ウィリアム・ブラッドフォード・ショックレー・ジュニア
（William Bradford Shockley Jr.）
1910年2月13日 - 1989年8月12日
米国の発明家、物理学者、優生学者
ショックレーはベル研究所で
ジョン・バーディーン
ウォルター・ブラッテン
を含む研究グループのマネージャーであった。
3人の科学者は「半導体に関する研究とトランジスタ効果の発見」により、 1956年のノーベル物理学賞を共同受賞した。
ショックレーは1950年代から60年代にかけて新しいトランジスタ設計を商業化しようとしたカリフォルニアのシリコンバレーはエレクトロニクスの革新の温床となった。
彼は優秀な従業員を採用したが、独裁的で気まぐれな経営ですぐに彼らを疎外した。
嫌がらせを感じた従業員らは労働環境が悪くなり会社を辞めて業界の大手企業を設立した。
晩年、スタンフォード大学で電気工学の教授を務めていた頃や、その後、ショックレーは
人種差別主義者
優生学者
として知られるようになった。
ショックレーはイギリスのロンドンで米国人の両親のもとに生まれ、3歳から家族の故郷であるカリフォルニア州パロアルトで育った。
父親ウィリアム・ヒルマン・ショックレーは鉱山技師で、鉱山投機で生計を立て、8か国語を話した。
母親メイ（旧姓ブラッドフォード）はアメリカ西部で育ち、スタンフォード大学を卒業し、女性初の米国副鉱山測量官となった。
両親が公立学校を嫌っていたこととショックレーが癇癪を起こす癖があったことから、ショックレーは8歳まで自宅で教育を受けた。
ショックレーは幼い頃、スタンフォード大学の物理学教授だった隣人から物理学を少し学んだ。
ショックレーはパロアルト陸軍士官学校で2年間過ごした。
その後、ロサンゼルスコーチングスクールに短期間入学して物理学を学び、その後1927年にハリウッド高校を卒業した。
ショックレーは1932年にカリフォルニア工科大学で理学士号を取得し、 1936年にMITで博士号を取得した。
彼の博士論文のタイトルは「塩化ナトリウムの電子バンド」であった。
これは指導教官のジョン・C・スレーターが提案したテーマであった。
ショックレーは、固体物理学者の採用に注力していた
マーヴィン・ケリー
によってベル研究所に最初に採用された者の一人で1936年にベル研究所の研究部長となった。
ショックレーは、ニュージャージー州マレーヒルの
クリントン・デイヴィソン
が率いるグループに参加した。
ベル研究所の幹部は、半導体がベルの全国電話システム全体で使用されている真空管の固体代替品になる可能性があると理論づけていた。
ショックレーは、銅酸化物半導体材料をベースにした設計をいくつか考案し、
ウォルター・ブラッテン
とともに1939年にプロトタイプを作成しようとしたが失敗した。
ショックレーは、 Physical Review誌に固体物理学に関する基礎論文を多数発表した。
1938年に彼は電子増倍器に関する最初の特許「電子放電装置」を取得した。
第二次世界大戦が勃発すると、ショックレーの研究は中断された。
その後、マンハッタン（ニューヨーク市）で
レーダーの研究
に従事するようになった。
1942年5月、ショックレーはベル研究所を休職し、コロンビア大学の
対潜水艦戦作戦グループ
の研究ディレクターに就任した。
この仕事では、潜水艦の戦術に対抗するための
護送技術の改善
爆雷の投下パターンの最適化
などを考案した。
ショックレーはペンタゴンやワシントンを頻繁に訪れ、高官や政府関係者と面会した。
1944年、彼はB-29爆撃機パイロットに
新しいレーダー爆撃照準器
の使用訓練プログラムを組織した。
1944年後半、彼は結果を評価するため世界中の基地を3か月間巡回した。
このプロジェクトに対して、陸軍長官
ロバート・パターソン
は1946年10月17日にショックレーに功労勲章を授与した。
1945年7月、陸軍省はショックレーに
日本本土侵攻による死傷者の可能性に関する報告書
を作成するよう依頼した。
ショックレーは「もしこの研究が、日本と比較できる歴史上のすべての事例における国家の行動が、実際には戦闘中の軍隊の行動と常に一致していることを示すならば、敗戦時の日本軍の死者と戦死者の数はドイツ軍のそれを上回ることになる。言い換えれば、我々は少なくとも500万から1000万人の日本人を殺さなければならないだろう。これにより、40万人から80万人の死者を含む170万人から400万人の死傷者が出る可能性がある。」と結論付けた。
