עמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > מערכות תקשורת
ספרית מעריב


תקציר
מעבדות בל, שלוחת המחקר של חברת הטלפון והטלגרף האמריקנית (AT&T), נותנות קרקע פורייה מאין כמוה לתגלית ולהמצאה. כמה מהחוקרים בה קיבלו פרסי נובל על המצאותיהם.



מעבדות בל


משום-מה, המלים שפתחו את עידן המידע אינן מרשימות כמו "אאורקה!" - ובכל זאת הן ראויות למקום משלהן בהיסטוריה: "לעסק הזה יש הגברת זרם!"

את המלים האלה, זוכר אחד העוזרים במעבדה, צעק פתאום וולטר ברטיין בדצמבר 1947, במכון המחקר היוקרתי והלא שגרתי הקרוי מעבדות הטלפון ע"ש בל במארי היל שבניו-ג'רזי. ה"עסק" שבו טיפל ברטיין היה גביש לא לגמרי טהור של גרמניום, מין מוליך-למחצה. והוא הגביר את הזרם החשמלי שעבר בו.

ברטיין הבין מיד מה עלה בידו להשיג בשתי שנות עבודה. הוא מיהר להתקשר לעמיתיו, ויליאם שוקלי וג'ון בארדין. ב-23 בדצמבר 1947 הציגו שלושת הפיסיקאים את ההתקן המוליך-למחצה הראשון, המסוגל למלא את מקומה של שפופרת הריק: הטרנזיסטור. כאן נפתח הסכר למבול של המצאות, העתידות לשנות את חייו של כל אדם ואדם עלי אדמות. השלושה זכו בפרס נובל לפיסיקה.

אבל זה לא היה פרס נובל הראשון בתולדות מעבדות בל - ולא האחרון. מאז 1925, כשהוקמה שלוחת המחקר הזו של חברת הטלפון והטלגרף האמריקנית (AT&T) נתגלו מעבדות בל כקרקע פורייה מאין כמוה לתגלית ולהמצאה, וקיבלו בממוצע פטנט אחד ביום. אותן המצאות שינו את חיי כולנו לבלי הכר. טכנולוגיית בל מופיעה, כמובן, במערכות טלפון, אבל גם בסרטי קולנוע, בגלולות ויטמינים, בעץ לבוד, בטלוויזיה, במחשבים, בסטריאו ועוד.

מעבדות בל הגיעו לכל ההישגים הללו, בין השאר, משום שהן מעסיקות אלפי אנשים במחקר ובפיתוח. רובם עוסקים בפיתוח, באתרים בניו-ג'רזי ובמקומות אחרים. המחקר הבסיסי - בדיקה חופשית לחלוטין של אפשרויות, מעין זו שהוליכה להמצאת הטרנזיסטור - נערך בעיקר במארי היל. כאן צפון הסוד האמיתי של הצלחת מעבדות בל - לא רק הגודל, אלא בעיקר סביבת עבודה שאין דומה לה, בתעשייה או במדע.

שלא בדומה לרוב החברות, מעבדות בל מטילות את האחריות לניהול המחקר הבסיסי על מדענים ולא על אנשי עסקים. המנהלים האלה מתירים לעובדיהם לעשות ככל העולה על רוחם, בלי תאריכי יעד ובלי מכסות - "אנרכיה מאורגנת", כפי שתיאר זאת אחד מראשי מחלקות המחקר.

ושלא כמו רוב האוניברסיטאות, מעבדות בל מספקות את מלוא המימון, וכך החוקרים פטורים מן הצורך לכתת רגליהם בחיפוש אחר כספים. יתר על כן, מקום העבודה עצמו - קומות על גבי קומות של מדענים - הוא כור היתוך לרעיונות. בעולם האקדמי ייתכן שמדען לא ישמע על תגלית חשובה זו או אחרת בטרם יקשיב להרצאה בכינוס השנתי של אגודתו המקצועית. כאן קורה הדבר בדרך אגב, כחלק משגרת היומיום. לדברי הפיסיקאי הרולד סיידל: "ההזדמנות הטובה ביותר לבחון רעיון היתה ליד מיחם הקפה."

