие группы располагались в лабиринте коридоров кампуса Bell Labs в Марри-Хилл на разных этажах и в отдельных зданиях, вдали от отдела Тила. В структуре исследовательской лаборатории работа над транзисторами проходила за тридевять земель от него.
Тил пытался присоединиться к рабочей группе, обращая внимание не только на преимущества германия, но и на его безупречную разновидность – монокристалл. Поликристалл, образованный из нескольких кристаллов, имеет межзеренные границы и напоминает разбитое лобовое стекло. Эти границы действуют как лежачие полицейские – они затрудняют прохождение электрического тока, из-за чего транзисторы ведут себя по-разному. Внутри монокристалла электричество встречает меньшее сопротивление, а транзисторы функционируют одинаково. Но физики, особенно Уильям Шокли, глава транзисторной группы, не считали необходимым использовать монокристаллы Тила. Шокли возглавлял группу физики твердого тела, в которую входили и Бардин, и Браттейн, и стремился полностью контролировать все аспекты проекта. Как римский прокуратор Иудеи Понтий Пилат, Шокли решал судьбу каждого нового предложения, и он распял идею Тила.
Однажды осенью, в конце сентября 1948 г., Тил торопился домой к ужину – редкий случай. От его лаборатории бесконечно длинный коридор вел к главному выходу, где он собирался сесть в автобус до железнодорожной станции в Саммите, штат Нью-Джерси. Последний автобус уходил в 17:50 и прибывал в 18:07. Дорога от станции до дома занимала всего пятнадцать минут пешком. Автобусная линия Саммит – Нью-Провиденс, которой владел Майкл Де Корсо, верно служила сотрудникам Bell Labs. В высокоинтеллектуальном мире исследовательских лабораторий такая надежная инфраструктура, как оплачиваемый работодателем транспорт, позволяла одаренным ученым творить, не отвлекаясь на мысли о том, как они будут добираться до дома. Этот транспортный бизнес не был выгодным, ведь им пользовалось всего несколько сотен пассажиров в день. Но автобус этой линии перевозил на своих ярко-зеленых сиденьях умнейших людей планеты. Сам автобус, изготовленный фирмой White в 1940 г. и напоминающий своей формой хлебную буханку, проезжал три мили на галлоне топлива и доставлял ученых из мира изобретений Bell Labs в так называемый реальный мир. Однако перемещались только их тела (это касалось многих, в том числе Тила), мыслями они оставались за бежевым кирпичным фасадом лаборатории.
Тем вечером набравший немного в весе и лысеющий Тил, которому было уже за сорок, ждал автобус, стоя рядом с коллегой Джоном Литтлом, инженером-механиком. Если Тил и все остальные химики были в самом низу пирамиды Bell Labs, то инженеры еще ниже. Но Джон Литтл был участником транзисторного проекта. Частично он работал в Марри-Хилл, Нью-Джерси, а частично в Нью-Йорке. Пока они преодолевали три ступеньки, входя в аквамариновый автобус, Джон причитал, что ему нужен маленький кристалл германия для транзистора. И вот, когда они оба положили портфели на багажную полку и пробрались через подлоко