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“诺奖摇篮”贝尔实验室：从辉煌到衰败的百年沉浮

晰数塔互联网快讯
2021-04-15 19:52

编者按：本文来自微信公众号“CSDN”（ID:CSDNnews），作者：郑丽媛，36氪经授权发布。

前一阵“龙书”作者 Alfred Vaino Aho 和 Jeffrey David Ullman 斩获图灵奖，在整理二人的合作历程时，意外发现他们竟缘起贝尔实验室。

贝尔实验室，想必大家并不陌生，一个曾多次改变人类命运的地方，也是 20 世纪最伟大的实验室之一，许多沿用至今的发明如晶体管、太阳能电池、通信卫星、C 语言、UNIX 操作系统等均诞生于此。

可就是这样一个曾经走上过神坛的实验室，在 21 世纪却鲜少听过它的美名，至多就是“从贝尔实验室出来的 XXX 获得 XXX 奖、取得 XXX 成就”，但把目光移至贝尔实验室本身，却再无昔日的荣光。

（图片来自 Archdaily：被废弃的贝尔实验室大楼内部）

不过百年，这个诞生了 9 个诺贝尔奖、5 个图灵奖（也被称为“计算机届的诺尔贝奖”）的贝尔实验室已经从无与伦比的辉煌走向了令人叹息的衰败，它究竟经历了什么？

现在，让我们将进度条拉回 19-20 世纪，一起回顾贝尔实验室从辉煌走向衰败的百年沉浮。

奇迹诞生：实验室成立

贝尔实验室，取名于贝尔，也就是亚历山大·格拉汉姆·贝尔（Alexander Graham Bell），1876 年获得世界第一台可用电话机专利权的人。

拿下专利权后，1877 年贝尔就创办了贝尔电话公司。后来发展逐渐壮大的贝尔公司在 1895 年将全美范围内的长途业务项目独立成一个新公司——如今的美国电话电报公司，即 AT&T。

看如今 AT&T 的声名赫赫，就不难猜出当时它的发展极为迅速。成立不过几年，这个子公司的规模就已经超越了母公司，并在 1899 年整合美国贝尔的业务和资产，翻身成为了贝尔系统的母公司，主要为美国和加拿大提供电话生产研发服务，包括电话交换机、电话电缆和半导体等电信技术。

顺风顺水地发展了二十多年，在 1925 年 1 月 1 日，AT&T 收购了西方电子公司的研究部门，并成立一个名为“贝尔电话实验室公司”的独立实体，后来改名为“贝尔实验室”，以巩固贝尔系统在通讯领域和相关科学领域的发展和研究活动。

就此，贝尔实验室正式诞生。

走上神坛般的辉煌

成立初期的贝尔实验室，工作内容大致可分为三种：

1、基础研究：主要研究电信技术的基础理论，包括数学、物理学、材料科学和计算机编程理论等；

2、系统工程：主要研究构成电信网络的高度复杂系统；

3、应用开发：主要负责设计构成贝尔系统电信网络的设备和软件，这也是贝尔实验室最大的部门。

各类人才在贝尔实验室都可以实现“术业有专攻”，不必像块砖一样，哪里需要往哪搬。自成立后的几十年来，贝尔实验室一共获得了三万多项专利，对人类生活的贡献从现在看来几乎是方方面面，以下例举部分成就：

1927 年，克林顿·戴维森和雷斯特·革末通过实验将低速电子入射于镍晶体，取得电子的衍射图样，从而验证了电子的波动性；

1933 年，卡尔·央斯基在研究长距离短波通信的静态起源时，发现银河中心在持续发射无线电波，从而奠定了射电天文学的基础；

1943 年，贝尔实验室开发出了 SIGSALY 语音安全系统，这是通信系统发展过程中的一个里程碑，开创了许多数字通信的概念，包括首次使用脉冲编码调制进行语音传输；

1947 年，约翰·巴丁、威廉·萧克利和华特·豪舍·布拉顿成立的小组发明出了晶体管，这可能也是贝尔实验室对人类社会最重要的发明。晶体管的诞生意味着电子工业革命的开始，也使人类开始进入信息时代；

