Fatos de William Shockley


Físico William Shockley (1910-1989) compartilhou o Prêmio Nobel de Física de 1956 por ter inventado o transistor. Ele também esteve envolvido no tópico controverso da base genética da inteligência.<

William Shockley foi um físico cujo trabalho no desenvolvimento do transistor levou a um Prêmio Nobel. No final dos anos 50, sua empresa, a Shockley Transistor Corporation, fazia parte de uma indústria em rápido crescimento, criada como resultado direto de suas contribuições para o campo. Shockley compartilhou o Prêmio Nobel de física de 1956 com John Bardeen e Walter Brattain, ambos colaborando com ele no desenvolvimento do transistor de contato pontual. Mais tarde, Shockley se envolveu em um tema controverso para o qual não teve nenhum treinamento especial, mas no qual se interessou avidamente: a base genética da inteligência. Durante os anos 60, ele argumentou, em uma série de artigos e discursos, que as pessoas de ascendência africana têm uma capacidade mental geneticamente inferior quando comparadas àquelas de ascendência caucasiana. Esta hipótese tornou-se tema de intenso e acrimonioso debate.

William Bradford Shockley nasceu em Londres, Inglaterra, em 13 de fevereiro de 1910, para William Hillman Shockley, engenheiro de mineração americano, e May (Bradford) Shockley, pesquisador mineral. Os Shockleys, que viviam em Londres em uma missão comercial quando William nasceu, retornaram à Califórnia em 1913. Shockley não entrou no elementar

escola na idade habitual, no entanto, porque, como ele disse ao Homem do Espaço Shirley Thomas, “meus pais tinham a idéia de que o processo educacional geral não era tão bom quanto seria feito em casa”. Como resultado, ele não estava matriculado em escolas públicas até que tivesse atingido a idade de oito anos.

O interesse de Shockley pela física desenvolveu-se cedo, inspirado em parte por um vizinho que ensinava o assunto em Stanford e pelo treinamento e encorajamento de seus próprios pais. Quando completou seus estudos secundários na Academia Militar de Palo Alto e na Hollywood High School aos 17 anos de idade, Shockley havia assumido seu compromisso com uma carreira na Física. Shockley e seus pais concordaram que ele deveria passar um ano na Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) antes de cursar o Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), onde obteve o bacharelado em física em 1932. Ofereceu uma bolsa de ensino no Massachusetts Institute of Technology (MIT), Shockley ensinou enquanto trabalhava em sua tese de doutorado, “Calculations of Wave Functions for Electrons in Sodium Chloride Crystals”, pela qual recebeu seu Ph.D. em 1936. Shockley disse mais tarde a Thomas que esta pesquisa em física de estado sólido “levou a minhas atividades subseqüentes no campo dos transistores”

A graduação do MIT, Shockley aceitou uma oferta para trabalhar nos Laboratórios Bell Telephone em Murray Hill, Nova Jersey. Um fator importante nessa decisão foi a oportunidade que lhe deu de trabalhar com Clinton Davisson, que iria ganhar o Prêmio Nobel de Física de 1937 por provar a teoria de Louis Victor de Broglie de que os elétrons assumiam as características das ondas. A primeira tarefa de Shockley na Bell foi o desenvolvimento de um novo tipo de tubo de vácuo que serviria como um amplificador. Mas, quase assim que chegou a Bell, ele começou a pensar em uma abordagem radicalmente nova para a transmissão de sinais elétricos usando componentes de estado sólido em vez de tubos de vácuo convencionais. Naquela época, os tubos de vácuo constituíam o núcleo dos dispositivos de comunicação, como o rádio, porque tinham a capacidade de retificar (criar uma corrente unidirecional) e multiplicar os sinais eletrônicos. Eles têm uma série de sérias desvantagens práticas, porém, pois são relativamente frágeis e caros, e têm vida útil relativamente curta.

Em meados dos anos 30, os cientistas da Bell tinham começado a pensar em alternativas aos tubos de vácuo nos sistemas de comunicação, e em 1939, Shockley estava fazendo experiências com materiais semicondutores para conseguir essa transição. Semicondutores são materiais como silício e germânio que conduzem uma corrente elétrica muito menos eficiente do que condutores como prata e cobre, mas mais eficiente do que isoladores como vidro e a maioria dos tipos de plástico. Shockley sabia que um semicondutor, galena, havia sido usado como retificador nos primeiros aparelhos de rádio, e sua experiência em física de estado sólido o levou a acreditar que tais materiais poderiam ter uma aplicação ainda mais ampla em novos tipos de dispositivos de comunicação.

A pesquisa limitada que Shockley foi capaz de concluir sobre este conceito de condutores alternativos não teve sucesso, em grande parte porque os materiais à sua disposição na época não eram suficientemente puros. Em 1940, a guerra era iminente, e Shockley logo se envolveu na pesquisa militar. Seu primeiro trabalho envolveu o desenvolvimento de equipamentos de radar em uma estação de campo Bell em Whippany, Nova Jersey. Em 1942, ele se tornou diretor de pesquisa do Grupo de Pesquisa de Operações de Guerra Anti-Submarina da Marinha dos EUA na Universidade de Columbia, e serviu como consultor do Secretário de Guerra de 1944 a 1945.