עוד דבר אחד מייחד את מעבדות בל: סבלנות. המחקר הטהור נע בדרכים שאין לצפותן מראש, רבות עיקולים ותפניות. תיתכן תגלית שאין בה מועיל כשלעצמה, למראית-עין, אולם היא מוליכה לתגלית אחרת, מועילה ביותר. קומאר פאטל, מנהל המחקר, אומר כי מעבדות תעשייתיות רבות מפריזות בהכוונת חוקריהן. "הן מחליטות בשלב מוקדם מדי מה הן רוצות לעשות," וכך חוסמות בפני עצמן דרכים אחרות.

הדרך העקלקלה שהוליכה אל הטרנזיסטור ממחישה את כוונת הדברים. קלינטון דייוויסין זכה בפרס נובל הראשון שהוענק לאיש מעבדות בל בשנת 1937 על ניסויים שערך ב-1927 לחשיפת טיבם של חלקיקים תת-אטומיים. עבודתו הוכיחה כי חלקיק זעיר של חומר, כגון האלקטרון, עשוי להתנהג כמו גל - עקרון-יסוד זר ומוזר של מכניקת הקוואנטים, שסייע כעבור עשרות שנים להבנת פעולתם של מוליכים-למחצה ולייזרים.

דייוויסון לא תכנן זאת כלל ועיקר: הוא ניסה רק להבין כיצד האלקטרונים מתנהגים בשפופרת ריק. שפופרות הריק היו חיוניות לרשתות הטלפונים למרחקים ארוכים שהקימה אז AT&T בקצב מזורז. האות הטלפוני נחלש במהלכו על פני מאות קילומטרים של תיל, ואפשר להגבירו ולשגרו הלאה בעזרת שפופרות ריק. אולם לשפופרת יש מגבלות משלה. היה נחוץ משהו טוב יותר. עבודתו של דייוויסון פיתתה פיסיקאי צעיר מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, ויליאם שוקלי, להצטרף אליו במעבדות בל. אחרי מלחמת העולם השנייה עמד שוקלי בראש קבוצת מחקר שכללה את ברטיין ובארדין. כמקובל במעבדות בל, הגדרת משימתם היתה רחבה: לבדוק את הפיסיקה של מוליכים-למחצה, שכמעט לא היתה מובנת אז.

שיתוף הפעולה ביניהם היה גם הוא אופייני למעבדות בל: שוקלי סיפק את התובנה התיאורטית, בארדין חיזק אותה במתמטיקה וברטיין העמיד את רעיונותיהם למבחן. אין פירושו שלא היו ניגודים בין השלושה. פיליפ פוי, עוזר המעבדה שהעלה על הכתב את קריאתו של בארדין באותו יום היסטורי, זוכר את בארדין כאיש נעים הליכות ומרוסן בכל עת. אולם שוקלי הקנטרן וברטיין הנוח לרגוז התקוטטו לעתים קרובות. פוי סיפר על אחת מישיבות המעקב שלהם:

"ברטיין עמד ושקשק שני מטבעות בכף ידו. זה מרט את עצביו של שוקלי. ברטיין אמר: 'אני לא יכול לחשוב אם אינני משקשק במטבעות.' שוקלי הוציא מכיסו שני שטרות של דולר ואמר לו: 'הנה, שפשף את אלה.'"

הטרנזיסטור שהמציאו השלושה, אשר היה קטן כל-כך וצרך חשמל מועט כל-כך לעומת שפופרות הריק, היה עתיד להוליד צאצאים זעירים ממנו לאין שיעור. עידן המוליכים-למחצה לא רק הביא מכשירי רדיו טרנזיסטור למאהלי בדואים, אלא גם שיגר את המחשב לחלל החיצון. הוא אף הוציא מכלל שימוש את הכלי ששירת את הצוות בחישובים שהביאו להולדתו - סרגל החישוב.

בתחילה היה קשה לרדת לסוף האפשרויות שנפתחו. אחרי ההודעה הרשמית על הטרנזיסטור, עורכי השבועון פופולר מכניקס הרהיבו עוז וניבאו הקטנה פי עשרים בממדי החומרה: "ייתכן שמחשבי העתיד יכילו רק אלף שפופרות ריק וישקלו אולי רק טון וחצי." עוצמת החישוב שבה מדובר מקננת כיום בשבב צורן שגודלו כציפורן הזרת, ומגולפים בו עשרות אלפי טרנזיסטורים.

