一个民营的实验室是怎样改变了现代电子！

这段时间我一直在想，中国最有创新力的地方是哪里。华为？这个高科技民营企业是中国人的骄傲，也是大批学子向往的地方，但从华为所从事的工作来看，又觉得他是一个高智商版本的富士康；是展讯、全志等无晶原厂商？也不是，核心都是回到ARM的内核上来；是中芯国际这样的代工厂，但看到他最近才上28nm，这还是在高通和IMEC等的支持下，才勉强的达到的成绩，跟Intel、三星、格罗方德比，还是落后很多，就算是跟同为华人的***台积电比，也是捉襟见肘。回到倾全国之力而打造的中科院，研究成果也不外如是。究竟我们国家的高科技都在哪里？有时候我也不知道怎么探究！这反而然我想起了国外的一个闻名遐迩的实验室——贝尔实验室。这一个民营的实验室是怎样改变了现代电子！

首先介绍一个贝尔实验室的简史，1925年，当时AT&T总裁华特·基佛德（Walter Gifford）收购了西方电子（Western Electric）公司的研究部门，成立了一个叫做“贝尔电话实验室公司”的独立实体。AT&T和西方电子各拥有该公司的50%。

贝尔实验室的工作可以大致分为三个类别：基础研究，系统工程和应用开发。

在基础研究方面主要从事电信技术的基础理论研究，包括数学、物理学、材料科学、行为科学和计算机编程理论。

系统工程主要研究构成电信网络的高度复杂系统。

开发部门是贝尔实验室最大的部门，负责设计构成贝尔系统电信网络的设备和软件。

在AT&T时期，贝尔实验室的研发经费主要来自美国民众缴纳电话费的附加税，所以美国人不需花很多钱就可取得贝尔实验室的专利技术授权，分享贝尔实验室的研究成果。

1984年以后，按照美国政府分拆AT&T的协议，从贝尔实验室中分区成立了Bellcore。Bellcore为分拆后的一系列小贝尔公司统一提供研究开发的服务。

1996年，贝尔实验室以及AT&T的设备制造部门脱离AT&T成为朗讯科技。AT&T保留了少数研究人员成为其研究机构：AT&T实验室。贝尔实验室现在属于法国阿尔卡特朗讯（Alcatel-Lucent）公司。

贝尔实验室的研究成果

自 20 世纪很长的一段时间以来，它就是世界上数一数二的创新科学机构。在其所取得的科学创新成就中，晶体管肯定是最值得注意的一个。晶体管发明于 1947 年，它是构成数字电子产品和其各种衍生物的基本元件。这些小小的元器件能完成不同任务，其中最基本的一种就是放大电子信号。只要很小的电触，晶体管就能从开状态切换到关状态。这一特性可以有效地用来表示比特信息，也就是数字的 1 和0。手机和电脑设备正是依靠集成电路板上数以十亿计的晶体管才得以运行。

贝尔实验室还取得过众多其他的成就，其数目令人难以置信。太阳能硅光电池——所有太阳能设备的先驱，也是在贝尔实验室发明的。该项目的两位研究员获得了激光发射器的首个专利，项目组的同事们则创建了很多早期的原型设备。（每个 DVD 播放器都有一个激光发射器，大概有一粒米的大小，很类似于贝尔实验室的发明。）

贝尔实验室创立并开发了首个通信卫星；创建并开发了数字通讯技术；以及首个蜂窝式电话系统。所谓的电荷耦合器件（CCD），也是在贝尔实验室发明，该技术是当今数字成像技术的基石。

贝尔实验室还构建了首个光纤系统，随后发明并普及了千兆级数字传输，给全球的网络提高了速度。在计算机编程领域，贝尔实验室也不是弱者，其计算机科学家开发了 Unix 系统和C语言，这些技术成为现今主流操作系统和计算机语言的基础。

