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【ウィリアム・ショックレー:接合型トランジスタ】
針2本の部品を、丈夫なサンドイッチに

獲得EXP:形にする力 +500 | 仮説を確かめる力 +300 科学の分野:技術と産業

1947年12月、ベル研究所で、部下が作った点接触型トランジスタを見て、その壊れやすさを考えるショックレー
<ショックレー 1947年12月、ベル研究所
今日の実演、うまくいったんですね!
ウィリアム・ショックレー
ああ。半導体で、電気を増やせた。すばらしいクリスマスプレゼントだ
チームのリーダーとして、うれしいでしょう
ウィリアム・ショックレー
作ったのは、部下のバーディーンとブラッテンだ
ウィリアム・ショックレー
(ゲルマニウムの小さなかたまりに、金の針が2本、ぎりぎりまで近づけて当てられている図を送ってくる)
針が2本……。ちょっとさわったら、ずれそう
ウィリアム・ショックレー
そこなんだ。これは、とても壊れやすい
じゃあ、どうするんですか?
ウィリアム・ショックレー
……針のいらない形は、ないだろうか

トーク:出典の事実をもとにした再構成。相手は架空の読者(右の吹き出し)。トークの中身:1947年12月23日の実演と「すばらしいクリスマスプレゼント」④、作ったのはバーディーンとブラッテンであること②④、ゲルマニウムに金の接点を2つ近づけて当てた形④、壊れやすさ②。この1か月後、ショックレーはひそかに別の形を考えます①③。図はこのページの説明用です。

当時の人たちは、こう考えていました。 エジソンのページで見たように、電球の中で見つかった「エジソン効果」から、1904年にフレミングの真空管が生まれ、真空管の時代が始まりました(エジソンのページ)。電話の会社のベル研究所は、壊れやすい真空管や機械式の切り替えに代わる、固体の部品を求めていました④。そして物理の側では、シュレーディンガーの方程式を結晶の中で解く理論(ブロッホ、1928年に考え、1929年に発表)が、固体の中の電子の動きを説明し始めていました⑥(シュレーディンガー①のページ)。

でも、ここはまだ分かっていないままでした。 小さな固体のかけらで、真空管のように電気を増やせるのか。1947年12月、それができることは示されました。でも、その最初の部品は、針2本を当てただけの壊れやすいものでした②④。

このクエストの問い

真空管の代わりに、小さな固体で、丈夫に電気を増やせるのか?

分野の線|量子力学 → 半導体の技術

シュレーディンガー(電子の波の方程式)・ブロッホ(結晶の中の電子)→ ショックレー(いまここ。半導体で電気を増やす部品) → シャノン(同じ研究所・同じ1948年の夏に、情報の理論)

WHEN | 時代背景1948年、同じ研究所の同じ夏に、トランジスタと情報の理論

年
世界
ショックレー
日本
1910
2月13日、ロンドンに生まれる①
1926
シュレーディンガーの波の方程式(シュレーディンガー①のページ)
1947
6月5日、マーシャル・プランの発表。8月15日、インドの独立⑦
12月23日、部下2人の点接触型トランジスタを研究所の幹部に実演②④
5月3日、日本国憲法の施行⑦
1948
4月7日、世界保健機関(WHO)の設立。6月30日、ベル研究所がトランジスタを発表。12月10日、世界人権宣言⑧④
1月23日、接合型を考える。6月26日、接合型の特許を出願②③
11月12日、東京裁判の判決⑧
1956
10月23日、ハンガリー動乱。10月29日、スエズ戦争⑨
ノーベル物理学賞。ショックレー半導体研究所を作る①⑤
10月19日、日ソ共同宣言。12月18日、国際連合に加盟⑨
1989
8月12日、スタンフォードで死去①

1947年は、戦争のあとの世界が形を変え始めた年でした。6月、アメリカはヨーロッパの立て直しを助けるマーシャル・プランを発表し、8月にはインドが独立します⑦。日本では5月3日、日本国憲法が施行されました⑦。

その年の12月23日、ベル研究所で、半導体のかけらが電気を増やしてみせます。のちに、トランジスタの誕生日とされることが多い日です②④。

翌1948年6月30日、ベル研究所はニューヨークで記者会見を開き、トランジスタを世界に公表しました④。シャノンのページで見たように、同じ研究所の同じ年、シャノンは情報の理論の論文を出しています(シャノンのページ)。小さな部品と、情報を数える理論が、同じ研究所から同じ夏に生まれたんです。

8年後の1956年、ショックレーはノーベル賞を受け、カリフォルニアに自分の研究所を開きます①⑤。日本はその年の12月、国際連合に加盟しました⑨。

部下に先を越されたリーダーは、どんな人だったのか?