1948 年，克劳德·香农发表了《通讯的数学原理》，奠定了现代信息论的基础，而信息论是通信技术的理论基础；

1954 年，贝尔实验室用了 800 个晶体管组装出了世界上第一台用晶体管计算机，取名 TRADIC，为现代计算机奠定了基础；

同年，贝尔实验室在用半导体做实验时发现在硅中掺入一定量的杂质对光更加敏感后，从而研发出了第一个具有实际使用功能的太阳能电池，迎来了太阳能电池技术的时代，后来也用在了人造卫星上作为能量来源；

1962 年，约翰·罗宾逊·皮尔斯发明的史上第一颗通信卫星 Telstar1 成功发射，并首次实现了跨大西洋的电视实播；

1965 年，阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现宇宙微波背景辐射（后也被称为 3K 背景辐射）；

1969 年，乔治·埃尔伍德·史密斯和威拉德·博伊尔发明出了电荷耦合元件（CCD），也就是如今扫码机、相机、扫描仪必备的感光组件；

1969 年，肯.汤普生在小型计算机上开发出 UNIX 系统，后来 1973 年丹尼斯.利奇开发出了 C 语言，改写原来用汇编语言编写的 UNIX，并在 1974 年正式对外披露 UNIX 系统；

1980 年，贝尔实验室获得了 TDMA 和 CDMA 数字蜂窝电话技术的专利，也是现代无线通信技术强而有力的基础；

......

这个时期的贝尔实验室，拥有上万个顶尖科学家，手握各项先进技术的专利，走在了全球科技的最前沿，风光无两。

可所谓“物极必反，盛极必衰”，为美国经济与科技发展做出如此贡献的贝尔实验室，在 80 年代却被美国司法部无情拆分。

颠沛流离，荣光不再

到了 80 年代，华尔街资本首先介入了贝尔实验室：引入业绩考核，将大量科技工作者由研发部门调至业务部门。

资本家，从来追求的都是投入必有回报，他们等不了慢条斯理地试错、实验和等待，而这完全与贝尔实验室的氛围相违背。

在这之前的 60 年，贝尔实验室的科学家们几乎没有任何外在的压力，他们需要做的就是：选择自己喜欢和擅长的方向进行研究，不论多久，无论成败。

他们不需要担忧金钱，因为当时垄断美国移动通信领域 90% 的市场份额的 AT&T 财力雄厚，给实验室的第一笔科研经费在当时就是个天文数字：1200 万美元；他们不必焦虑 Deadline，因为根本不存在，研究进度均由自己把控与协调；他们也没有“指手画脚”的上司，因为领导都是各个领域的权威人物，不仅不会随意干预，还能与之进行高效探讨与交流。

可能说到这里，你会羡慕这个简直“与世无争”的神仙工作环境，但这种宽松自由的氛围能够长期良好的维持，自然靠的还是一位位具有真才实学并时刻保持研发热情的科技人才，高门槛的进入标准保障了“散养”状态下的贝尔实验室科研成果也能“百花齐放”。

可是华尔街资本设立的业绩考核打破了这座人人向往的研究者殿堂，他们的工作不再纯粹，KPI 重重地压在了他们身上，可是科研却需要时间去试错。

这还不是最糟的，1984 年美国司法部根据《反垄断法》将 AT&T 进行拆分，根据地区划分为七个小贝尔公司负责市话业务，AT&T 则主要从事长途电话业务和通信设备的制造，从而打破了长久以来AT&T 垄断美国电信行业的局势。

到 1996 年，AT&T 又自行拆分为三部分：从事电信业务的 AT&T、从事设备制造业务的朗讯 Lucent 和从事计算机业务的 NCR。贝尔实验室也在这次拆分中被一分为二：朗讯获得了贝尔实验室的名称及一半的科研资源，AT&T 继承另一半实验室组成 AT&T 实验室（之后改名为“香农实验室”）。

而贝尔实验室的衰败也正始于这次的拆分。

从 AT&T 到朗讯，最大也是最致命的不同就是：钱。从前AT&T资金雄厚，贝尔实验室从来无需担忧科研所需的大量经费，可朗讯不同，它的利润明显不够养活这个拥有上万个优秀人才的大型实验室，而它能做的就是不断缩减人员，催促科学家们做出能赚钱的研究，然后出售部分专利周转资金。

