晶体管

设想一个水龙头，手柄上轻轻一碰，就能控制一股有力的水流。微小的力气支配着巨大的流量。晶体管就是这件事的电学版：一个端子上的小电压或小电流，控制着另外两个端子之间大得多的电流。这一招——用小信号去支配大信号——撑起了几乎全部现代电子学。

晶体管是由接合在一起的半导体区域构成的器件，通常有三个端子。在常见的场效应类型中，“栅极”端子上的电压建立起一个电场，从而打开或夹断一条沟道，电流就在另外两个端子之间经由这条沟道流动。当作开关用时，它把电流完全打开或完全关断；当作放大器用时，控制信号里的微小起伏，会在输出电流里产生放大而忠实的起伏。

晶体管正是计算能够大规模存在的原因：单单一块芯片就能塞进数百亿个，每个都充当一个开关，存储或处理一个比特。值得体会的是，区区几个简单的结效应，重复上亿次，竟变成了存储、逻辑乃至整个数字世界。一个诚实的提醒是：当晶体管被缩小到几个原子那么大时，量子隧漏和发热便成了再多巧思也无法完全摆脱的硬性极限。