WHO | 挑戦者ベル研究所のリーダーから、シリコンの谷の起業家へ

1936年ごろベル研究所に入り、1945年から固体物理のグループを率いたショックレー
ウィリアム・ショックレー(イラスト)
※似顔絵は資料をもとに AI で描いた想像図です。ご本人・ご遺族・権利を管理する団体とは関係ありません。

(年齢は生年月日からの計算)

ウィリアム・ショックレーは1910年、ロンドンに生まれました①。1936年ごろ、ベル研究所に入ります。研究部長になったケリーが最初に採った人たちの1人でした①。

1945年、ベル研究所に固体物理のグループができると、ショックレーは化学者モーガンとともにそれを率います。メンバーには、のちにトランジスタを作るバーディーンとブラッテンがいました①②。ショックレー自身は、このチームを「協力と競争のまじったもの」だったと言っています①。

そして1947年12月、トランジスタを最初に作ったのは、リーダーのショックレーではなく、部下の2人でした②④。この「先を越された」経験が、彼を次の発明へ、そして人生の大きな曲がり角へ向かわせます。

主な成果 転落・対立

  1. ベル研究所(研究者として)
  2. 19100歳ロンドン 2月13日に生まれる①
  3. 1936ごろ26歳ごろベル研究所 研究部長ケリーの最初の採用者の1人として入る①
  4. 194534〜35歳固体物理のグループを、化学者モーガンと率いる。バーディーンとブラッテンもいた①②
  5. 194737歳12月、部下2人が点接触型トランジスタを作る②④
  6. 194837〜38歳1月23日、接合型を考える。6月26日、特許を出願①②③成果
  7. 195039〜40歳本『半導体の中の電子と正孔』を出す①
  8. 195141歳7月4日、接合型トランジスタを記者会見で発表①③成果
  9. カリフォルニア(起業家として)
  10. 195645〜46歳マウンテンビュー ノーベル物理学賞(バーディーン・ブラッテンと)。ショックレー半導体研究所を作る①⑤成果
  11. 195747歳8人が研究所をやめ、フェアチャイルド・セミコンダクターを作る①⑤転落
  12. 196050歳4月、会社を去る①
  13. スタンフォード(晩年)
  14. 196352〜53歳スタンフォード大学 スタンフォード大学へ。晩年の約20年、根拠のない差別的な主張で知られる①
  15. 198979歳スタンフォード 8月12日、死去①転落

先を越されたあと、何を生み出したのか?

WHAT | 達成した事起こし半導体で、電気を増やした

1948年1月、n型とp型の半導体を3層のサンドイッチにした接合型トランジスタを考えたショックレー
1947年12月

点接触型トランジスタ(バーディーンとブラッテン):ゲルマニウムに金の接点を2つ近づけて当て、初めて半導体で電気を増やした

②④

電気を増やすには、真空管が要る
1948年1月

接合型トランジスタ(ショックレー):n型とp型の半導体を3層のサンドイッチにした形。今のバイポーラ接合トランジスタのもと

③

半導体の部品は、針を当てる繊細な形でしか動かない
1956

ノーベル物理学賞(3人で)

①

—

このページの主役は、1948年1月の接合型です。

最初の点接触型は、ゲルマニウムの小さなかたまりに、金の接点を2つ、ぎりぎりまで近づけて当てたものでした④。真空管よりずっと小さく、使う電気もずっと少なくて済む②。でも、接点を十分に近づけた装置は、いつも壊れやすかった。湿気にも弱く、ゲルマニウムにつけた線も壊れやすかったんです②。

ショックレーが考えたのは、まったく違う原理で動く形でした②。n型とp型という2種類の半導体を、3層のサンドイッチのように重ねる③。針はいりません。結晶の中に、電気の通り方の違う層を作るんです。

この形は、のちのトランジスタの元の1つになりました③。ただ、考えてからすぐに使えたわけではありません。ベル研究所が、大量に作れる工程を作るまで、論文からさらに2年かかりました③。

部下の説明に違和感を覚えたとき、あなたならどうする?

