军阀李枭从1916开始 第402章 硅与锗的提纯(第1页/共5页)


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    第402章硅与锗的提纯(第1/2页)

    物理学上的宏观现象总是伴随着能量的流失与转换。而在大西北的工业体系内部，另一种关于能量控制的物理危机，正随着技术维度的攀升而暴露出来。

    大西北计算科学研究所。

    昆仑一号通用电子管计算机所在的恒温车间，此刻正处于一种高热状态。

    车间顶部的重型工业级氟利昂制冷压缩机发出沉闷的轰鸣，巨大的冷风管道将温度低至五摄氏度的冷气吹入机柜下方的地沟。但这股强劲的冷平流，依然无法完全压制住一万八千个真空电子管同时工作时散发出的庞大废热。

    维护技术员李明穿着单薄的短袖，额头上布满汗珠。他手里提着一个装满备用电子管的防静电工具箱，在两排高达两点五米的黑色金属机柜之间快速穿行。

    “D区第七列，阳极电压异常下降。发生物理击穿。”

    李明听到主控台的报错，立刻停下脚步。他拉开机柜的铁门，一股高达六十摄氏度的热浪扑面而来。

    在密密麻麻的电子管阵列中，他准确地找到了一根原本应该散发着暗红色光芒的双三极管。此刻，这根管子的玻璃外壳内部呈现出一种浑浊的乳白色，灯丝已经彻底烧断。

    李明戴上隔热石棉手套，拔下滚烫的废管，将一根新的电子管插入八针管座。

    这只是他今天这个班次里更换的第四十七根电子管。

    在控制大厅内，研究所的数学家和几名来自航空航天部门的工程师，正看着电传打字机上吐出的乱码，眉头紧锁。

    “运算中断。第十二次微分方程迭代失败。”操作员无奈地切断了数据输入纸带。

    “又烧管子了？”一名穿着空军制服的工程师拍了一下桌子，语气中带着明显的焦躁。

    “这是概率学上的必然。”数学家推了推眼镜，语气冷静而客观。

    “昆仑一号有一万八千个电子管。即使每个电子管的平均无故障工作时间长达一万小时，根据串联系统的可靠性公式。这台机器在任何一个时刻发生单个元件损坏的概率，被放大了近两万倍。在进行耗时超过三个小时的大型矩阵运算时，系统不出现故障的概率几乎为零。”

    空军工程师叹了一口气，拿出一份图纸。

    “我们在九千米高空拦截日军的战斗中，发现喷气式战斗机的速度实在太快了。飞行员在接近音速的状态下，根本无法依靠肉眼和机械瞄准具去锁定同样高速机动的敌机。我们需要机载雷达和火控计算机。”

    工程师指着那庞大的昆仑一号机柜。

    “但这种东西，我们怎么装上飞机？它重达三十吨，耗电一百五十千瓦。而且，就算我们把它缩小一百倍。”

    他用手指重重地敲击着图纸上一个导弹头锥的剖面图。这是大西北正在研发的“后羿”制导武器。

    “当导弹或者喷气式飞机进行五个G以上的大过载机动时。电子管里的玻璃真空罩和细弱的钨丝，会在物理惯性的拉扯下瞬间碎裂。我们不能把一堆脆弱的玻璃灯泡装进超音速飞行的弹头里。”

    体积、发热、抗震性。

    这三个由电子管物理材料决定的底层属性，在传统的地面无线电通讯和低速活塞飞机时代，尚可容忍。但当大西北的战争机器迈入喷气时代和制导武器时代后，这堵由真空和玻璃构成的物理天花板，卡死了算力向移动端和微观端延伸的通道。

    必须寻找一种全新的物理介质，来代替在真空中飞行的电子。

    西京政务院，最高科学技术研讨会。

    大西北在物理学、材料学和化学领域的顶尖大脑，被李枭召集在一间会议室内。

    黑板上，画着一个经典的玻尔原子模型。原子核位于中心，电子在不同的轨道能级上环绕。

    赵广陵教授拿着粉笔，在黑板上画出了硅和锗这两种元素的晶格结构。

    “真空电子管的原理，是通过加热阴极，让电子获得足够的动能挣脱金属的束缚，飞入真空，然后用栅极的电压来控制这股电子流的大小。”

    赵广陵的声音在安静的会议室里回荡。

    “这种方式之所以笨重，是因为它需要巨大的物理空间来容纳真空，需要高强度的电流来产生热量。”

    “如果我们放弃真空呢？”

    赵广陵的粉笔在锗的晶格结构上重重地画了一个圈。

    “根据量子力学的能带理论。锗和硅这类元素，被称为半导体。在绝对零度下，它们的价电子被共价键死死地束缚在原子核周围，完全不导电，相当于绝缘体。”

    “但是，只要在常温下，或者给予微小的电场刺激。少数电子就会获得能量，跃迁到导带，成为自由电子。同时，在原来的共价键上留下一个带正电的空穴。”

    赵广陵转过身，目光灼灼地看着在场的所有人。

    “我们可以通过在纯净的锗晶体中，人为地掺入极微量的特定杂质原子。比如掺入磷原子，它会多出一个
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