Tuy nhiên, mọi người rất nhanh chóng nhận ra rằng có điều gì đó không ổn. Bởi vì thứ này hoàn toàn không phải là thứ mà Quốc gia Hoa hiện tại có thể sản xuất được. Tất cả họ đều là các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực bán dẫn và công nghệ máy tính của Quốc gia Hoa; việc Quốc gia Hoa có thể sản xuất ra thứ này mà không qua sự giúp đỡ của họ là điều không thể xảy ra. Còn việc Nga Xô Viết hay các quốc gia khác nhập khẩu thứ này cũng khá khó xảy ra. Bởi vì do những sự kiện vào năm ngoái liên quan đến Lâm Nhân, lúc này Quốc gia Hoa vẫn có thể tiếp cận với các tạp chí học thuật quốc tế, thậm chí còn thoải mái hơn trước đây nữa. Trong những năm trước, việc tiếp cận các tạp chí từ Nga Xô Viết giống như việc họ “xử lý” nội dung các tạp chí học thuật phương Tây trước khi chia sẻ cho Quốc gia Hoa. Ví dụ điển hình nhất cho điều này chính là trường hợp của Li Senko. Nhờ sự tồn tại của ông ta, các tạp chí học thuật Nga Xô Viết lúc bấy giờ hoàn toàn không đăng tải các nghiên cứu về di truyền học Mendel hay sinh học hiện đại; những bài báo phản đối lý thuyết của Li Senko gần như không thể được công bố. Như tạp chí “Thực vật học Nga Xô Viết” và “Tiến bộ Khoa học Nông nghiệp”, trong khoảng từ cuối những năm 40 đến đầu những năm 50, hầu như chỉ đăng các bài viết ủng hộ lý thuyết của Li Senko. Isaac Agapov đã cố gắng đăng một bài báo phản bác Li Senko trên tạp chí “Di truyền học”, nhưng bị ban biên tập từ chối. Điều này cũng ảnh hưởng đến Quốc gia Hoa; mãi đến sau 60 năm, các tạp chí như “Tạp chí Di truyền học” của Quốc gia Hoa (được thành lập vào năm 1978, nhưng các nghiên cứu liên quan đã được khôi phục từ những năm 60) mới bắt đầu đăng tải các bài báo dựa trên lý thuyết gen. Trong hai năm qua, mặc dù Nga Xô Viết không cung cấp các tạp chí học thuật nữa, nhưng mọi người vẫn có thể tiếp cận được các tạp chí học thuật hàng đầu từ Châu Âu và Mỹ. Mặc dù có thể phải chờ đợi từ bốn đến năm tháng, thậm chí là nửa năm mới nhận được chúng, nhưng họ vẫn không bị lạc hậu so với những kết quả nghiên cứu quốc tế. Thật khó để tưởng tượng rằng có một chiếc máy tính nào lại mạnh mẽ đến thế… Thậm chí kích thước của nó chỉ bằng một tấm thẻ. Giám đốc Qian thở dài và nói: “Nếu không phải vì chuyện này, tôi cũng sẽ không yêu cầu các bạn rời khỏi Yên Kinh vào ngày Tết Nguyên đán và đi xa đến tận biên giới phía tây nam. Khi tôi nhìn thấy thứ này, tôi cũng giống như các bạn vậy – thậm chí còn sốc hơn nữa. Nhưng đó chính là sự thật; nó đang

Thế giới này là vật chất; dù nó có kỳ lạ đến mức nào, dù vượt ra khỏi phạm vi nhận thức của tôi đến đâu, thì nó vẫn tồn tại thực sự. Vì vậy, chúng ta cần phải chấp nhận sự tồn tại của nó.

Hãy tận dụng nó đi.

Sau này, chúng tôi sẽ cung cấp hướng dẫn sử dụng cho mọi người. Các bạn có thể thoải mái kiểm tra hiệu suất của nó để xác minh những gì tôi đã nói.

Mọi người ơi, thời gian của chúng ta không còn nhiều nữa.