この報告書は、日本の降伏に先立って広島と長崎に原爆を投下するという米国の決定に影響を与えた。
ショックレーは、科学研究論文の作成プロセスをモデル化するために対数正規分布を提案した最初の物理学者でした。
1945年に戦争が終わった直後、ベル研究所は固体物理学グループを結成した。
このグループはショックレーと化学者の
スタンレー・モーガン
が率い
ジョン・バーディーン
ウォルター・ブラッテン
物理学者の
ジェラルド・ピアソン
化学者の
ロバート・ギブニー
電子工学の専門家
ヒルバート・ムーア
および数人の技術者で構成されていた。
彼らの任務は、壊れやすいガラス製の真空管増幅器に代わる固体を探すことだった。
最初の試みは、半導体の導電性に影響を与えるために外部電界を使用するというショックレーのアイデアに基づいていた。
これらの実験は、あらゆる種類の構成と材料で毎回失敗した。
グループは行き詰まっていたが、バーディーンが電界が半導体を貫通するのを防ぐ表面状態を呼び出す理論を提案した。
グループは焦点をこれらの表面状態の研究に変更し、ほぼ毎日集まって作業について話し合った。
グループは素晴らしい関係を築き、自由にアイデアを交換し、1946 年の冬までに、彼らは十分な結果を得て、バーディーンはフィジカル レビュー誌に表面状態に関する論文を提出した。
ブラッテンは半導体の表面に明るい光を当てながら観察することで表面状態を調べる実験を開始した。
これがきっかけでさらに数本の論文が発表され た。
そのうち 1 本はショックレーとの共著である。
なお、表面状態の密度は失敗した実験を説明するのに十分すぎるほどであると推定された。
半導体と導線の間の点接触を電解質で囲み始めたとき、研究のペースは大幅に速まった。
ムーアは入力信号の周波数を簡単に変えることができる回路を作った。
そしてついに、ショックレーの提案を受けてピアソンがp-n 接合を横切って置いたホウ酸グリコールの液滴に電圧をかけたところ、彼らは電力増幅の証拠をいくつか得始めた。
ベル研究所の弁護士はすぐに、ショックレーの
電界効果原理
が予想されており、それに基づくデバイスが1930年に
ジュリアス・リリエンフェルト
によって特許取得されていることを発見した。
リリエンフェルトは1925年10月22日にカナダでMESFETのような特許を申請した。
この特許は「壊れやすい」（動作しない）ように見えたが、特許弁護士は4つの特許出願のうち1つをバーディーン＝ブラッテン点接触設計のみに基づいていた。
他の3つは、バーディーン、ギブニー、ブラッテンを発明者として電解質ベースのトランジスタをカバーしていた。
ただ、ショックレーの名前はこれらの特許出願のいずれにも記載されていなかった。
ショックレーは、この研究は電界効果のアイデアに基づいているのだから、自分の名前も特許に記載されるべきだと考え、これに激怒した。
彼は特許が自分の名前だけで記載されるように努力し、バーディーンとブラッテンにその意図を伝えた。
ショックレーは、特許申請に含まれなかったことに腹を立て、点接触ではなく接合に基づく別の種類のトランジスタを作るという独自の研究を密かに続けた。
彼は、この種の設計の方が商業的に実現可能になる可能性が高いと予想した。
点接触トランジスタは壊れやすく、製造が難しいと考えた。
また、ショックレーは点接触トランジスタの動作の説明の一部に満足せず、少数キャリア注入の可能性を思いついた。
1948年2月13日、チームの別のメンバーである
ジョン・N・シャイブ
は、薄いゲルマニウムのくさび形の前面と背面に青銅の接点を持つ点接触型トランジスタを製作し、正孔がこれまで考えられていた表面だけでなくバルクゲルマニウム全体に拡散できることを証明した。
シャイブの発明はショックレーの接合型トランジスタの発明のきっかけとなった。
数ヵ月後、彼は層または「サンドイッチ」構造を持つ、まったく新しい、かなり堅牢なタイプのトランジスタを発明した。
この構造は1960年代までほとんどのトランジスタに使用され
バイポーラ接合型トランジスタ
へと進化した。
ショックレーは後に、チームの活動を「協力と競争の混合」と表現した。
また、彼は1948年にシャイブの進出によって「やむを得ず」自分の研究の一部を秘密にしていたとも述べている。