1999年肯·汤普逊（左）和丹尼斯·里奇因开发C语言和 Unix 操作系统一起获得了美国国家技术奖，克林顿授奖。

上述仅仅是其中一小部分技术成就。贝尔实验室的一些研究员撰写的论文，显著拓展了物理、化学、天文学、数学的学术疆域。其他贝尔实验室的工程师则致力于创建非凡的新工艺（而不是新产品），以供其母公司（AT&T）的生产厂房使用。实际上，“质量控制”——一种在全球工业范围内广泛使用的统计分析方法，用以保证生产高质量产品——最初也是由贝尔实验室的数学家提出应用的。

为什么贝尔实验室具有那么强的创造力

我们应当如何解释这种现象？一小部分在新泽西工作的贝尔实验室的科学家和工程师，在相对较短的时间内，产生了多得难以置信的新技术和理念。他们当时创造的未来，就是我们生活的现在。这肯定不是偶然或者幸运。这些人肯定是知道点儿什么才能做到这一点。但是他们知道的是什么呢？

在贝尔实验室，创新文化的主要负责人是 Mervin Kelly。也许你没听过 Kelly 先生的名字。他出生在密苏里的乡下的一个工人家庭，曾就读于芝加哥大学，主修物理。他大学毕业后加入了 AT&T公司。在 1925 年至 1959 年间，他受雇于贝尔实验室，从研究员一直做到董事会主席。1950年，他在欧洲做巡回演说，向听众解释贝尔实验室如何运作。

他的基本信条是：一个“创新科技研究所”——正如他拥有的贝尔实验室那样，需要足够多的天赋异禀的人不断地交换思想。但是真正要创新，这些还不够。Kelly 先生坚信面对面交流的重要性。通过电话交换思想？不行！他故意把贝尔实验室的思想者和实践者集中在同一屋檐下。在晶体管开发项目中，有目的地将物理学家，冶金学家，电器工程师混合在一个项目组里，项目组中的每个人都各自是理论、实验或者制造领域的专家。像一个老练的交响乐指挥一样，Kelly 先生在科学定律之间，研究院和开发者之间，个人和团队之间游刃有余，时而寻找和谐，时而要求张力。

Mervin Kelly 管理方法的一个重要因素是通过建筑结构学！他亲自参与了新泽西茉莉山的一栋建筑的设计，该建筑于 1941 年正式投入使用。在那里，人与人的交流变得轻而易举。该建筑的部分走廊被设计得一眼望不到尽头。如果你想穿越这么长的走廊，而又想不遇到什么熟人，或者是不产生任何思考或者创意，这几乎是不可能的。一个物理学家穿过走廊去餐厅的过程，就仿佛一块磁铁通过一堆铁屑一样（总能吸引走廊周围的其他的人过来与之进行交流）。

他的管理方法的另一重要因素是树立明确的成功目标。人们往往把贝尔实验室戏称为象牙塔（科研学术机构）。实际上，把它称作“带地下工厂”的象牙塔才更加贴切。在贝尔，研究员和工程师都认可相同的终极成功目标：把新的思想转换为新的事物。朱棣文（奥巴马政府能源部长，1997年诺贝尔奖获得者）曾于 20 世纪 80 年代在贝尔实验室工作。他曾经提到，在像贝尔实验室这样的环境中进行应用科学研究，绝不会损害天才的本质，因为它关注的是你的思想。在贝尔实验室，即使是纯理论科学家，也能找到用武之地。

Kelly 先生推动贝尔实验室不断向前的管理方法的另一个因素是：组织机构学。他在电话生产制造工厂设立了贝尔实验室的专属卫星通信设备，以帮助更好地将实验室产生的思想转变为产品。而且，这种帮助不是单向的，而应该是双向。电话制造工厂的工程师也可以将他们从工人那里学来的经验和教训，反馈给实验室的研究人员。随着半个世纪以来，制造业逐渐朝美国以外迁移，随之也带走了一整套的工业生态知识。但是在过去，正是这些知识推动贝尔实验室不断向前，保持创新。

1964年世界博览会上展出的可视电话，因开发成本过高，失败了。

Kelly 先生相信自由的重要性，尤其是在科研方面。他手下的许多研究人员拥有如此之高的自主权，以至于项目进度拖后了长达数年，Kelly 都没有意识到。举个例子，最早是他挑选了一队研究员成立了半导体项目组。当最后半导体被发明出来的时候，其实项目已经延期两年了。随后，他设立了另一个研究小组，主要负责半导体的批量生产。他把这个任务委托给了其中的一个工程师，指示他做出计划，随后他就告诉这个工程师，自己即将去欧洲出差了，项目由这个工程师全权负责。