Tôi không thể giải thích cho các bạn rõ nguồn gốc của thứ này từ đâu đến, nhưng tôi có thể nói với các bạn rằng, không chỉ chúng ta có nó, mà các quốc gia khác cũng có.

Dù là việc ứng dụng hay sao chép nó, chúng ta đều phải nhanh chóng tìm hiểu rõ ràng hơn.”

Xia Peisu giơ tay lên: “Liệu tôi có thể đánh giá nó trước được không?”

Cô ấy thực sự không thể kiềm chế được nữa.

Viện trưởng Qian gật đầu: “Hiện tại, bạn chỉ được quan sát mà không được chạm vào nó.

Tôi muốn nói với mọi người rằng, thứ này quan trọng hơn cả mạng sống của chúng ta. Các bạn hiểu chứ?”

Khi nghe biết rằng các quốc gia khác cũng sở hữu thứ này, mọi người đều cảm thấy một trách nhiệm nặng nề trong lòng.

Dù không biết quốc gia họ đã phải trả giá bao nhiêu để có được chiếc máy tính nhỏ bé này mang tên “Raspberry Pi”, nhưng chỉ cần suy nghĩ thôi cũng biết họ chắc chắn đã phải hy sinh rất nhiều thứ.

Nói thật, khả năng tưởng tượng của mọi người thật sự rất mạnh mẽ.

Viện trưởng Qian và nhóm người đầu tiên tiếp xúc với Raspberry Pi đều nghĩ rằng chắc chắn nước Mỹ có nó, có lẽ Liên Xô cũng vậy.

Họ cảm thấy một sự lo ngại cực kỳ lớn.

Còn những người như Quốc gia Hoa và Nhà khoa học được đưa đến đây thì lại nghĩ rằng, việc có được thứ này chắc chắn không hề dễ dàng.

Mọi người đều liên tưởng đến những người anh hùng trong lịch sử hiện đại, những người đã hy sinh mạng sống của mình để truyền đạt những thông tin quý báu.

Và chiếc máy tính Raspberry Pi này, rõ ràng, có giá trị hơn bất kỳ thông tin nào mà họ có thể tưởng tượng được.

Giá phải trả cho nó chắc chắn cũng vượt xa những gì họ có thể đoán được.

Khi nghĩ đến điều này, những lời than phiền về việc bị buộc phải làm việc ở đây của mọi người gần như biến mất hoàn toàn trong chốc lát.

Xia Peisu đứng rất gần, quan sát toàn bộ quá trình từ khi Raspberry Pi được bật lên, chạy động, cho đến khi Viện trưởng Qian sử dụng máy đánh chữ điện tử để thao tác với nó.

Cô ấy nói: “Viện trưởng Qian, tôi đoán rằng đây là một chiếc máy tính được chế tạo từ transistor, hoặc có thể

Nhưng ít nhất thì nó cũng không phải là ống tinh thể điện tử.

Vì tôi chưa từng sờ vào nó, nên không thể nói về kích thước và trọng lượng; chỉ xét đến tốc độ khởi động và mức độ sinh nhiệt của nó thôi, thì nó chắc chắn không thể là ống tinh thể điện tử được.

Một mặt là thiết bị nguồn ở đây cho thấy nó sử dụng pin axit chì 12V kết hợp với bộ điều chỉnh điện áp để cung cấp nguồn điện 5V DC cho nó.

Ống tinh thể điện tử ít nhất cũng cần nguồn điện cao áp trên 100V; ví dụ như thiết bị 107 mà tôi đã tham gia nghiên cứu, nó tiêu thụ lượng điện lớn lên đến hàng kilowatt.

Ngoài ra, logic hoạt động cơ bản của ống tinh thể điện tử có mối liên hệ mật thiết với nhiệt độ.

Cơ sở vật lý của ống tinh thể điện tử dựa trên phương trình Richardson-Dushman; mật độ dòng điện phát xạ do electron nóng tạo ra J và nhiệt độ T có mối quan hệ như sau: J = AT²e/kT. Logic hoạt động này dựa trên hiện tượng phát xạ electron nóng, thông qua việc làm nóng cực âm để các electron có đủ năng lượng để thoát ra bề mặt.