ショックレーは「サンドイッチ」トランジスタと呼んだもののかなり完全な説明を考案し、1949年4月7日に最初の原理証明が得られた。
一方、ショックレーは最高傑作である「半導体の電子と正孔」に取り組み、1950年に558ページの論文として出版された。
この大著には、ドリフトと拡散に関するショックレーの重要なアイデアや、固体結晶中の電子の流れを支配する微分方程式が盛り込まれた。
また、ショックレーのダイオード方程式も説明されている。
この独創的な作品は、トランジスタや半導体をベースにした他のデバイスの新しいバリエーションの開発と改良に取り組む他の科学者にとって参考文献となった。
その結果、彼はバイポーラ「接合トランジスタ」を発明し、1951年7月4日の記者会見で発表した。
1951年、彼は41歳で、米国科学アカデミー（NAS）に選出された。
2年後、彼はNASから物理学の権威あるコムストック賞の受賞者に選ばれ、その他にも多くの賞や栄誉を受けた。
こうして「トランジスタの発明」によってもたらされた宣伝は、しばしばショックレーを前面に押し出し、バーディーンとブラッテンの不満を招いた。
しかし、ベル研究所の経営陣は、一貫して3人の発明者をチームとして紹介した。
ショックレーは、記者が発明の功績を自分一人に帰したという記録を訂正した。
しかし、結局はバーディーンとブラッテンの怒りを買い、疎遠となり、実質的に2人が接合型トランジスタに取り組むことを阻止した。
その後、バーディーンは超伝導の理論を追求し始め、1951年にベル研究所を去った。
ブラッテンはショックレーとそれ以上一緒に働くことを拒否し、別のグループに配属された。
ブラッテンは、トランジスタの発明から1年を過ぎても、トランジスタの開発にはほとんど関与しなかった。
ショックレーは1953年頃にベル研究所を離れ、カリフォルニア工科大学に就職した。
ショックレー、バーディーン、ブラッテンは1956年にノーベル物理学賞を受賞した。
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
を設立した。
そこは、カリフォルニア州パロアルトに住む高齢の母親の住む場所の近くだった。
ベックマン・インストゥルメンツ社の一部門であるこの会社は、シリコンバレーとして知られるようになった地域でシリコン半導体デバイスを研究する最初の企業でとなった。
ショックレーは優秀な従業員を自社に採用した。
しかし、独裁的で、横暴で、気まぐれで、満足しにくく、次第に偏執的になっていったため、従業員の能力にを引き出す仕事を与えることなく執拗に彼らを弱体化させたことで彼らを疎外した。
「彼はエレクトロニクスの歴史上最悪のマネージャーだったかもしれない」と伝記作家のジョエル・シュルキンは述べている。
ショックレーが関わった「よく知られた事件」の1つは、会社の秘書が軽い怪我を負った後、彼が「犯人」を見つけるために嘘発見器テストを要求したことだ。
1957年後半、ショックレーがシリコンベースの半導体の研究を続けないことを決めたため、後に「裏切り者の8人」として知られるようになる、ショックレーの最も優秀な研究者8人が辞職した。
彼らはフェアチャイルドセミコンダクターを設立したが、ショックレーセミコンダクターは損失から立ち直ることができず、3年後に別の会社に買収された。
その後20年間で、65以上の新しい企業がフェアチャイルドとのつながりを持つことになった。
約30人の同僚のグループは1956年以来、断続的に集まり、グループの主催者が2002年に述べたように「シリコンバレーにシリコンをもたらした男」であるショックレーとの思い出を語り合ってきた。
ショックレーはショックレー半導体の取締役を退任した後、スタンフォード大学に加わり、 1963年にアレクサンダー・M・ポニアトフ工学・応用科学教授に任命され、1975年に名誉教授として退職するまでその職を務めた。
遺伝学の学位を持っていなかったショックレーは、生涯の最後の20年間に、
人種と人間の知能に関する極端な見解
優生学の擁護
で広く知られるようになった。
ロサンゼルス・タイムズ紙の死亡記事では、「彼は、非の打ちどころのない学歴を持つ物理学者からアマチュア遺伝学者に転落し、その見解がキャンパスでのデモと中傷の連鎖を引き起こす避雷針となった」と評されている。
彼は自分の研究が人類の未来にとって重要であると考え、またそれを自分のキャリアで最も重要な側面であるとも述べた。