道が A・B・C の三手に分かれる道標 ABC

CROSSROADS | 分かれ道電気は、表面を流れているのか

あなたはショックレーです。1947年の暮れ、部下2人が点接触型トランジスタを作りました。バーディーンは、電気を運ぶものはゲルマニウムの表面の層を流れている、と説明しています③。でもあなたは、その説明に納得できません。そして、針を当てるこの形は、とても壊れやすいのです②。

この違和感を目にしたとき、あなたならどうする?

Aこれまでの見方を受け取る:作った本人のバーディーンの説明どおり、電気は表面を流れる。点接触型を改良していくタップして、その先へ
分かることいま動いている部品を、すぐに良くしていける
見逃すこと結晶の中(かたまりの内部)を電気が通る可能性を、確かめないままになる
科学の手順では実際に動いたものの説明を、そのまま前提にする
B点接触型をたくさん作って試す:針の当て方を変えながら、どの条件でよく動くかを確かめていくタップして、その先へ
分かること点接触型がどの条件で安定するかが、少しずつ分かる
見逃すこと針を当てる形そのものが、繊細すぎて大量に作れないという問題は残る
科学の手順では試作の数を増やして、条件を探る
C自分の仮説で、別の形を組む:正孔(正の電気を運ぶもの)は表面だけでなく結晶の中も通れると考え、針のいらない形を考えるタップして、その先へ
分かること中を通れるなら、針を当てずに、層を重ねた丈夫な形が作れる
見逃すこと考えた形を実際に作れるようになるまで、時間がかかる
科学の手順では違う説明(仮説)を立て、その仮説から新しい形を設計する
★ ショックレーが進んだ道この道へ進みました。何を組んだかは HOW で③
その後仮説は確かめられ、接合型トランジスタになります③。ただ、チームの外で「ひそかに」進めたことは、のちの人間関係に影を落とします①

ショックレーが進んだ道は C。

ひそかに組んだのは、どんな形だったのか?

HOW | 泥沼の攻略法針をやめ、層を重ねた

針を2本当てる点接触型と、3層を重ねた接合型の断面を図で比べて説明するショックレー(図は説明用)

学会発表のスライド風に、1947年の暮れから1951年までを追ってみます。

針をやめ、層を重ねた

当時の常識

常識
  • 点接触型では、電気を運ぶものはゲルマニウムの表面の層を流れる(バーディーンの説明)③

違和感

工夫
  • 点接触型は壊れやすく、湿気にも弱い②。
  • ショックレーは、繊細な機械的な形では、十分な信頼性で大量に作るのは難しいと見た③

仮説

仮説
  • 正孔は、表面だけでなく結晶の中も通り抜けられる③

設計

工夫
  • 1948年1月23日、n型とp型の半導体を3層のサンドイッチにした形を考える(ベル研究所のノート No.20455)③

確かめ

工夫
  • 1948年2月、同僚シャイヴの装置は、2つの接点を隣り合わせではなく反対側の面に置いても動いた。
  • 正孔が中を通っていると分かる③

特許

工夫
  • 1948年6月26日、接合型の特許を出願(1951年に成立)①②③

理論

工夫
  • 1949年に論文。
  • 4月7日にサンドイッチの原理を確かめる①③

製品へ

工夫
  • 大量に作れる工程まで、さらに2年。
  • 1951年7月4日、接合型トランジスタを発表①③

スライドの中身:出典の事実をもとにした再構成です(本人の発表の記録ではありません)。

まず目を向けたいのは、動いたものの説明を、うのみにしなかったことです。点接触型は実際に動きました。作った本人の説明もありました。それでもショックレーは、電気が表面ではなく中を通れると考えました③。動いたことと、なぜ動くのかの説明は別のもの。その説明が違えば、まったく別の形が作れるかもしれません。

