Świat bez tranzystora, czyli co by było, gdyby go nie było

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Czas czytania: 7 min.

Nawet najdrobniejsze rzeczy mogą mieć ogromny wpływ na bieg historii. I nie mówimy o mikroorganizmach czy antybiotykach. W świecie rzeczywistym tranzystory są podstawowym budulcem nowoczesnych urządzeń i systemów elektronicznych. To nic innego, jak właśnie tranzystor zrewolucjonizował dziedzinę elektroniki i utorował drogę do mniejszych i tańszych radioodbiorników, kalkulatorów i komputerów. Większość tranzystorów jest wytwarzana z bardzo czystego krzemu, ale do specjalistycznych zastosowań stosowane są różne półprzewodniki złożone.

Dziś jednak pójdziemy w trochę inną stronę. Wyobraźmy sobie świat bez przenośnych komputerów, GPS-u czy Internetu. Czy bylibyśmy w stanie przetrwać dzień? Na pewno byłoby łatwiej, gdybyśmy nigdy ich nie poznali. Jakoś mniej boli nieznalezienie dwudziestu złotych na chodniku, niż dwudziestu złotych na chodniku zgubienie. Dziś zrezygnowanie byłoby trochę jak rzucanie nałogu. Jesteśmy społeczeństwem uzależnionym od dostępu do informacji niesionej elektronicznie, a wszystko, co szybsze niż słowo drukowane, rozpoczęło się wraz z wynalazkiem znanym jako tranzystor. Czy istnieje bezbolesny sposób na demontaż naszej symbiozy, a może w niektórych wypadkach pasożytnictwa, w połączeniu z technologią?

 Nie wiemy jakby to było, i choć w historii się nie gdyba, to dziś możemy spróbować sobie „gdybnąć”.

Tranzystory

Prawdopodobnie gdyby nie pojawił się ten jeden z najbardziej znaczących wynalazków od czasu odkrycia ognia, czyli tranzystor, nadal żylibyśmy w latach 50-tych – elektronicznie rzecz biorąc. Jak wyglądałoby nasze życie codzienne bez tych maleńkich czipów? Gdzie byłaby technika? Jest w kulturze popularnej pewien przykład takiej alternatywnej ścieżki historii.

Dywergencja, czyli wyjątkowa fantastyka naukowa

Dla doprecyzowania takie trudne słówko na początek. Pojęcie ma wiele znaczeń zależnie od nauki, o której mówimy, i której właściwa terminologia nadaje kontekst i znaczenie. Dywergencja to dla nas punkt rozbieżności (od ang. divergence). To specyficzne wydarzenie w historii alternatywnej, które miało inny przebieg niż w prawdziwym życiu. Wielu autorów historii alternatywnej zmienia pojedyncze wydarzenie, tworząc „efekt tętnienia” (z ang. ripple effect), w którym początkowa zmiana systemu ma wpływ na coraz więcej późniejszych elementów. Może powstać z tego nawet deterministyczny chaos jak przy efekcie motyla – trzepot skrzydeł kolibra wywoła gdzieś indziej piaskową burzę. Punkty rozbieżności miewają różną wagę i różnie oceniany realizm, od brakującego gwoździa w podkówce do podróży w czasie i inwazji obcych.

Alternatywna historia przedstawiona w serii gier Fallout rozciąga się od czasów przed drugą wojną światową, poprzez „przyszłość lat pięćdziesiątych”, aż po dekady po zniszczeniu Ziemi przez wojnę nuklearną. Jedną z wizji zawartych w grze jest zbadanie pomysłów dotyczących futurystycznego, postnuklearnego świata, ale akcja toczy się w linii czasu, która rozwidliła się po II wojnie światowej. Wielka wojna wybuchła w roku 2077 i świat nosi blizny atomowej zagłady z drugiej połowy XXI wieku, lecz wyglądał wtedy tak, jakby był rok 1950, najdalej 1955. W ruinach starego świata odnajdujemy więc kobiecy styl ubioru i makijażu pin-up, charakterystyczne plakaty znane z reklam amerykańskich papierosów, pozostałości kończącego się z wolna w USA stylu art deco czy wraki samochodów retro w rodzaju Chevroleta Bel Air.

