的 極限 ， 而是 源自 所有 電路 的 基本 設計 結構 。 電晶體 就 是 答案 ？ 建構 電路 很 像 造句 。 一 句 話 裡面 有 某些 標準 元件 ， 包括 名詞 、 動詞 、 形容詞 ； 而 電路 則 包含 電阻器 、 電容器 、 二極體 和 電晶體 ， 它們 各 有 其 獨特 的 功能 。 電阻器 是 某 種 噴嘴 ， 可以 限制 電 的 流動 ， 讓 電路 設計師 能夠 精確 控制 任何 一 點 上 的 電流 。 電視機 的 音量 控制 其實 就 是 一 種 電阻 控制 。 調整 音量 就 是 調整 電阻器 ； 噴嘴 一 縮緊 ， 就 會 限制 通往 擴音器 的 電流 ， 因此 能 降低 音量 大小 。 電容器 是 一 塊 海綿 ， 先 吸收 電能 ， 再 視 需要 逐漸 或 突然 釋放出來 。 照相機 內 的 電容器 會 從 一 個 小 電池 吸取 電力 ， 然後 迅速 突然 倒出來 ， 力量 大 得 足以 點亮 閃光燈 。 如果 你 必須 等到 照相機 上 的 指示燈 亮 起來 ， 告訴 你 閃光燈 已經 準備好 可以 用 了 ， 你 其實 是 在 等 裡面 的 電容器 吸收 足夠 的 能量 ， 好 讓 那 個 東西 發出 閃光 。 二極體 是 一 種 水壩 ， 在 某些 條件 之下 會 阻擋 電流 ， 而 當 條件 改變 的 時候 ， 就 會 打開 水壩 ， 讓 電流 通過 。 例如 保全 監視器 的 「 電眼 」 即 是 將 一 道 光 的 波束 ， 集中 在 一 個 二極體 。 要是 有 哪 個 竊賊 踏過 波束 ， 就 會 擋住 射 向 二極體 的 光 ， 因此 它 打開 水壩 ， 將 電流 導向 一 個 大聲 吵嚷 的 警報器 。 電晶體 則 是 一 種 水龍頭 ， 它 可以 將 電流 打開 或 關上 。 因此 能 使 數位 信號 透過 電腦 的 電路 系統 傾瀉出來 ， 或是 將 電流 開大 ， 即可 放大 收音機 發出 的 聲音 。 每 一 個 電路 幾乎 都 是 由 這 幾 個 基本 元件 （ 噴嘴 、 海綿 、 水壩 和 水龍頭 ） 所 構成 ， 但是 各 個 元件 可能 有 許多 不同 速度 和 大小 。 只要 用 不同 的 方式 連接 這些 標準 元件 ， 就 可以 讓 電路 （ 句子 ） 執行 不同 的 功能 。 造句 的 時候 ， 老師 總是 教 我們 句子 的 設計 愈 短 愈 好 ， 而且 盡可能 簡單 。 但 這 個 規則 可 不 適用 於 電子學 。 某些 最 有用 的 電路 既 龐大 又 複雜 ， 內含 幾十萬 個 互相 連結 的 元件 。 在 真空管 的 年代 ， 設計師 雖 不 曾 言明 ， 但 確實 知道 電力 、 熱和 大小 等 因素 會 限制 任何 電路 設計 的 範圍 ； 若是 設計 一 台 機器 ， 開動 之後 沒 多久 就 會 熔解成 幾 堆 破銅爛鐵 ， 根本 就 沒有 任何 意義 。 不過 ， 有 了 電晶體 ， 這些 最 根本 的 設計 極限 就 消失 了 。 這時 的 設計師 已經 畫 得 出用 於 某些 奇特 通訊 和 電腦 的 電路圖 — — 這 種 電路 可以 引領 火箭 到 月球 ， 或是 控制 某 種 全球 的 即時 郵件 網路 。 像 這樣 的 電路 可能 使用 五萬 、 五十萬 或 五百萬 個 電晶體 ， 以及 類似 數量 的 電阻器 、 二極體 和 電容器 。 有 何 不可 呢 ？ 你 有 可能 建造出 一 個 系統 那麼 大 的 電路 ， 不必 擔心 散熱 或 電力 問題 。 理論 上 ， 這些 超級 電路 的 性能 會 勝過 以前 設計出來 的 任何 東西 。 