总之，他信任别人，任由他们去创造。他也信任他们能帮助更多人进行创造。对于他来说，让贝尔实验室充斥着一群科学家模范（他们被称作“写书人”。实际上，这些顶尖科学家确实为各自的学科撰写科学专著），这是非常必要的。但是，能让这些人在日常工作中相互融合，则更加重要。在现代窗格式办公时代之前，贝尔实验室的雇员都得到指示：办公时打开自己办公室的门。

被难题缠身的菜鸟员工，惶恐不安的无名小辈，他们在贝尔都有自己的导师，这些导师可都与那些“写书人”和大牛一起工作，关系密切。一些贝尔实验室的新员工往往对此感到震撼，因为他们被告知可以向著名的数学家，诸如 Claude Shannon，或者传奇物理学家 William Shockley 直接提出自己的疑问。而且，贝尔实验室的策略是，大牛们不允许回避菜鸟们提出的问题。

还有一条 Mervin Kelly 创新策略的重要因素，这个因素十分重要，甚至可以说比其他的因素更重要一些。Kelly 先生是个言行都雷厉风行的人，上下楼梯都用小跑。但是他不仅给他的研究员自由，还给他们宽松的时间。大量的时间——长达数年的时间，去追求他们认为必要的东西。不过有人会认为，在当今更快，更具竞争性的时代，这种策略并不可行。或者也有人会反对，说这与创新的原因毫不相关，因为贝尔实验室（不像现今的高科技公司）有来自母公司的近乎奢侈的财政支持，其母公司（AT&T）在市场占有垄断地位。贝尔实验室没有人需要追着实现四个季度的财政指标，也没有人需要比竞争对手更快地推出新产品。

那么，我们为了追求的创新，需要真正做到哪些东西呢？根据创新一种定义：创新是一件重要的产品或过程，能在较大范围内部署，并对社会和经济有重要的影响。该产品或过程能够更好、更廉价、或者二者兼得（Kelly 先生曾经如此定义）地完成工作。遗憾的是，我们现在几乎用这个标准描述所有事物。它可以用来描述一个智能手机应用，或者一个社会化媒体工具；也可用来描述半导体，或者蜂窝电话系统的设计蓝图。这些东西之间差异巨大。某种创新也许只能为社会带来一小部分的工作机会和有限的收入，然后，Kelly 先生和他在贝尔实验室的同事们不断地寻找，发现的那种创新却为社会带来了百万计的工作机会，并创建了一个持久的平台，来为社会谋求财富和幸福。

将这些不同种类的创新合并在一起，似乎给我们提出了一种观点：小规模追求利益的企业发明出创新性质的消费产品，其作用与那些老牌的创新组织（如贝尔实验室）一样有效。但是历史并不支持这样的观点。贝尔实验室发明了激光、半导体、太阳能硅光板，这些发明并不是单一为了追求经济利益，而是追求一种理念。而且，他们创造出来的不仅仅是新产品，而是前所未有的，并且有利可图的，新的工业。

世上并没有一种所谓最好的创新方式。硅谷的创新方法所制造出来的利润滋润了美国数十年之久。所以企望时代能逆转到大工业垄断时代，这是非常荒谬可笑的。今天的电信行业欣欣向荣，用户购买新设备和服务的能力惊人，而且无孔不入。由目前的情况来看，传统的电话公司固步自封是不太可能存活的。尽管拥有世界上最具创新精神的实验室，AT&T推出新产品和服务的速度都很慢，而且成本也不低。正如《时代周刊》曾经指出的那样，“极少的公司更加保守，没有公司更加创新。”

通过回顾贝尔实验室做出的诸多贡献，让我们明白，不能将科技上的小步迈进误以为是重大的科技变革。还让我们认识到，不论 Facebook 的坚持的“快速向前，不断突破”，还是 Google 崇尚的“以合理的速度发展”，都不是我们追求创新的唯一途径，甚至都不是最好的途径。革命性的变革发生得很快，但是其影响却要很长时间才能消退。在很大程度上，我们还是从我们承担的风险中获利，并需要财政支持才能开展研究，这些情况甚至比半个世纪之前更甚。