Fallout. Życie bez tranzystora

W przeciwieństwie do „czysto fantastycznych” projektów sci-fi twórcy rozważali, w jaki sposób wzornictwo przemysłowe rozwinęłoby się w alternatywnym wszechświecie. Technologia okazuje się zaawansowana w niektórych aspektach (robotyka, militaria) i prymitywna w innych (proste i mało zróżnicowane sprzęty AGD, brak komercyjnej elektroniki użytkowej), przy czym rozmaite tech-postępy z prawdziwej historii świata nigdy nie miały miejsca.

Przykładowo komputery w uniwersum Fallouta są naprawdę kłopotliwe. Większość z nich nadal używa monochromatycznych, tekstowych wyświetlaczy. Komputer osobisty w formie, w jakiej istnieje w naszym świecie, nigdy nie został w pełni rozwinięty z powodu tych ograniczeń kompaktowości, a większość jednostek istnieje tylko jako wielkie mainframe’y, które zajmują całe pokoje i rozległe hale. Użytkownicy mają do nich dostęp za pomocą monochromatycznych terminali.

Ekran ładowania z Fallout
Stary ekran kontrolny telewizji w świecie Fallout.

To rozwidlenie doprowadziło do epoki, w której nastąpił szybki postęp technologiczny, ale przy zachowaniu niektórych podstawowych rozwiązań technologicznych z połowy ubiegłego wieku – przysłowiowo technika poszła do przodu, ale nigdy nie powstał tranzystor. Coś jak steampunk, gdzie ludzkość zatrzymała się na erze pary. I jak to tam wygląda? Okazuje się, że poniosło to za sobą poważne reperkusje. A przecież to tak maleńka dziś rzecz – tranzystory są rzędu nanometrów!

Terminal komputerowy z Fallout
Terminal dostępu do mainframe'a w świecie Fallout.

Rozwidlenie doprowadziło do powstania komputerów stacjonarnych i robotów, które używają lamp próżniowych. Nie ma elektroniki w samochodach rodzinnych, jest w nich za to napęd atomowy. Przy okazji z jakiegoś powodu świat utknął w normach społecznych z lat 50-tych. Jeżeli tranzystor był gdziekolwiek brany pod uwagę (kilka napotykanych w grze urządzeń zdaje się z niego korzystać), to utknął w fazie prototypu, albo przegrał rywalizację z lampą elektronową. 

Co nie powstałoby bez tranzystora?

Włączamy lampę elektronową i siadamy w fotelu. Włączamy kolorowy telewizor, który potrzebuje dwóch osób do podniesienia i pobiera tyle prądu, co dwa czajniki do herbaty. Obok stoi ogromne radio, które za pięć minut rozgrzeje się i będzie można czegoś posłuchać – tyle że prawdopodobnie nie rock 'n’ rolla ani późniejszych gatunków mu potomnych, a dlaczego – o tym później. Nigdzie nie widać komputera. Nie dlatego, że jest taki maleńki, a dlatego, że jest taki wielki i nikt nie myśli o montowaniu go w domu – byłby on wielkości przynajmniej składziku na drewno i potrzebowałby własnej instalacji chłodniczej. Akurat leci nasz ulubiony program, czas więc zamówić pizzę przez telefon z obrotową tarczą. 

To wszystko zabawa i eksperyment. Konsekwencje zmian nie są do przewidzenia.

Za oknem słychać psa – niezawodny system alarmu domowego, który rozpoznał, że zbliża się dostawca z jedzeniem. Nie musimy na szczęście niczego rozbrajać, bo elektroniczne alarmy nie istnieją, ani otwierać elektrozamka, bo na drzwiach wisi kłódka. Dostawca na nasze podwórku przyjechał rowerem albo śmierdząco-hałasującym motocyklem z gaźnikiem i ręcznym rozruchem jak w starym agregacie, bo nigdy nie powstał zapłon elektroniczny.