Em 1945, Shockley retornou ao Bell Labs como diretor de seu programa de pesquisa em física de estado sólido. Juntamente com John Bardeen, um físico teórico, e Walter Brattain, um físico experimental, Shockley voltou ao seu estudo de semicondutores como meio de amplificação. Após mais de um ano de testes fracassados, Bardeen sugeriu que o movimento da corrente elétrica estava sendo dificultado por elétrons presos dentro da camada superficial de um semicondutor. Essa sugestão fez com que a equipe da Shockley suspendesse temporariamente seus esforços para construir um dispositivo de amplificação e, em vez disso, se concentrasse em melhorar sua compreensão da natureza dos semicondutores.

Até 1947, Bardeen e Brattain haviam aprendido o suficiente sobre semicondutores para fazer outra tentativa de construir o dispositivo Shockley. Desta vez, eles foram bem sucedidos. Seu dispositivo consistia de um pedaço de germânio com dois contatos de ouro em um lado e um contato de tungstênio no lado oposto. Quando uma corrente elétrica era introduzida em um dos contatos de ouro, ela aparecia de uma forma muito amplificada do outro lado. O dispositivo recebeu o nome de transistor ( para trans fer re sistor ). Mais especificamente, foi chamado de transistor de contato pontual por causa dos três contatos metálicos utilizados nele.

O primeiro anúncio do transistor apareceu em um pequeno artigo na edição de 1 de julho de 1948 da revista New York

Times. Poucos leitores tinham a mais vaga noção do impacto que o dispositivo do tamanho de uma unha teria sobre o mundo. Alguns meses depois, Shockley propôs uma modificação do transistor de contato pontual. Ele sugeriu o uso de uma camada fina de semicondutor tipo P (na qual a carga é transportada por furos) colada entre duas camadas de semicondutor tipo N (onde a carga é transportada por elétrons). Quando Brattain construiu este dispositivo, agora chamado de transistor de junção, ele descobriu que ele funcionava muito melhor do que seu predecessor de contato pontual. Em 1956, o Prêmio Nobel de Física foi concedido conjuntamente a Shockley, Bardeen e Brattain por seu desenvolvimento do transistor.

Shockley deixou a Bell Labs em 1954 (algumas fontes dizem 1955). Na década seguinte, ele atuou como diretor de pesquisa do Grupo de Avaliação de Sistemas de Armas do Departamento de Defesa, e como professor visitante na Caltech em 1954-55. Ele então fundou a Shockley Transistor Corporation para transformar seu trabalho sobre o desenvolvimento do transistor em vantagem comercial. A Shockley Transistor foi mais tarde incorporada à Beckman Instruments, Inc., e depois à Clevite Transistor em 1960. A empresa foi desativada em 1968.

Em 1963, Shockley iniciou uma nova carreira, aceitando uma nomeação na Universidade de Stanford como seu primeiro professor Alexander M. Poniatoff de Engenharia e Ciências Aplicadas. Aqui ele se interessou pela genética e as origens da inteligência humana, em particular, a relação entre a raça e o Quociente de Inteligência (QI). Embora ele não tivesse formação em psicologia, genética ou qualquer campo relacionado, Shockley começou a ler sobre estes tópicos e formular suas próprias hipóteses. Usando dados extraídos principalmente dos testes de QI pré-indução do Exército dos EUA, Shockley chegou à conclusão de que o componente genético da inteligência de uma pessoa era baseado na herança racial. Ele propôs que as pessoas de ascendência africana eram inerentemente menos inteligentes do que as da linhagem caucasiana. Ele também supôs que quanto mais “genes brancos” uma pessoa de ascendência africana carregava, mais sua inteligência correspondia à da população branca em geral. Ele acendeu mais controvérsia com sua sugestão de que indivíduos inferiores (aqueles cujo QI era inferior a 100) fossem pagos para serem submetidos à esterilização voluntária.

As implicações sociais das teorias de Shockley foram, e ainda são profundas. Muitos estudiosos consideravam toda a análise de Shockley como falha, e rejeitaram suas conclusões. Outros ficaram indignados porque tais opiniões foram até mesmo expressas publicamente. Educadores apontaram o significado dessas teorias para seu campo, um ponto perseguido pelo próprio Shockley quando argumentou que programas compensatórios para negros estavam condenados por causa de sua inerente inferioridade genética. Por vários anos, Shockley pôde contar com o fato de que seus discursos seriam interrompidos por boos e cataclismos, desde que eles fossem permitidos.

Durante sua vida, Shockley recebeu muitas honras, incluindo a Medalha de Mérito dos EUA em 1946, o Prêmio Morris E. Liebmann do Instituto de Engenheiros de Rádio em 1951, o Prêmio Comstock da Academia Nacional de Ciências em 1954, e a Medalha de Ouro do Instituto de Eletricidade e Eletrônica em 1972 e sua Medalha de Honra em 1980. Ele foi nomeado para o Hall da Fama do Inventor Nacional em 1974. Shockley permaneceu em Stanford até a aposentadoria em 1975, quando foi nomeado Professor Emérito de Engenharia Elétrica. Em 1933, Shockley se casou com Jean Alberta Bailey, com quem teve três filhos, Alison, William e Richard. Após seu divórcio em 1955, Shockley casou-se com Emily I. Lanning. Ele morreu em São Francisco em 11 de agosto de 1989, de câncer de próstata.

Leitura adicional sobre William Shockley

McGraw-Hill Modern Scientists and Engineers, Volume 3, McGraw-Hill, 1980, pp. 111-12.

The Inventive Americans, National Geographic Society, 1971, pp. 209-16.

Thomas, Shirley, Men of Space, Volume 4, Chilton Books, 1962, pp. 170-205.

H. W. Wilson, 1987, pp. 962-64.


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