贝尔实验室走向没落

随着职员接二连三的离开，物理学家们声称，曾经标志性的贝尔实验室最终离开了基础科学研究。

根据《自然》杂志的一篇在线新闻报道，目前只剩下4位科学家在贝尔实验室位于新泽西州的基础物理部工作。其他人要么选择了离开，要么被重新分配到公司的其他部门。Ronen Rapaport去年夏天离开了贝尔实验室，在以色列耶路撒冷希伯来大学谋求到一个职位，他说，“四个人称不上一个基础研究小组，只能算一个单一项目。”

不过，来自贝尔实验室母公司阿尔卡特朗讯（Alcatel-Lucent）的负责人称，关于贝尔实验室“死亡”的报道很夸张。贝尔实验室研究副主任Gee Rittenhouse表示，基础科学仍在，只是不再是物理方向。他说，“我们已经将基础研究转变到包括数学、计算机科学、网络以及无线。”

建立于1925年的贝尔实验室一度被认为是全世界物理方面最卓越的产业实验室。在那里，晶体管和激光等发明不断获得诺贝尔奖。这些早期工作大部分都是由实验室当时的母公司AT&T资助的，该公司垄断美国电讯行业半个世纪之久。不过随着贝尔实验室在1996年被迫纳入朗讯科技旗下以及2001年电信设备需求大幅下降，实验室的情况迅速恶化。

在裁员压力下，2002年，贝尔实验室的声誉又大受打击。它的“明星”研究人员Jan Hendrik Schön被发现在大量论文中伪造数据。尽管一些人坚信，随着2006年朗讯与法国阿尔卡特公司合并，贝尔实验室将会转运，但事实却并非如此。阿尔卡特朗讯6个季度连续亏损，股票价值大减，公司董事长和CEO双双宣布辞职。

母公司的麻烦统统都反映在了贝尔实验室上。实验室职员级别减少，一些大楼被卖给了房产投资商，今年二月，贝尔实验室还关闭了一台档次最高的硅制造设备。

考虑到严酷的前景，许多科学家开始寻找新的工作，以避免可能的裁员。在动荡过后，有大约30名物理学家组成的精英小团体仍然坚守在基础研究领域，但现在，这些人中的大多数也已经选择离开，寻求更加稳定的工作。美国国家标准化与技术研究所（NIST）的Vladimir Aksyuk曾是贝尔实验室的访问学者，他说，“公司已经不再能够支持研究了。在走廊里随便看看，有一大堆的空屋子。”

Rittenhouse没有否认，贝尔实验室关注的焦点已经发生了变化。不过，他表示，贝尔的研究需要与公司的需求相结合。2002年，朗讯已经将公司的半导体商业部分分离出去，从那时起，它的商业需求就不再是材料科学，而是转向网络。Rittenhouse说：“我们不得不调整物理研究组的重心。”除量子计算外，阿尔卡特朗讯现有的约850名研究者继续在高速电子学、微机械电子设备领域从事研究工作。“我们仍然能做好的科研，”他说。

不过对于Rapaport这样的物理学家而言，风平浪静的日子已经结束了。他从阿尔卡特朗讯带出的股票已经贬值得不成样子，以至于他都不愿意操心卖掉它们。“我可以把它们贴在墙上，作为对贝尔实验室的纪念。”

虽然贝尔实验室今天已经式微了，但其创造出来的成果仍然在改变着全球人民的生活，推动技术进步。这时我不禁想，中国为什么就出不了属于自己的贝尔实验室，而美国却在1925年就开始了那么波澜壮阔的技术攻坚，就快一百年过去了，中国连1925年的美国的追不上，谈何中国梦？诚然，在这波互联网创业高潮中，以BAT为首的企业已经走进了全世界人民的眼球，开拓出了甚至是美国人都不能创造的成果，但这是否代表中国真的崛起了？在基础研究方面，中国又能怎么跟别人去角力呢？然而，我也不知道！