Moglibyśmy pomarzyć, że kupimy albo że wykorzystamy sobie:

  • przenośne radio i odtwarzacz CD/DVD, 
  • płaski telewizor i monitor,
  • zegarki i smartbandy cyfrowe,
  • iPhone’a, iPada, jakikolwiek PDA, tablety czy elektroniczne książki,
  • elektroniczny zapłon,
  • systemy alarmowe, zamki elektroniczne,
  • podnośniki drzwi garażowych,
  • termostaty programowalne, ekspresy do kawy, piekarniki, kuchenki mikrofalowe,
  • satelity, GPS, mapy pogodowe, usługi pokroju Google Maps,
  • sprzęt medyczny bardziej skomplikowany niż stetoskop i termometr,
  • większość zautomatyzowanych procesów przemysłowych włącznie z robotyką przemysłową,
  • syntezatory muzyczne, niedrogie sprzęty do studia muzycznego, tunery czy pedały efektów.

Echo dawnej rywalizacji.
Tranzystor czy lampa elektronowa?

W czasie, gdy pojawiały się tranzystory, główną konkurencję stanowiły lampy elektronowe. W późnych latach 40. i wczesnych 50. ubiegłego wieku był okres, w którym ludzie nie byli pewni, która technologia zwycięży. W końcu stało się jasne, że lampy po prostu nie nadążają w akcji. Gdyby nie tranzystor, to dominowałyby właśnie miniaturowe lampy próżniowe i jest bardzo prawdopodobne, że do dziś polegalibyśmy w dużej mierze na technologii analogowej, a nie cyfrowej.

Trudno zebrać komplet. To znaczy trudno wymienić wszystkie wynalazki, które nie byłyby możliwe bez tranzystorów. Nawet te, które nie polegają bezpośrednio na tranzystorach, aby działać, były często odkrywane lub rozwijane przy użyciu urządzeń, które opierały się na tranzystorach. Zmiany i postępy pojawiałyby się, ale czy byłyby one tak znaczne i tak szybkie? Prawdopodobnie w niektórych przypadkach można było z łatwością stworzyć analogowy odpowiednik obwodu, ale…

Być może nigdy nie otrzymalibyśmy kalkulatora kieszonkowego lub komputera domowego. Moglibyśmy w końcu otrzymać coś wielkości komputera stacjonarnego, który wykonywałby obliczenia równoważne kalkulatorowi kieszonkowemu, co mogłoby być bardzo popularne w handlu detalicznym i księgowości.

Lampy elektronowe
Lampy elektronowe

Może powstałby zamiennik dla lamp próżniowych, który nie byłby tak dobry jak tranzystor, ale wciąż mniejszy niż lampa. Gdyby jeszcze udało się wymyślić diody z P-N, a co za tym idzie diody LED i ogólnie podstawową technologię półprzewodnikową (istniały one już od 1939 roku w jakiejś formie, więc dziwne byłoby całkowite usunięcie ich z historii), to mogłyby one stać się realnymi zamiennikami lamp próżniowych w niektórych zastosowaniach. W niektórych. 

Zakładając, że nie powstał tranzystor półprzewodnikowy, to i bez niego mogłoby powstać kilka bardzo ciekawych i kreatywnych zastosowań kryształów i technologii półprzewodnikowej. To urządzenia takie jak diody Schottky’ego i diody LED byłyby na samym szczycie możliwości technologii półprzewodnikowej, a nie tranzystory nigdy nie zostały wynalezione. Lampy elektronowe z zimną katodą byłyby „wielkim halo” i prawdziwym „wow” przez o wiele dłuższy czas niż w rzeczywistości.

Dzień w świecie bez tranzystora

Pójdźmy o krok dalej. Wymieniliśmy wynalazki w hipotetycznej historyjce kilka akapitów wyżej, w sekcji „Świat bez tranzystora”. Tam pojawiły się jednak głównie urządzenia, których by nie było. Jak wyglądałoby samo życie?

Odejdźmy też od trybu przypuszczającego, bo dopisywanie wszędzie „-by” jest też już trochę męczące. Poza tym bez tego będzie jakoś lepiej to sobie wyobrazić. 