次が、丈夫さと作りやすさから、形を考えたことです。ショックレーは、針を当てる繊細な形では大量に作れないと見ていました③。だから、針のいらない形を考えました。結晶の中に、性質の違う層を重ねる③。研究室で1つ動くことより、工場でたくさん作れることを、最初から見ていたんです。

そして、仮説が、別の人の装置で確かめられたことです。1948年2月、シャイヴの装置は、2つの接点を反対側の面に置いても動きました。表面ではなく、中を電気が通っている証拠でした③。ショックレーは、そのときまで自分の考えを秘密にしていたと言います。「手の内を見せざるを得なくなった」と①。

ただ、この発明の裏には、穏やかでない気持ちもありました。点接触型の特許の出願では、ショックレーの考えた別の仕組みが1925年のリリエンフェルトの特許に先を越されているとして、ベル研究所の弁護士が彼の名前を外しました。ショックレーは怒りました①②。接合型を考えた動機には、点接触の発見に自分が入っていないことへの悔しさもあった、とされます③。

コラム|ところで、「シリコンバレー」って聞いたことありますよね

半導体やコンピューターの会社が集まる、アメリカの土地の呼び名。その始まりに、ショックレーがいます。

1956年、ショックレーはカリフォルニア州マウンテンビューに、ショックレー半導体研究所を作りました①⑤。のちにシリコンバレーと呼ばれる土地で、シリコンの半導体の部品に取り組んだ、最初の所です①⑤。

ところが翌1957年の終わりごろ、ショックレーがシリコンの研究を続けないと決めると、若い研究者8人がやめて、フェアチャイルド・セミコンダクターを作ります①⑤。この8人はのちに「裏切り者の8人」と呼ばれました⑤。その中のノイスとムーアが、のちにインテルを作ります①⑤。

「シリコンバレー」という名前を広めたのは、1971年1月11日、記者ホーフラーが業界紙に書いた記事「Silicon Valley U.S.A.」でした。もっと前の1970年5月の広告にも使われた例があり、広く使われるようになったのは1980年代の初めです⑤。

シリコンの谷の始まりは、ショックレーの研究所と、そこを飛び出した8人だったんです。

シリコンの谷を開いた人は、なぜ人に去られたのか?

DARK SIDE | 失敗と苦悩の記録「最悪の経営者」と、根拠のない差別的な主張

  1. 1947〜1948年点接触型の特許から名前が外れて怒り、ひそかに接合型を考える①②③
  2. 1956年ショックレー半導体研究所を作る①⑤
  3. 1957年8人がやめ、フェアチャイルドを作る①⑤
  4. 1960年会社を去る①
  5. 晩年の約20年人種と知能をめぐる、根拠のない差別的な主張で知られる①
  6. 1989年8月12日スタンフォードで死去。79歳①

ショックレーは、トランジスタの歴史に欠かせない人です。でも、その人柄には、大きな影がありました。

まず、研究所の運営です。ショックレーの研究所は、独断的で横暴、気まぐれで、しだいに疑い深くなっていったと言われます①。伝記作家シャーキンは、彼を「電子工学の歴史で最悪の経営者」と書きました①。シリコンの研究を続けないと決めたとき、優秀な8人は彼のもとを去り、自分たちの会社を作りました①⑤。シリコンバレーを生んだのは、皮肉にも、彼のもとを去った人たちだったんです。

そして、晩年です。スタンフォード大学に移ったあとの約20年、ショックレーは、人種と知能、優生学についての主張で知られるようになりました①。遺伝学の学位は持っていませんでした①。彼は特定の人種が遺伝的に劣ると主張し、知能の数値をもとに子を持たないよう促す案まで出しています①。このページでは、その中身を引きません。根拠のない、差別的な主張でした。本人は差別主義者であることを否定しましたが、批判者は主張を人種差別的だとし、南部貧困法律センターは、それが「人種差別的な変わり者の仕事」だという見方がほぼ一致している、と書いています①。

物理で大きな仕事をした人が、自分の専門の外で、根拠のない主張を広めた。トランジスタの栄光とともに、この事実も、この人の一部として残っています。

1989年8月12日、ショックレーはスタンフォードで亡くなりました。79歳でした①。

あなたは、自分が成果を出した分野の信用を、専門の外の主張に使っていませんか?