Nghĩa là, nhiệt độ càng cao, lượng electron phát xạ càng nhiều, dòng điện cũng sẽ lớn hơn. Nếu nhiệt độ không đủ, lượng electron phát xạ giảm xuống, và ống tinh thể điện tử sẽ không thể hoạt động bình thường được.

Vì vậy, ống tinh thể điện tử cần phải được làm nóng trước khi sử dụng; từ lúc khởi động cho đến khi dây tóc trong bóng đèn làm nóng cực âm đến nhiệt độ hoạt động, cần phải mất ít nhất vài giây thời gian.

Vì vậy, linh kiện bên trong nó chắc chắn không phải là ống tinh thể điện tử.”

Sau khi nói xong, Xia Peisu tiếp tục: “Nhưng cũng không chắc lắm… Bởi vì đây là một thứ vượt xa sự tưởng tượng của tôi. Việc nó là ống tinh thể điện tử cũng không loại trừ được. Dù sao thì ống tinh thể điện tử cũng không chỉ dựa trên nguyên lý phát xạ electron nóng mà thôi; còn có cả nguyên lý phát xạ do điện trường tạo ra và phát xạ quang điện, tức là Field Emission và Photoemission.

Nguyên lý phát xạ do điện trường tạo ra là hiện tượng các electron thoát ra khỏi bề mặt vật liệu dưới tác động của điện trường mạnh, thông qua hiệu ứng đào hang lượng tử; không cần phải làm nóng cực âm đến nhiệt độ cao. Cơ sở lý thuyết này được Forer-Nordheim đề xuất vào những năm 20, và chủ yếu dựa trên hiện tượng đào hang lượng tử của các electron dưới điện trường mạnh.”

Loại này không yêu cầu điều kiện nhiệt độ nhất định, nhưng theo hiểu biết hiện tại của chúng ta, việc sử dụng hiệu ứng phóng điện trường đòi hỏi điện áp cực cao – ít nhất là vài nghìn volt, thậm chí là vài chục nghìn volt – để tạo ra một điện trường mạnh tại cực âm, giúp các electron có thể xuyên qua lớp vật liệu và được phóng ra ngoài.

Điều này cũng không phù hợp với nguyên lý hoạt động của loại này.

Ngoài ra, dòng electron phát sinh từ hiệu ứng phóng điện trường khó có thể được điều khiển một cách chính xác như cực lưới trong ống tinh thể nhiệt điện.

Thật sự không giống lắm.”

Đừng nói đến những thuật ngữ như Quốc gia Hoa hay Nhà khoa học; vào thời điểm đó, chúng ta còn chưa biết gì về hiệu ứng phóng điện trường cả.

Tia X-quang chính là được phát triển dựa trên nguyên lý này. Vào năm 1961, ống tia X quang với cực âm lạnh đã được ứng dụng rộng rãi trong y học và công nghiệp. Ngay từ năm 1958, Viện Vật lý Hàn lâm Quốc gia Hoa đã bắt đầu nghiên cứu về ống tia X quang.

Thực tế, trong những năm đầu, Quốc gia Hoa đã theo dõi và thậm chí cố gắng đuổi kịp nhiều lĩnh vực công nghệ tiên tiến.

Thông tin mới nhất được công bố trên trang web sách số 69!

Tiếp tục, Xia Peisu nói: “Một loại khác là hiệu ứng phát điện quang. Hiệu ứng này xảy ra khi các photon kích thích các electron trên bề mặt vật liệu, giúp chúng vượt qua rào cản do hàm năng lượng và thoát ra ngoài. Nguyên lý này dựa trên lý thuyết hiệu ứng quang điện của Einstein, nhưng nó đòi hỏi có ánh sáng bên ngoài chiếu vào cực âm. Điều này cũng không phù hợp lắm.”

