這個引子有點正經
科學、技術和生產三者的關係，包含著許許多多中間環節和過渡階段，要經歷各種層次的“反饋”和“前饋”。
現代科學技術史上的重大突破，有一條共同規律：它們並不來自當時社會生產的直接需求，而是在生產和技術提供的整體背景上，出現在安靜的科學實驗室中。
當前的生產需求只能導致技術革新，為了認識世界而進行的包括理論分析在內的科學實驗才會引發科學和技術的革命。不是改進蠟燭的工人發明了電燈，電動機也沒有誕生在內燃機工廠，電子計算機的出現與手搖或電動計算機的製造幾乎沒有關係。
基礎科學的進步比解決任何一個生產廠家的要求，更有效地推動著社會歷史前進。“於無聲處聽驚雷”——這是科學發展的歷史事實和基本規律。
19世紀上半葉，當提高蒸汽機和內燃機效率曾是生產技術提出的最迫切要求之時，安培、奧斯特、法拉第這些物理學家卻在潛心研究電流如何使磁針偏轉，電流又如何彼此相吸和相斥。掌握了物理規律，電動機和發電機就在19世紀60年代應運而生。電氣化的時代就開始了。
還有就是熱機研究有一項並不十分引人注目的副產品，這就是真空技術。它使得物理學家們能夠把玻璃管抽成真空或充以各種氣體，研究放電時產生的五顏六色的光線。
霓虹燈
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這些19世紀下半葉物理實驗室裡的玩意兒，與當時的生產技術有多少關係呢？
然而原子光譜和量子力學、X射線和放射性，這些改變了20世紀生產面貌的重大進展，哪一件不與氣體放電的研究有關呢？就連20世紀上半葉廣泛用於無線電通信的電子管，也是氣體放電和真空技術的直接後果。
電子計算機問世時，並沒有自己的“專用”元件。它從無線電通信技術中借用了各種電真空器件，電阻電容元件和繼電器。半導體元件最初也不是為計算機研製的。然而，如果說20世紀後半葉半導體工業的發展，主要是適應電子計算機和整個信息技術的需求，這已是毫不過分的話。
從20世紀60年代以來半導體技術發生的巨大變革，是以物理學基礎研究近百年的成果為前提的。
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從“閒材”變成人類數字文明的物質基礎
半導體從沒有用武之地的“閒材”，變成人類數字文明的物質基礎，經歷了150年以上的研究和發展過程。化學家和物理學家們做出過無以計數的大大小的發現和發明，才使其最終成為獨立的技術科學和工業門類。
19世紀電工技術的需求，促使人們去研究各種材料的導電性質。人們最感興趣的首先是那些良好的導體——銅、銀、鋁、汞，以及許多其他金屬和合金，它們的室溫電導率高達10的4次方~10的6次方/(歐姆·釐米）。不導電的絕緣材料也是電機工業離不開的，它們的電導率低達10的-22次方~10的-10次方/(歐姆·釐米）。在導體和絕緣體之間，電導率介於10的-9次方~10的3次方/(歐姆·釐米）的材料，自然稱作半導體。在很長一段時期，半導體被認為是對於電工技術沒有多大用處的材料。
2 半導體的範圍
許多種礦石，元素週期表第四、五、六族的非金屬元素，一些合金和有機染料，都屬於半導體的範圍。
作為化學元素，1817年發現硒，1811年分離並在1823年確認了硅。
1850年注意到，同金屬相反，半導體硫化銀的電阻隨溫度上升而下降。這在以後相當長的時期曾用做半導體的判據。
1886年發現了鍺，1891年合成了並不存在於自然界中的碳化硅。硒曾經長期用作玻璃的染色和去色劑，而碳化硅一直用作高級磨料，高溫電阻和耐火材料。
1883年發現了硒整流作用，1920年以後開始生產硒整流器，這就是至今仍在使用的“硒片”和“硒堆”。1926年半導體氧化亞銅（Cu2O)也用於生產整流器。
整流器是電源供應器的一部份，可以將交流電轉換成直流電的裝置或元件也被用來作無線電訊號的偵測器等。整流器可以是固態二極管 、真空管二極管、汞弧管、或是氧化銅與硒的堆疊等作成。
各種橋式整流器，左下為硒整流器，其他都是常用的硅整流器
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3 接下來才是半導體的真正作用！
在1923年肖特基初次提出固體整流理論時，就曾指出這種整流器與三極真空管有類似之處。
然而，真正自覺地利用半導體的電性質，還要等待科學和技術的兩項重大進展。
其一是在1928~1940年期間，科學家把量子理論用於固體，真正理解“半導”性質的根源。
其二是在1935~1950年期間，製備高純材料的方法才臻於完備。順便指出，製備高純材料的要求，並不是出於當時還不存在的半導體工業，而主要是由於核技術的需要。
原來半導體的許多美妙性質，並不來自純半導體本身，而是源於其中的雜質。只有學會先把半導體材料高度提純，再有控制地參入雜質，才能得到技術上有用的材料和結構。我們要強調“結構”二字，因為現今廣泛應用的半導體器件，都是由特定材料製成特殊結構來實現的。
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數字文明，物理學和計算機
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