電晶體

設想一個水龍頭，手柄上輕輕一碰，就能控制一股有力的水流。微小的力氣支配著巨大的流量。電晶體就是這件事的電學版：一個端子上的小電壓或小電流，控制著另外兩個端子之間大得多的電流。這一招——用小信號去支配大信號——撐起了幾乎全部現代電子學。

電晶體是由接合在一起的半導體區域構成的器件，通常有三個端子。在常見的場效應類型中，「閘極」端子上的電壓建立起一個電場，從而打開或夾斷一條溝道，電流就在另外兩個端子之間經由這條溝道流動。當作開關用時，它把電流完全打開或完全關斷；當作放大器用時，控制信號裡的微小起伏，會在輸出電流裡產生放大而忠實的起伏。

電晶體正是計算能夠大規模存在的原因：單單一塊晶片就能塞進數百億個，每個都充當一個開關，存儲或處理一個位元。值得體會的是，區區幾個簡單的接面效應，重複上億次，竟變成了存儲、邏輯乃至整個數字世界。一個誠實的提醒是：當電晶體被縮小到幾個原子那麼大時，量子隧漏和發熱便成了再多巧思也無法完全擺脫的硬性極限。