“Nhưng lý do tôi nói rằng khả năng sử dụng ống tinh thể vẫn không thể bị loại trừ, là bởi vì chúng quá tiên tiến – tiên tiến đến mức vượt ra ngoài hiểu biết hiện tại của chúng ta. Nếu đó là một loại ống tinh thể mà chúng ta chưa biết đến, và chúng ta vì sai lầm mà lãng phí thời gian, thì thật sự rất tồi tệ. Đối với chúng ta, thời gian chính là cuộc sống.”

Wu Xijiu bổ sung: “Theo như hiểu biết hiện tại của chúng ta, ít nhất thì nó không phải là bất kỳ loại ống tinh thể nào mà chúng ta đã biết đến.”

Một hướng khác là transistor. Xét về mặt tiêu thụ điện năng, nó giống với transistor hơn. Ví dụ, vào năm 1955, khi tôi còn đang học tập ở Mỹ, tôi đã đọc về máy tính TRADIC trên các tạp chí khoa học; nó có kích thước nhỏ, tiêu thụ ít điện năng, hoạt động ở điện áp thấp và không cần phải làm nóng trước khi sử dụng. Tất nhiên, khi nói về kích thước nhỏ, tôi đang so sánh với những máy tính sử dụng ống tinh thể trước đây – những chiếc máy

Nói thêm một điều, dù thiết bị này được chế tạo dành cho không quân, nhưng nó không hề bị giấu kín. Vào ngày 14 tháng 3 năm 1955, Phòng thí nghiệm Bell đã thông báo chính thức qua bản tin rằng TRADIC là “chiếc máy tính sử dụng hoàn toàn transistor đầu tiên”, kèm theo hình ảnh minh họa, chính là bức ảnh trên đây.

Cả tạp chí “Popular Electronics” số tháng 6 năm 1955 cũng đã đưa tin về TRADIC, gọi nó là “siêu máy tính”.

Lúc đó, Wu Xijiu – người đang học tại MIT – không biết rằng TRADIC mới thực sự phi thường.

“Nhưng điều này vẫn không hợp lý lắm… Mặc dù transistor có thể được mini hóa hơn nữa, nhưng việc chúng nhỏ đến mức này thì thật sự vượt ra khỏi tầm tưởng tượng của tôi.”

Transistor được phát minh bởi Phòng thí nghiệm Bell vào năm 1947 và bước vào giai đoạn ứng dụng thực tế vào những năm 1950.

Máy tính TRADIC sử dụng khoảng 700 transistor.

Vào năm 1958, Texas Instruments và Fairchild Semiconductor lần lượt phát minh ra mạch tích hợp, cho phép tích hợp nhiều transistor trên cùng một con chip.

Nhưng ngay cả người sáng lập Fairchild, LAO BÁCH ĐẠO, cũng chỉ nghĩ rằng trong tương lai, chúng ta có thể tích hợp được vài nghìn transistor là tối đa.

Không ai có thể tưởng tượng được rằng chúng ta sẽ có thể tích hợp chúng ở cấp độ nanomet.

Chưa kể, vào thời điểm đó, hiểu biết của Quốc gia Hoa về transistor vẫn còn giới hạn ở mức độ không ổn định, ở cấp độ milimet.

“À, xin lỗi, để tôi nói thêm vài điều…” Xie Xide giơ tay lên và nói: “Tôi nghĩ chúng ta không nên lãng phí thời gian; chúng ta cần dám đưa ra quyết định…” Xie Xide là tiến sĩ từ Đại học MIT và cũng là nữ hiệu trưởng đầu tiên của Đại học Fudan. Bà thường xuyên nghiên cứu về vật lý bề mặt và vật lý bán dẫn. Năm 1956, bà được mời đến một trường đại học ở Yên Kinh để tham gia công tác thành lập bộ môn bán dẫn, và vào năm 1958, bà trở lại Thần Hải.

Bà đến đó sớm hơn so với các chuyên gia khác; mặc dù sức khỏe không tốt, bà vẫn quyết định cùng gia đình đến Panzhihua để làm việc.