כיום, בבנייני מארי היל שהיו בינתיים לתשלובת-ענק, אפשר למצוא במסדרונות הסבוכים את חזיתות הקדמה של שנות השמונים והתשעים. מכלי חנקן נוזלי פזורים פה ושם. על דלתות המעבדות תמצאו קריקטורות בדיוניות ושלטים המזהירים מפני לייזרים בפעולה. בכמה חדרים זוהר אור רפאים צהבהב שאינו נקלט בחומרים הרגישים לאור. במסדרונות פזורים, ברווחים קבועים, זרנוקי כיבוי ומסיכות חמצן, שמא ייפלט איזה חומר רעיל. זה שיפור של ממש; אמצעי הזהירות היו דלים לאין ערוך בימי המצאת הטרנזיסטור: מסופר שאז היו צינורות הניקוז העשויים עופרת יוצאים מכלל שימוש אחת לכמה חודשים, משום שהחוקרים נהגו לשפוך חומצות לכיורים.

חדר אחד לא השתנה רבות מאז ועד היום: התא האנאכוני, הקרוי גם "החדר השקט". גלי הקול גוועים בחדר הזה. הם אינם ניתזים מעל הקירות כהדים, כמו בחדר רגיל, אלא נספגים ברפידות הקירות, הרצפה והתקרה, כמו מחט בערימת שחת. כה רב השקט השורר בסביבה הזו הטהורה מקול, עד כי המבקר יכול לשמוע את הלמות לבו, ושם נבדקות מערכות קול העתידות לכלול טרנזיסטורים או מחשבים.

מדענים רבים חששו פן יאבדו מעבדות בל את עצמאותן ב-1984, כשנאלצה AT&T להיפרד מן המונופולין שהיו לה על מערכות הטלפון של ארצות-הברית, ולהתחיל להתחרות בשוק. ואכן חלו שינויים, אולם שטף מאמרי המחקר הנובע מן המעבדות לא פחת. מסתבר ש-AT&T ממשיכה להאמין כי אוצרות גנוזים ממשיכים להתחבא מעבר לעיקוליה של דרך התגלית הנפתלת.

הטרנזיסטור הקל, למשל, על שיגור ציוד אלקטרוני לחלל, כמו רכבי הנחיתה על הירח ולווייני תקשורת - אלה האחרונים חשובים מאוד, כמובן, ל-AT&T. מעבדות בל עיצבו את לוויין התקשורת הראשון שהיה יעיל ממש, טלסטאר, ואת המשושות ששימשו לתקשורת עמו.

תוך כדי טיפולם באחת מאותן משושות הדומות לקרן הרמקול, גילו שני אסטרופיסיקאים ממעבדות בל – ארנו פנזיאס ורוברט וילסון - את הדיו של רגע הבריאה. הם לא הבינו זאת בשעתו; הם ידעו רק שהם קולטים רעש סטטי חזק מדי. הם בדקו את כל המערכות. הם מצאו שתי יונים שקיננו במשושה וגירשו אותן. אבל ב-1965 נאלצו השניים להסיק כי הרעש קיים בפני עצמו, כאות רדיו שמקורו בקרינת חום. כך עלה בידם לאמת תיאוריה שנויה במחלוקת - ולפיה היקום החל בהתפוצצות. החום שנקלט במשושה היה שריד מן המפץ הגדול.

כך זכו מעבדות המחקר, שהוקמו כדי לשפר מערכות טלפונים, בפרס נובל נוסף - על שקלטו את שיחת-החוץ המרוחקת ביותר בתולדות הזמן.

ביבליוגרפיה:
כותר: מעבדות בל
שם  הספר: מגלים וממציאים : משנים את פני עולמנו
עורך הספר: ניר, אריה
תאריך: 1991
הוצאה לאור: ספרית מעריב
הערות: 1. עורך המהדורה העברית:  אריה ניר.
2. תרגם מאנגלית: עמנואל לוטם.
3. עוזרת עריכה: חיה לנדא.
הערות לפריט זה:

1. הפריט לקוח מתוך הפרק "שדרים אלחוטיים".
2. מחבר: ג'ונתן ב' טורטלוט.

 


הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית