枪与半导体:上一场科技世界大战
2020-06-25 07:48

作者:陈文雅

修改:颜宇

对美国人来说,1961年4月12日是懊丧的一天。

当华盛顿还在睡梦中时,远在苏联的莫斯科广播电台就开端播映经典赤色歌曲《咱们祖国多么广阔广阔》——随后是一条轰动整个人类社会的布告:国际榜首艘载人宇宙飞船“东方号”,已由苏联发射。

27岁的苏联空军上尉加加林驾驭着飞船,花了1个小时48分钟,绕地球飞了一圈。全苏联的小学生、工人、和售货员都走出屋子,凝视着天空。随后,他们用20响礼炮、花海、一个广场的命名权、以及“苏联哥伦布”的称谓来欢迎新英豪。

但在太平洋的另一侧,却是咬牙切齿的美国人。

下午四点,肯尼迪总统到会了一场群情激愤的记者招待会,他无法供认:美国在载人航空上确实落了后。但懊丧而愤恨的美国人并不预备放过他。一位宇航局科学家握着拳头大声咒骂道,“肯尼迪下次竞选注定失利。”另一位宇航员对记者诉苦说:

只需两年前上面有人决议抓住搞,把人送上去的便是咱们。

熟知前史的美国人特别恼怒,由于他们还被自作自受的耻辱感围住——四十年前,正是在美国的协助下,苏联才完结了工业化。“没有咱们,他们只能出产马铃薯,应该让他们退回一事无成的废物。”一家美国新闻杂志写道。

面临恼怒的大众,肯尼迪的心情则含糊不清:“咱们将投身咱们能够抢先的范畴,这会为人类带来更久远的利益。”但回到白宫后,总统对他的内阁说:“咱们要创造一种在地球上进行,对咱们有利的比赛。”

一场影响整个人类文明的比赛开端了。

01 挑战者之始

美国人的忧虑很有必要,由于在六十年代初,苏联与美国简直没有距离。

1960年,苏联的核潜艇下水试航,其把握了一亿吨级的核兵器和洲际导弹、后来又有了能把卫星和人送上太空的火箭。美国的物理学家们还发现,在新式的电子和计算机工业上,苏联人的脚步跟得更紧。

早在1946年,美国推出了榜首台数字电子计算机ENIAC,这台机器每秒能完结5000次运算,但只能接连作业20小时。四年后,苏联人创造的MESM运算才能尽管略胜一筹,但由于减少了65%的电子管,耐用性却更好。

苏联榜首台计算机MESM

1955年,美国贝尔实验室研发出国际榜首台全晶体管计算机TRADIC。四年后,苏联人也拿出了自己的晶体管计算机M-4,它的成功,相同依据根底科学研讨。在苏联科学家的尽力下——苏联晶体管的面世,只比美国晚了几个礼拜。

仇视阵营的追逐,让美国人在二战后再次感触到了压力。政府和学界在震动之后开端冷静下来,研讨苏联让美国相形见绌的原因。终究他们发现,美国在战前毫无保留的协助,苏联在战后以举国体系推动根底研讨,是协助苏联跃升第二强国的要害。

1928年的苏联,是一个站在战役废墟上的落后农业国。它的工业产值只相当于美国的八分之一,90%以上的播种依托畜力和人力,轻工业落后,重工业更是一片空白。

这意味着,苏联还停留在榜首次工业革命的水平。其领导人极度巴望完成箭步追逐,但这需求长时间的技能和资金堆集,他们终究挑选的方便途径是——依托本国进行资金堆集、外国技能完成沉淀。

为了筹措工业建造所需的资金,苏联采取了“以农补工”的方法,用农业集体化和工农业剪刀差,把农业的赢利转移到工业中,以及向外国出口粮食交换外汇。在1928年到1938年的两个五年方案里,苏联农业供应的资金,大体相当于同期国家固定财物出资的总额。

苏联用来开展工业的资金,是全国人民勒紧裤腰带省出来的。

但只要资金还不行,苏联还需求处理技能和设备的难题,放眼国际,美国是最先进的工业国,是苏联绝无或许绕过的外部援手。它对苏联的心情分外名贵而重要,在某种意义上,这是苏联经济重建的仅有时机。

走运的是,苏联得到了这个不能失掉的良机。站在今日回望,它简直是时局与国运的完美偶然,足以让人生出天佑苏联的感喟。

就其时而言,苏联尽管遭到政治上的孤立,但国际商贸却还能够自在流转。更为重要的是,就在苏联施行榜首个五年方案(1928-1932年)期间,国际爆发了全球性经济危机,美国刚好处在旋涡中心。

一侧是关于物资和技能的巨大需求,另一侧是产品、工程师和熟练工人的过剩供应。这种天造地设的供需联络,让美国和苏联都看到了国家级买卖的或许。

1929年,1123家美国公司与苏联签订了供货合同,紧随其后的是英国和德国。它的成果是在一五方案期间,苏联是国际上进口机器设备最多的国家,仅在1931年一年,美国出口的机器设备中,有50%卖给了苏联。

在对苏协助中,美国人的运送可谓毫无保留。

在苏联马格尼托格尔斯克钢铁厂的建造中,450名美国工程师日夜加班,制作了准确到每一个螺丝和螺母的建造图纸。用到的都是美国最新的观念与技能,这使得苏联马钢建成后,当即就成为了国际上最大最先进的钢铁企业。

那是一个创世纪般的建造年代,美国连绵不断的技能与设备输入,加上苏联整体民众大干快上的热心,一个又一个的纪录诞生了。

两个五年方案期间,苏联马格尼托格尔斯克、库兹涅茨、扎波罗热三大钢铁厂的全套设备与技能都来自于美国;闻名的斯大林格勒拖拉机厂,其设备基本上是从美国的拖拉机厂拆运拼装。构成苏联日后轿车工业结构的三大轿车厂,其蓝本彻底是美国福特轿车的翻版。

一切这些项目,都离不开美国的扶持。一五方案中,有两万名外国专家来到苏联,散布在从中心部分到工厂的、车间的一切范畴。明显,这关于一个在1928年文盲率达50%的国家来说,是比物资和设备更名贵的财富。

美国对苏联的协助,在国际技能转让史上可谓稀有。出于后来的仇视态势,它很少被美国提及,但它关于苏联的效果却难以言表——这等于手把手地教会了苏联怎么树立齐备的工业系统。

1933年1月,苏联一五方案提前完结,斯大林宣布说话:曩昔咱们没有钢铁工业,没有拖拉机工业、轿车工业……航空工业,现在咱们都有了。二战之后,他对美国驻苏联大使哈里曼的表达更直接:

“苏联一切的工业,有三分之二是在美国协助下建成的。”

02 通往“兴起”之路

1973年,美国学者萨顿出书了一本作品《静悄悄的自杀——美国对莫斯科的军事协助》。从书名就能够看出,美国人慌了。由于苏联站在欧洲榜首、国际第二的工业根底上,开端了特征的急进之路

在这条急进之路上,发生了一个重要且最简略被人疏忽的改动。那便是苏联的科技系统,现已从技能引进与消化的初级阶段,静悄悄地过渡到经过根底科学研讨、进行技能自我转化的正向循环上。

这种正向循环的效应,咱们能够从半导体物理范畴的开展中看出端倪。

进入30年代,苏联科学家开端在半导体物理方面获得巨大成就。出色的物理学家越飞,在那时便指出:半导体资料将是电子技能的新资料。他还在半导体的导电性研讨中提出“阻挡层”的概念——这是未来集成电路研讨的中心理论之一。

除了理论研讨,苏联还在工程实践中进行了广泛测验。乃至在20年代后期,就有科学家开端测验在硅资料外表设置触点,用半导体树立相似三极管的三电极系统。

这种在理论和工程实践中一同进行的研讨,需求的无外乎三个要素:安靖的国内环境、必要的工业堆集,由高层方针注重带来的资源投入。这些要素,在30年代的十年和二战后,苏联悉数做到了,其间的最终一条,至关重要。

关于一个刚刚完成工业化的国家来说,有意愿为根底研讨供应支撑,简直能够称为独具慧眼。在其时各国政府的遍及知道中,根底科研是一件费劲不讨好的工作——它耗资巨大,效果莫测,即便有研讨效果呈现,也纷歧定有实用价值。

但苏联领导人并不这样以为,他们亲眼目睹了美国技能在苏联工业化进程中的效果,懂得科技是榜首出产力的道理,更清楚技能进步的来历在哪里——没有法拉第,爱迪生就不会创造电灯;没有爱因斯坦不流畅难明的理论,原子弹就不会成为实际。

这种思维的主导下,苏联加大了关于根底科学的投入,在全苏范围内树立研讨所,由科学家和工程专家牵头,担任细分范畴内的研讨。而在教育一端,则是以特征的苏式学制对科技范畴进行人才供应。

苏联表现出来的强度令美国人惊叹不已,一个名叫约翰·根室的美国学者在作品中惊叹:

“美国小学生每年上课只要180天,苏联孩子却是213天。除了整整十年的数学课外,还必须学习四年化学、五年物理、六年生物,念完10年制校园的男女学生,其承受的科学教育要比美国大学生还强。”

到五十年代中期,苏联校园培育出来的科学家和工程师,现已比美国多出一倍。在美国国家科学基金会一份长达64页的陈述中,指出了一个令人惊叹的现实,在苏联悉数科学家中,有14%的人能够进行根底研讨。

这为苏联带来了一个科研效果上的茂盛年代。

在新式的电子和计算机工业上,苏联关于美国构成的压力,不只在于单一功能的挨近,更在于其依托在电子和半导体研讨范畴的堆集,使得苏联的计算机规划才能并非鹤立鸡群,而是花开数朵。

1953年,苏联规划出了“箭”大型计算机,它每秒能够运算2000次,经过打孔机卡纸和磁带输入、输出数据。到1957年,“箭”总共出产了7台,而且和1950年研发的MESM一同应用于航天、导弹工程的数据运算。

“箭”大型计算机

依据特务带回的情报显现,苏联在计算机和半导体的前沿研讨上,乃至比美国更活泼。日后这个情报被证明是正确的:1956年,由苏联科学院院士索伯列夫牵头,苏联成功研发了三进制计算机。

美国的协助,在赋予苏联名贵工业财物的一同,也让苏联省去了自我探究的阶段。在二战后的十多年里,苏联内部尽管政治斗争频频,领导人们却始终如一地在一个问题上坚持了清醒知道——科技是强国的兵器,它来历于根底科学研讨。

令人慨叹的是,苏联领导人的这个知道居然是掉队的。

03 戴着桎梏起舞的半导体

1944年,美国总统罗斯福曾给科学家万尼瓦尔·布什写了一封言辞恳切的信。

“思维的前沿摆在咱们面前,假如以咱们发起这场战役相同的眼光,勇气和动力来开辟它们,咱们就能创造出更充分,更富有效果的就业时机和日子。”

万尼瓦尔·布什针对集成电路理论的研讨,是日后数字集成电路的规划根底,乃至于在1945年就提出了相似互联网超文本链接的想象。他还直接参与了美国研讨原子弹的“曼哈顿方案”。这样的成就与资格,保证了他的话能够得到总统认真对待。

所以,一份名为《科学,无尽的前沿》的陈述被摆上了另一位美国总统杜鲁门的案头。一言以蔽,他期望美国能够经过巨量的资金支撑,鼓舞科学家探究最前沿的科技,鼓舞企业不断将科技效果向应用层面转化。

万尼瓦尔·布什的主意,与苏联的科技战略简直有着相同的知道本源,但也有着彻底不同的实操导向。在后面咱们也将才智到,正是这种不同,加上美苏不同的准则土壤,使得美苏在半导体的科技争霸上走出两条不同的路,两边得到的成果也判若云泥。

在随后的十几年时间里,美国人并未认真对待万尼瓦尔·布什的主张。在度过了严酷的二战后,电冰箱、轿车和电视机才是他们更乐于寻求的东西,根底研讨并不必要。

这种心情还充满于政府高层中心。在1954年前后担任国防部长的查尔斯·威尔逊乃至以为根底研讨是荒唐可笑的,他有一次揭露讪笑根底研讨不过是“青草为什么会绿,炸马铃薯为什么会黄。”

60年代后,苏联在半导体与计算机范畴的追逐一步快过一步。

两大阵营的实力天平,看起来正在向苏联轻轻颤动。但是,在苏联科技系统和综合国力的急进中,却有一些谁也没有注意到的要素,正在悄然发挥效果:方案经济。

1967年,白俄罗斯的一家半导体工厂在为一件事忧愁,他们的一台中压断路器坏了,无法修正,需求重装一台。在确认了无法修正后,事务副厂长在厂党委会上提出要求,经过党委会评论,工厂把这个需求上报给了明斯克市的电子工业办理局。

但简略的重装使命却是个麻烦事。这笔钱关于电子工业办理局是个意外,在1967年的方案中,并没有这笔经费的组织,因而也就无法批给工厂这笔钱。所以,需求被层层上签到明斯克市计委和白俄罗斯加盟共和国计委。 

工作最终的处理方案,是由白俄罗斯计委在1967年方案上做了一个弥补条款,一同批复给明斯克市计委和电子工业局,由他们向明斯克市财政局提出申请,再由财政局拨款给一家断路器厂家,组织特别出产一台断路器。

半导体工厂最终如愿以偿地拿到了他们要的断路器,但这是三个月后的事。

苏联的计算机工业布局是这种办理准则下的一个典型比如:为了加强各个加盟共和国的联络,苏联领导人把工业上下游做了硬性分配,乌克兰得到了电子信息工业板块,白俄罗斯得到了半导体工业板块,波罗的海三国则得到了加工和拼装工厂。

这个做法明显算的是政治账,而不是经济账。现实上,在方案经济体系下,经济账也有一套自己的算法:

一切建造与科研项目都归入国家一致方案;所需资金由国家财政一致分配拨款;所需物资由商业、物资部委一致分配;从事出产的劳动力由国家一致培育;出产出来的产品由国家统购统筹;企业盈余上缴国家财政,企业亏损由国家财政补贴。

这个紧密又巨大的办理体系,就像是一架事前设定好悉数程序的经济机器——国家在微观上决议出资规模、出资结构、工业布局,又在微观上担负着项目决议计划办理使命。

这种体系的长处,是有利于会集社会资源,能以举国之力办大事,特别是在经济相对落后的阶段,经过会集资源强攻重工业和根底建造,能够明显提高社会开展水平。

但它的弊端也很明显,除了咱们现已看到的低效率、死板和反响缓慢之外,它还会为工业开展形成一系列独特的导向。在后面咱们将会看到,正是在这种导向的效果下,苏联的半导体与计算机工业,是怎么一步步走向颓势的。

这种颓势的预兆,从60年代后期就开端呈现了。美苏榜首代晶体管计算机的推出距离只要四年,但榜首代集成电路计算机的推出距离却增至九年。从许多苏联的科学家和技能官员的回忆录中能够看出,他们关于这种追逐上的费劲,是有所发觉的。

但他们很难在自己的层面上改动全局。由于方案经济的思维和形式,现已伴随着年代的推移,根植在这个国家的血液中。


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