Bà nói: “Từ góc độ lý thuyết, đó chắc chắn là transistor. Dựa trên cơ học lượng tử, chiều rộng vùng cấm của silicon là 1,12 eV và hằng số mạng lưới là 0,543 nm; những thông số này đã được đo đạc chính xác. Trung tâm của transistor là mối nối PN, và chúng ta kiểm soát chuyển động của electron và lỗ trống thông qua việc pha tạp. Mô hình toán học của mối nối PN mô tả quá trình lan truyền và dịch chuyển của các hạt mang điện. Các nghiên cứu về vật lý rắn cho thấy rằng các đặc tính vật lý của vật liệu có thể thay đổi khi kích thước của

Nghiên cứu về các lớp màng mỏng và hạt vi đã bao gồm cả những hiệu ứng ở cấp độ micromet. Nguyên lý không chắc chắn của Heisenberg và tính hai nguyên tử của sóng-lượng tử cho thấy rằng electron thể hiện tính sóng ở quy mô siêu nhỏ; cụ thể là ở cấp độ nanomet sẽ xuất hiện hiệu ứng xuyên hầm lượng tử.

Các tinh thể silicon có hằng số mạng khoảng 0,543 nanomet, và khoảng cách giữa các nguyên tử nằm trong khoảng 0,2–0,3 nanomet. Về mặt lý thuyết, kích thước nhỏ nhất của transistor có thể tiến gần đến vài đơn vị mạng, tức là ở cấp độ nanomet.

Một cấu trúc có kích thước 10 nanomet có thể chứa từ 18 đến 20 nguyên tử silicon.

Đối với chuyển động của các hạt mang điện, bán kính tự do trung bình của electron và lỗ trống trong silicon khoảng 10–100 nanomet. Nếu kích thước của transistor được thu nhỏ đến mức này, các hạt mang điện vẫn có thể truyền tín hiệu một cách hiệu quả; về mặt lý thuyết, điều này cho phép transistor hoạt động ở cấp độ nanomet.

Chiều rộng vùng cạn kiệt của mối nối PN sẽ giảm khi nồng độ pha tạp tăng lên. Các nghiên cứu vật lý rắn cho thấy rằng thông qua việc pha tạp cao và áp điện mạnh, vùng cạn kiệt có thể được thu nhỏ xuống cấp độ nanomet, đồng thời vẫn duy trì chức năng khóa/mở.

Bước sóng de Broglie của electron ở nhiệt độ thông thường khoảng 10 đến 50 nanomet. Khi kích thước của thiết bị tiếp cận mức này, các hiệu ứng lượng tử sẽ ảnh hưởng đáng kể đến hành vi của electron. Điều này cho thấy rằng transistor có thể hoạt động ở cấp độ nanomet, nhưng cũng có thể gặp phải nhiều trở ngại. Tuy nhiên, sự tồn tại của Raspberry Pi đã khiến tôi nhận ra rằng transistor thực sự có thể hoạt động ở cấp độ nanomet.

Ngoài ra, các nghiên cứu vật lý rắn cũng chỉ ra rằng khi kích thước giảm xuống, tỷ lệ các nguyên tử ở bề mặt tăng lên, điều này cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc mini hóa các thiết bị. Nói cách khác, nếu công nghệ sản xuất vượt qua được giới hạn của micromet, kích thước của transistor hoàn toàn có thể tiến gần đến kích thước của mạng tinh thể.

Năm ngoái, tôi đã đọc cuốn sách của Feynman, trong đó ông đề xuất rằng các quy luật vật lý cho phép chúng ta thao tác với các thiết bị ở cấp độ nguyên tử. Cuốn sách cũng đề cập đến khả năng xây dựng các mạch điện bằng cách sử dụng các nguyên tử, điều này phù hợp với concept về transistor ở cấp độ nanomet.

Các bạn hiểu chứ? Mặc dù chúng ta không biết làm thế nào để chế tạo ra chúng, hay làm thế nào để đạt được bước đột phá trong công nghệ sản xuất, nhưng tôi tin chắc đó chính là transistor. Đây là những gì vật lý lý thuyết đã truyền đạt cho t