这时的贝尔实验室“疲于奔命”，它不再是科研人员逐梦的天堂，残酷的现实使其不得不盖上“功利”的印章，不再纯粹。

而即便如此，朗讯也未能从下坡路上崛起，在艰难的 2006 年连带着贝尔实验室被法国阿尔卡特电讯公司并购，成为了阿尔卡特朗讯，即“阿朗”。

不过很明显，阿朗这一棒也没有接好，并购朗讯之后不仅没有盈利，市值还蒸发了大半，在亏损总额累计达 48 亿欧元的 2008 年，为挽救颓势，出售了贝尔实验室的“家”——彼时拥有 46 年历史的贝尔实验室大楼。

虽然此后阿朗向大众表示，贝尔实验室依然存在并且是阿朗“最重要的研发力量和最具前瞻性的研发机构”，但我们都知道，这时的贝尔实验室早已不是当初的“贝尔实验室”了。

卖了贝尔实验室大楼的阿朗也没有撑几年，2016 年诺基亚以 166 亿美元收购了阿朗，贝尔实验室也因此辗转到了诺基亚名下。

从 AT&T 到朗讯到阿朗再到诺基亚，贝尔实验室在颠沛流离中已是“名存实亡”，如今在这个如雷贯耳的大名之下，它只是一个小研究机构，更遑论曾经的荣耀。

贝尔实验室的“遗产”

但毋庸置疑的是，曾经辉煌过的贝尔实验室还是留下了很多“遗产”。

从中走出来的科学家们至今共获得了 9 项诺贝尔奖，使贝尔实验室被誉为“诺奖的摇篮”，而今年“龙书”作者更是增加了图灵奖的获奖次数至 5 次：

贝尔实验室走出的诺贝尔奖得主：

1937 年：由于证明了物质的波动性质，Clinton J. Davisson 获得了诺贝尔物理学奖。

1956 年：John Bardeen、Walter H. Brattain 和 William Shockley 因发明了第一批晶体管，获得了诺贝尔物理学奖。

1977 年：Philip W. Anderson 因 “对磁性和无序体系电子结构的基础性理论研究”，获得诺贝尔物理学奖。

1978 年：Arno A. Penzias 和 Robert W. Wilson 因发现宇宙微波背景辐射获得诺贝尔物理学奖。

1997 年：朱棣文（美籍华裔）因在激光冷却和“捕获”原子的研究中取得的巨大突破获得诺贝尔物理学奖。

1998 年：Horst Störmer、Robert Laughlin 和崔琦（美籍华裔）因发现和解释了分数量子霍尔效应被授予诺贝尔物理学奖。

2009 年：Willard S. Boyle 和 George E. Smith 因发明半导体成像器件电荷耦合器件共同获得诺贝尔物理学奖。

2014 年：Eric Betzig 因为对发展超分辨率荧光显微镜做出的卓越贡献获得了诺贝尔化学奖。

2018 年：Arthur Ashkin 因发明了光镊技术获得了诺贝尔物理学奖。

贝尔实验室走出的图灵奖得主：

1968 年：Richard Hamming 因在计数方法、自动编码系统、检测及纠错代码方面的贡献被授予图灵奖。

1983 年：Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 因开发 UNIX 操作系统和 C 语言获得图灵奖。

1986 年：Robert Tarjan 和 John Hopcroft 因在“算法和数据结构的设计与分析”的贡献获得图灵奖。

2018 年：Yann LeCun、Yoshua Bengio 与 Geoffrey Hinton 因在深度学习方面的贡献获得图灵奖。

2021 年：Alfred Aho 和 Jeffrey Ullman 因在编译器方面的贡献被授予图灵奖。

除了以上这些诺奖和图灵奖得主，贝尔实验室还培育出了一大批著名科技人才：C++之父 Bjarne Stroustrup、纽约谷歌搜索负责人 Corinna Cortes、开发统计编程语言 S （R 语言前身）的 John McKinley Chambers、Fortran 77 编译器的首个作者 Stuart Feldman ......

这些人的成就为已经没落的贝尔实验室更添一丝传奇色彩。巅峰时期的它，无论放在过去还是现在都无人可以匹及。敢说改变人类命运的实验室没有几个，但贝尔实验室绝对名列前茅，可它却最终败给了现实，实在令人惋惜与唏嘘。