  • Twoja kolekcja płyt muzycznych jest potężna. Może nawet zajmuje fizycznie kilka pokojów. 
  • Nigdy nie było ery rock 'n’ rolla.
  • Masz stacjonarny telefon w domu. Możesz sobie zadzwonić z budki na mieście, ale nie ze smartfona. 
  • Telewizja jest głównie czarno-biała, bo na kolorowe telewizory mało kto może sobie pozwolić.
  • Nie czytasz tego, co tu jest napisane, bo Botland Blog nie istnieje. 
  • Istnieje Kurier Poranny Botland, Radio Botland i Botland TV – bo jedynymi sposobami rozpowszechniania informacji jest gazeta, telewizja i radio. 
  • Ja właśnie się wściekam, bo któraś literówka z rzędu jest już nie do poprawienia sposobem korekty dostępnym mojej maszynie do pisania i właśnie zmarnował piętnastą kartkę A4 pisząc ten artykuł. 
  • Wracając z pracy nie mogę sprawdzić korków w sieci, a jadąc na wakacje zabieram ze sobą klasyczny atlas samochodowy, bo GPS nie istnieje, a z pewnością nie dla przeciętnej osoby, jaką jest redaktor bloga.
  • Zapomniałem nakręcić zegarka. 
  • Nie ma kopiuj-wklej, jest nadal kopiująca kalka. 

A teraz najsmutniejsze – brak przenośnych, opartych o tranzystory radioodbiorników z 1947 roku oznacza, że era rock 'n’ rolla, czyli pierwsze słuchanie muzyki w sposób przenośny za pomocą radia tranzystorowego nigdy się nie wydarzyła. Nie ma tańczącego na ekranie Elvisa na wystawie sklepu. Żaden chłopak nie pojechał z dziewczyną na piknik, aby posłuchać na kocu Buddy’ego Holly, Orbisona, Casha, Doris Day… Nad Wisłą w 1969 roku nie pojawiłaby się piękna Izabella, czyli pierwszy polski odbiornik tranzystorowy umożliwiający odbiór stacji FM na zakresie UKF. Na urlopach pod gruszą nie wybrzmiewają Breakout, Alibabki, Kombi, Perfect, Maanam, Kasa Chorych, Budka Suflera, Izabela Trojanowska, Urszula ani Dżem.

Może to dobrze, że człowiek nie wie, co go czeka?

Żołnierze II wojny światowej

Po sielance przychodzi prawdziwe oblicze XX. wieku. Spójrzmy na to wszystko z innej strony.

Pod koniec 1948 roku, wkrótce po ogłoszeniu przez Bell Telephone Laboratories wynalezienia tranzystora, z Europy zaczęły napływać zaskakujące doniesienia. Dwaj fizycy z niemieckiego programu radarowego, Herbert Mataré i Heinrich Welker, twierdzili, że podczas pracy w filii Westinghouse w Paryżu wynaleźli uderzająco podobne urządzenie półprzewodnikowe, które nazwali tranzystorem.

Podobnie jak w przypadku tranzystora z Bell Labs, wynalezionego przez Johna Bardeena i Waltera H. Brattaina w grudniu 1947 r., technologia, która doprowadziła do powstania tranzystora, wyrosła z wojennych badań nad materiałami półprzewodnikowymi. Efekty prac okazały się być bardzo potrzebne w odbiornikach radarowych. W przypadku Europy to niemiecki program radarowy był źródłem wynalazku. Zarówno Mataré, jak i Welker odegrali kluczową rolę w tym programie, pracując na różnych krańcach rozdartego wojną kraju.

Wynalazcy tranzystora
Amerykańscy wynalazcy tranzystora, John Bardeen, Walter Brattain i William Shockley. Niektórzy europejscy naukowcy wpadli na pomysł wzmacniaczy półprzewodnikowych wcześniej. Niemiecki fizyk Herbert F. Mataré prowadził w firmie Telefunken eksperymenty z czymś, co nazwał "Duodiode" (podwójna dioda) już od 1942 roku, kiedy to po raz pierwszy obserwował efekty krzemowe diody produkowane dla niemieckiego sprzętu radarowego na potrzeby działań w II wojnie światowej. 13 sierpnia 1948 roku Mataré i Heinrich Welker pracujący we Francji zgłosili do opatentowania wzmacniacz oparty na procesie wstrzykiwania nośników mniejszościowych, który nazwali "transistron". A amerykański tranzystor pojawił się tego samego roku, ale dopiero w grudniu.