では、この人の何がすごかったのか?

WHY | なぜそれが凄かったのか動いた部品を、作れる部品に変えた

当時の常識・制約
ショックレーがしたこと
電気を増やすには、壊れやすい真空管が要る
半導体のチームを率い、固体で電気を増やす道を進めた①②④
点接触型では、電気は表面を流れる(作った本人の説明)
正孔は結晶の中も通れると考え、別の形を設計した③
針を当てる繊細な形では、大量に作れない
針のいらない、n型とp型の3層のサンドイッチを考えた③
研究室で1つ動けばよい
最初から、丈夫さと大量に作れることを見て形を考えた③
このクエストの答え

真空管の代わりに、小さな固体で電気を増やすことは、1947年12月に部下の2人ができると示しました。ショックレーがしたのは、その先です。動いた部品の説明を疑い、「電気は結晶の中を通れる」という自分の仮説から、針のいらない丈夫な形を設計した。それが、大量に作れるトランジスタへの道を開きました。ただ、作れるようになるまでには、さらに2年かかっています。

― いまの私たちへ ―

技術1

「動いた」と「なぜ動いたか」を、分けて確かめる

点接触型は動きました。でも、その説明が違っていれば、まったく別の、もっと良い形が作れるかもしれない。ショックレーはそこに目をつけました。

仕事でも、うまくいった施策の「なぜうまくいったか」は、意外と確かめられていません。うまくいった理由の説明を1つ書き出し、別の説明はないかを考えてみる。別の説明が正しければ、もっと広く効く次の手が見つかることがあります。

技術2

先を越された悔しさは、チームの中で使う

ショックレーは、悔しさをばねに接合型を考えました。でも、それを「ひそかに」進めたこと、そして研究所での独断的な運営は、のちに優秀な人たちが去る理由になりました。

悔しさは、強い原動力になります。ただ、それをチームに隠したまま進めると、成果が出ても人が離れていきます。「自分には別の考えがある」と早めに言葉にして、チームの中で競わせるほうが、成果も人も残ります。

あなたの仕事で、「うまくいったけれど、なぜうまくいったのか確かめていない」ものは何でしょうか?

分かったこと/次に生まれた分からないこと

小さな固体で、電気を増やせる。しかも、丈夫で、大量に作れる形がある。分からなかったことが、1つ分かったんです。

でも、分かったら、次の分からないことが生まれました。小さな部品で電気の信号を自在に扱えるなら、その信号で、何を運び、何を計算できるのか。

同じ1948年の夏、同じベル研究所で、シャノンは情報を数える理論を発表していました(シャノンのページ)。0と1の信号で、どれだけの情報を、どれだけ確かに運べるのか。トランジスタは、その0と1を扱う小さな部品になっていきます。そして、真空管で組まれていた計算機の時代の話は、フォン・ノイマンのページ・チューリングのページへ続きます。

冒頭のトークは、出典②④の事実(1947年12月の点接触型と12月23日の実演、「すばらしいクリスマスプレゼント」、壊れやすさ)をもとにした再構成で、会話そのものの記録ではありません。図は、このページの説明用です。接合型は「ひとりで」考えたとは書いていません。出典①は「ひそかに」と書き、出典③は共同者の名を挙げていないためです。3層の並び方は、出典③が「n型とp型の3層」までしか書いていないため、それ以上は特定していません。晩年の主張は、中身を引かずに出典①の評価だけを書きました。エジソン・シュレーディンガー・シャノン・フォン・ノイマンについての記述は、それぞれのページの出典に拠ります。