彼は、知能が低いとされる人々の再生産率が高いことが遺伝的劣化を引き起こしていると主張し、平均知能の低下は文明の衰退につながると主張した。また、黒人は遺伝的にも知的にも白人より劣っていると主張した。
ショックレーの伝記作家
ジョエル・シュルキン
は、当時の人種差別のあったアメリカでショックレーが過ごした人生の大半において、黒人とほとんど接触がなかったと述べている。
精神科医
フランシス・クレス・ウェルシング
との討論や
ウィリアム・F・バックリー・ジュニア
との『ファイアリング・ライン』でショックレーは「私の研究は、アメリカ黒人の知的・社会的欠陥の主な原因は遺伝的かつ人種的遺伝子に由来しており、したがって環境の実際的な改善によって大幅に改善できるものではないという意見に必然的に私を導いた」と主張した。
ショックレーはパイオニア基金から資金提供を受けた人種理論家の一人で、少なくとも1回は基金の創設者で優生学者の
ウィクリフ・ドレイパー
から寄付を受けた。
ショックレーは、 IQが100未満の個人には、自発的な不妊手術を受ける見返りとして、IQが100未満のポイントごとに1,000ドルを支払うべきだと提案した。
この提案により、リーズ大学は彼への名誉学位の申し出を取り下げた。
なお、人類学者で極右活動家の
ロジャー・ピアソン
は、ショックレーとの共著で自費出版した本の中でショックレーを擁護した。
1973年、ウィスコンシン大学ミルウォーキー校の教授
エドガー・G・エップス
は、「ウィリアム・ショックレーの立場は人種差別的な解釈を招きやすい」と主張した。
南部貧困法律センターは、ショックレーを「彼の研究が人種差別主義者の奇人変人によるものであることがほぼ普遍的に認められている」中で優生学理論の証拠を提示できなかった白人至上主義者であると評している。
また、科学ライターのアンジェラ・サイニは、ショックレーを「悪名高い人種差別主義者」と評している。
ショックレーは、自分は人種差別主義者ではないと反論した。
彼は、自分の研究結果は白人至上主義を支持するものではなく、東アジア人とユダヤ人は白人よりも知的に優れていると主張していると書いた。
1973年、エドガー・エップスは「ショックレー教授がアーリア人至上主義者でないことは喜ばしいが、東洋人やユダヤ人の遺伝的優位性を主張する理論は、アーリア人至上主義と同じくらい本質的に人種差別的であることを彼に思い出させたい」と書いた。
ショックレーの優生学の主張は抗議を引き起こした。ある事件では、科学団体シグマ・サイが暴力を恐れ、ショックレーが講演を予定していた1968年のブルックリンでの集会を中止した。
ショックレーは23歳でまだ学生だった1933年8月にジーン・ベイリーと結婚した。
二人には息子2人と娘1人が生まれた。
ショックレーは1953年に彼女と別れた。
彼は1955年に精神科看護師のエミリー・ランニングと結婚し、彼女は彼の理論のいくつかを手伝った。
息子の一人はスタンフォード大学で博士号を取得し、娘はラドクリフ大学を卒業した。
ショックレーは子供たちが「非常に大きな退行を示している...私の最初の妻、つまり子供たちの母親は私ほど学業成績が優れていなかった」と考えていた。
ショックレーは熟練したロッククライマーで、ハドソン川渓谷のショーンガンク山脈によく出かけていた。
彼が登った張り出しを越えるルートは「ショックレーの天井」として知られ、この地域の古典的な登山ルートの一つである。
彼は長年、アリのコロニーを育てる趣味を持っていた。
ショックレーは、人類の最良の遺伝子を広めることを目的としてロバート・クラーク・グラハムが設立した精子バンク「生殖選択のための貯蔵庫」に精子を提供した。
メディアから「ノーベル賞精子バンク」と呼ばれたこのバンクは、ノーベル賞受賞者の提供者が3人いると主張した。
ショックレーは関与を公に認めた唯一の人物だった。
PBSによると、ショックレーは子供たちに対して残酷で、人生に不満を抱いていた。
自殺未遂の一環としてロシアンルーレットを試みたとも伝えられている。
ショックリーは1989年に79歳で前立腺癌で亡くなった。
亡くなった当時、彼は2番目の妻であるエミー・ランニング（1913年 - 2007年）を除いて、ほとんどの友人や家族と疎遠になっていた。
彼の子供たちは新聞の死亡記事を読んで彼の死を知ったと伝えられている。
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