Mataré, który podzielił się swoimi wspomnieniami ze swojego domu w Malibu w Kalifornii, dołączył do niemieckich badań we wrześniu 1939 roku, gdy armia Hitlera przemierzała Polskę. Jest z pewnością jednym z ojców radaru, a więc i lidaru, i wielu innych, pokrewnych technologii. Uzyskawszy odpowiednik tytułu magistra fizyki stosowanej na politechnice w niemieckim Akwizgranie rozpoczął badania nad radarem w laboratoriach Telefunken AG w Berlinie. Opracował tam techniki tłumienia szumów w mieszaczach superheterodynowych, które przetwarzają sygnały radarowe o wysokiej częstotliwości, odbijające się od celów radarowych, na sygnały o niższej częstotliwości, którymi można łatwiej manipulować w układach elektronicznych… kto wie, jakie jeszcze okrutne cuda techniki wyplułaby z siebie machina wojenna III Rzeszy, gdyby otrzymała w swoje ręce tranzystor już w 1935 czy 1937 roku? 

Analogowy świat wcale nie byłby bez barw, ale wszystko mogłoby potoczyć się inaczej. Jak ze wszystkim, co niebyłe, a być by mogło, zresztą. Wiemy jedno: w świecie elektronicznym trudno o drobiazg, który miałby większe znaczenie, niż tranzystor.

Podziel się:

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Oskar Pacelt

Oskar Pacelt

Fan dobrej literatury i muzyki. Wierzy, że udany tekst jest jak list wysłany w przyszłość. W życiu najbardziej interesuje go prawda, pozostałych zainteresowań zliczyć nie sposób. Kocha pływać.

Zobacz więcej:

Jedna odpowiedź

  1. „Odejdźmy też od trybu przypuszczającego, bo dopisywanie wszędzie „-by” jest też już trochę męczące. Poza tym bez tego będzie jakoś lepiej to sobie wyobrazić. ”

    Rano żona w sukience podaje pyszne śniadanie.
    Pipboy na rece popiskuje cicho. Uf to nie licznik geigera tylko przypomnienie o przeglądzie obiegu wtórnego w moim fordzie Nucleon II. Czyli w sumie tak czy inaczej idzie o promieniowanie. Cholera ta technika nuklearna to jest coś!
    No nic trzeba by na to wszystko zarobić.
    Siadam do terminala i nieco podśmiewając się z ludzi używających kalki i maszyn do pisania odpowiadam na ulubionym BBSie na dość słaby artykuł.
    Potem trzeba będzie przygotować dokumentację dla klienta. Coś tam czytałem o koncepcji edytorów WYSYWIG ale to głupota. Pisze jak człowiek w LaTEX. Przynajmniej nie będzie problemów z wydrukowaniem tego żeby wyglądało tak jak powinno.
    No a popołudniu trzeba będzie sprawdzić czy mikrordzeń fuzyjny w robocie koszącym nie wymaga uzupełnienia wodoru.
    Żona jęczy o telewizor projekcyjny ale ja zupełnie nie rozumiem po co komu kolorowa TV… Może i rerezentacja barw faktycznie niezła, moze i jak w kinie ale cholera za tyle pieniędzy.
    Aaa i młody narzekał ze ma już dość kupowania baterii anodowych do przenośnego radia. Muzę wyciągnąć z szuflady stary detektor kryształkowy. Niech słucha do oporu bez prądu.

    A poważnie… radio przenośne istniało bez tranzystora. Słowo klucz – detefon albo jeszcze prymitywniej foxhole radio.
    System nawigacji istniał bez satelitów istniał i to nie jeden.
    A i bez tranzystorów da się budować satelity w tym komunikacyjne. Sputnik I miał nadajnik na lampach. I nie tylko on.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.