  1. ① Wikipedia「William Shockley」https://en.wikipedia.org/wiki/William_Shockley(生没・1936年ごろのベル研究所・1945年の固体物理のグループ・「協力と競争のまじったもの」・特許から名前が外れた経緯・「手の内を見せざるを得なくなった」・ひそかに進めたこと・1948年6月26日の出願・1949年の論文・1950年の本・1951年7月4日の発表・1956年のノーベル賞と研究所・1957年の8人・1960年と1963年・シャーキンの「最悪の経営者」・晩年の主張とその評価・死去。参考。確認日 2026-10-29)
  2. ② Wikipedia「History of the transistor」https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_transistor(1945年のグループ・1947年12月の点接触型と12月23日の実演・真空管より小さく電気が少なくて済む・点接触型の壊れやすさと湿気・リリエンフェルトの特許・US 2569347 は接合型の特許・まったく違う原理で動く。参考。確認日 2026-10-29)
  3. ③ Computer History Museum「The Silicon Engine:1948 Conception of the Junction Transistor」https://www.computerhistory.org/siliconengine/conception-of-the-junction-transistor/(1948年1月23日の着想とノート No.20455・バーディーンの表面の説明と正孔が中を通るという考え・2月のシャイヴの装置・n型とp型の3層・量産が難しいという判断・1948年6月26日の出願と1951年9月25日の成立・1949年4月7日・さらに2年・悔しさもあったという書き方。確認日 2026-10-29)
  4. ④ Computer History Museum「The Silicon Engine:1947 Invention of the Point-Contact Transistor」https://www.computerhistory.org/siliconengine/invention-of-the-point-contact-transistor/(真空管と機械式の切り替えに代わる固体の部品を求めたこと・金の接点2つ・12月23日の実演と「すばらしいクリスマスプレゼント」・1948年6月30日のニューヨークの記者会見。確認日 2026-10-29)
  5. ⑤ Wikipedia「Silicon Valley」https://en.wikipedia.org/wiki/Silicon_Valley(1956年のショックレー半導体研究所・1957年の8人と「裏切り者の8人」・ノイスとムーアとインテル・1971年1月11日のホーフラーの記事・1970年5月の広告・1980年代初めに広まった。参考。確認日 2026-10-29)
  6. ⑥ Wikipedia「Bloch's theorem」https://en.wikipedia.org/wiki/Bloch%27s_theorem /「Electronic band structure」https://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_band_structure(1928年に考え1929年に発表したブロッホの定理・結晶の中のシュレーディンガー方程式の解・バンド理論。参考。確認日 2026-10-29)
  7. ⑦ Wikipedia 日本語版「1947年」https://ja.wikipedia.org/wiki/1947年(マーシャル・プラン・インドの独立・日本国憲法の施行。参考。確認日 2026-10-29)
  8. ⑧ Wikipedia 日本語版「1948年」https://ja.wikipedia.org/wiki/1948年(WHO の設立・世界人権宣言・東京裁判の判決。参考。確認日 2026-10-18)
  9. ⑨ Wikipedia 日本語版「1956年」https://ja.wikipedia.org/wiki/1956年(ハンガリー動乱・スエズ戦争・日ソ共同宣言・国際連合への加盟。参考。確認日 2026-10-29)

ショックレーは何をした人?

アメリカの物理学者で、ベル研究所の固体物理のチームを率い、部下のバーディーンとブラッテンが1947年12月に点接触型トランジスタを作ったあと、1948年1月に、n型とp型の半導体を3層に重ねた「接合型トランジスタ」を考えた人です。1956年に3人でノーベル物理学賞を受け、同じ年に、のちにシリコンバレーと呼ばれる土地で最初のシリコン半導体の研究所を開きました。

接合型トランジスタとは?

n型とp型という性質の違う半導体を、3層のサンドイッチのように重ねたトランジスタです。ゲルマニウムに金の針2本を当てる壊れやすい点接触型と違い、針がいりません。ショックレーは、電気を運ぶ正孔が結晶の中を通れると考えてこの形を設計しましたが、ベル研究所が大量に作れるようになるまでには、論文からさらに2年かかりました。

ショックレーから何を学べる?

「動いた」と「なぜ動いたか」を分けて確かめる姿勢です。ショックレーは、実際に動いた点接触型の説明を疑い、自分の仮説から丈夫な別の形を設計しました。一方で、悔しさからひそかに進めたことや独断的な運営で優秀な人たちが去り、晩年には根拠のない差別的な主張を広めました。成果と人の扱い方の両方から学べる人物です。


このクエストから得た武器を装備する

「「動いた」と「なぜ動いたか」を、分けて確かめる」。
この思考を、今のあなたの仕事にどう適用しますか?