你 只 需要 拿到 零件 ， 用 線路 連接起來 ， 然後 … … 。 可是 這裡 有 個 問題 ， 數量 障礙 就 是 在 這裡 出現 。 製圖桌 上 的 新 電路 如此 龐大 而 複雜 ， 幾乎 不可能 建造 得 出來 。 沒有 人 能 用 導線 將 那麼多 不同 的 零件 連接起來 。 電路 必須 是 一 個 完整 、 沒有 中斷 的 路徑 ， 電 可以 沿著 它 流動 。 這 就 意味 著 ， 一 個 電路 的 所有 元件 都 必須 用 一 個 連續 的 迴路 接起來 ： 電阻器用 導線 連接到 二極體 、 二極體 到 電晶體 、 電晶體 到 其他 電阻器 … … 等等 。 每 個 元件 可能 有 兩 個 、 十 個 ， 甚至 二十 個 互 連 ， 通往 電路 的 其他 部分 。 要 用 線路 把 這些 零件 接 在一起 ， 幾乎 完全 要 靠 手工 ， 這 會 非常 昂貴 、 費時 ， 而且 本質 上 就 靠不住 。 一 個 含有 上萬 個 元件 的 電路 ， 可能 動不動 就 需要 一百萬 個 不同 的 焊接 線路 ， 連接 各 個 元件 。 唯一 能 做 這 類 連接 的 機器 ， 恐怕 就是 人類 的 手 。 即使 有 人 付得起 那麼 高 的 手工 費用 — — 例如 在 冷戰 高峰期 的 五角大廈 ， 價錢 根本 不 是 問題 。 但 人類 不可能 組合 一百萬 個 什麼 東西 ， 其中 卻 沒有 幾 個 缺陷 。 到 了 一九五 g 年代 末期 ， 電子 產業 早已 面臨 這 種 無法 緩和 的 限制 。 美國 海軍 最 新 的 航空母艦 有 三十五萬 個 電子 元件 ， 就 需要 數百萬 條 手工 焊接 的 線路 ； 勞工 成本 （ 連接 這些 線路 以及 測試 每 個 線路 ） 比起 元件 本身 的 總成本 還要 高 。 第一 台 「 第二 代 」 （ 亦即 完全 採用 電晶體 ） 的 電腦 是 Control Data CD 1604 ， 裡面 含有 兩萬五千 個 電晶體 、 十萬 個 二極體 ， 還 有 幾十萬 個 電阻器 和 電容器 ； 它 的 生產 進度 嚴重 落後 ， 因為 光 是 連接 零件 就 非常 困難 。 況且 ， 製圖桌 上 已經 畫出來 的 新 電腦 還 比 這 東西 複雜 得多 。 在 五g年代 末期 ， 人們 已經 在 計畫 可以 引導 火箭 登陸 月球 的 電腦 。 但 這些 電腦 需要 包含 一千萬 個 元件 的 電路 。 誰 能 生產 像 這樣 的 電路 ？ 它 又 要 如何 放進 火箭 裡 呢 ？ 「 很多 年 前 ， 」 貝爾 實驗室 副總裁 莫頓 ︵ J. A. Morton ︶ 在 紀念 電晶體 發明 十 週年 的 文章 裡 寫道 ， 「 電子界 的 人 就 知道 ， 透過 數位 傳輸 與 處理 各 類 資訊 ， ﹃ 原則上 ﹄ 可以 大幅 延伸 人類 的 視覺 、 觸覺 和 心智 能力 。 然而 ， 這 一切 功能 都 受到 所謂 『 數量 暴行 』 之 苦 。 這 類 本身 錯綜複雜 的 數位 系統 ， 需要 數百 個 、 數千 個 ， 有時 甚至 要 數萬 個 電子 裝置 。 」 後來 ， 莫頓 在 之後 另 一 篇 文章 又 寫道 ， 「 每 個 元件 都 必須 經過 製造 、 測試 、 包裝 、 運送 、 打開 包裝 、 再 測試 ， 然後 一 次 一 個 進行 互連 ， 才 能 生產出 一 整 個 系統 。 各 個 元件 和 彼此 之間 的 連接 都 必須 確實 運作 ， 整體 系統 才 可能 妥善 運作 … … 。 如果 我們 必須 仰賴 一 個 、 一 個 的 離散 元件 來 生產 大型 系統 ， 那麼 大型