20 世纪 40 年代，计算机的开关装置还在使用机械继电器，它那连续开合的声音就像货运列车那样咔咔作响。到 20 世纪 50 年代，真空管取代了机械继电器。但真空管在技术上走进了死胡同，它们不可能再小了，而且由于它们会发热，彼此之间必须间隔一定的距离。因此，早期的计算机都像患了象皮病一样，看起来臃肿无比。

到 1960 年，研究固态元件的物理学家为计算机世界引入了一种全新的器件。这种使人们将真空管弃之如敝屣的东西叫作晶体管。晶体管是一小片惰性晶体，具有有趣的电气特性，一面世即被视为一项革命性技术发明。其发明者约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利因为这项技术创新，于 1956 年获得诺贝尔物理学奖。

晶体管的意义绝不仅仅在于淘汰了另一项技术，它是量子物理学应用方面的一系列实验的结晶，最终将计算机从工程师和科学家专用的巨型计算机变成像电视机一样可以随意购买的商品。作为一项技术突破，它不仅使得 20 世纪 60 年代微型计算机得以面世，还促使 20 世纪 70 年代个人计算机革命得以爆发。

1947 年圣诞节的前两天，巴丁和布拉顿完成了“20 世纪的重大发明”。但要想理解那年冬天在美国新泽西州默里山问世的晶体管的真正意义，我们还得说到多年以前的研究。

晶体管的发明

20 世纪 40 年代，约翰·巴丁和威廉·肖克利研究的是与晶体管风马牛不相及的领域。关于锗与硅等化学元素的晶体在电场中表现出来的行为，量子力学方面的实验得出了一些奇怪的预测（后来被证实）。这些晶体无法归为绝缘体或导体，于是它们被称作半导体。半导体有一个让电气工程师欣喜若狂的特性——可使电流只朝一个方向流动而不朝另一个方向流动。电气工程师很快就利用了这一特性，他们用这种晶体的薄片对电流进行整流，使交流电变为直流电。被称作晶体管机的早期收音机是最早使用晶体整流器的商品。

晶体整流器是一件神奇的东西，虽然它只是一个没有任何活动部件的固态装置，却能做一些很有用的工作。然而，除了整流它什么也做不了。所以，另一种东西很快便几乎完全取代了晶体整流器。那就是李·德·福里斯特发明的三极管——一种让收音机大放异彩的真空管。三极管的用途比晶体整流器要多得多，它能放大通过的电流，还能利用较弱的次级电流改变从它的一极流向另一极的强电流。三极管的发明是电力与逻辑“联姻”过程中的重要一步，而这种以一种电流来改变另一种电流的能力，对 EDVAC 类计算机的设计至关重要。当时，有研究者认为，三极管的主要应用在于电话继电电路方面。