诺基亚贝尔实验室，通常简称为贝尔实验室，是一家美国工业研发公司，隶属于芬兰科技公司诺基亚。公司总部位于新泽西州默里山，在美国及全球各地运营多个实验室。作为美国电话电报公司（AT&T）的前子公司，贝尔实验室及其研究人员在20世纪被公认推动了射电天文学、晶体管、激光、光伏电池、电荷耦合器件（CCD）、信息论、Unix操作系统以及编程语言B、C、C++、S、SNOBOL、AWK、AMPL等的发展。贝尔实验室完成的工作共获得了十一项诺贝尔奖和五项图灵奖。
贝尔实验室起源于贝尔系统电话集团复杂的公司组织结构。该实验室于19世纪末开始运营，当时名为西方电气工程部，位于纽约市西街463号。在多年推动电信创新后，该部门于1925年改组为贝尔电话实验室，并由西方电气和美国电话电报公司共同拥有。20世纪60年代，实验室和公司总部迁至新泽西州默里山。此期间的校友包括众多世界知名的科学家和工程师。
早期前身与沃尔塔实验室
1880年，法国政府因电话的发明授予亚历山大·格雷厄姆·贝尔沃尔塔奖，奖金为5万法郎，当时约合1万美元，或按现代标准约35万美元。贝尔利用这笔奖金，与萨姆纳·泰特及表亲奇切斯特·贝尔合作，在华盛顿特区建立了沃尔塔实验室，也称为亚历山大·格雷厄姆·贝尔实验室。该实验室专注于声音的分析、记录和传输。贝尔利用实验室的利润进行进一步研究和教育，特别是增进与聋人相关的知识，这促成了约1887年沃尔塔局的成立。1893年，贝尔在西北35街1537号建造了一座新建筑以容纳实验室，该建筑于1972年被宣布为国家历史地标。
贝尔专利协会由亚历山大·格雷厄姆·贝尔、托马斯·桑德斯和加德纳·哈伯德于1876年为申请首批电话专利而成立。贝尔电话公司是第一家电话公司，于一年后成立，后来成为美国贝尔电话公司的一部分。1884年，美国贝尔电话公司从一年前成立的电气与专利部门创建了机械部门。到1899年，美国电话电报公司及其子公司控制了美国贝尔和贝尔系统。美国贝尔持有制造部门西方电气的控股权，而AT&T则负责服务提供商的研究。
正式组织与早期地点
1896年，西方电气购买了纽约市西街463号的房产，以集中为AT&T提供电话、电话交换机和传输设备的制造商和工程师。20世纪初，建立了几个具有历史意义的实验室。1915年，首次无线电传输从长岛蒙托克的一个棚屋中发出，并在弗吉尼亚州阿灵顿县的一所房屋中进行了首次跨洋无线电话测试。1919年，在新泽西州阿伯丁镇克利夫伍德区建立了一个无线电接收实验室，并在宾夕法尼亚州菲尼克斯维尔建立了一个传输研究站点，该站点于1929年建造了同轴导体线路，用于首次不同频率的长距离传输测试。
1925年1月1日，贝尔电话实验室公司成立，以整合贝尔系统的开发和研究活动。所有权由西方电气和AT&T平均分享。新公司拥有3600名工程师、科学家和支持人员，其40万平方英尺的空间通过一座约占城市街区四分之一的建筑得到扩展。首任董事会主席是AT&T副总裁约翰·J·卡蒂，首任总裁是弗兰克·B·朱伊特，他任职至1940年。运营由执行副总裁兼前西方电气总工程师E·B·克拉夫特指导。
20世纪20年代初，建立了户外设施和无线电通信开发站点。1925年，在密西西比州格尔夫波特设立了测试场地，用于电话杆的木材防腐研究。在新泽西州迪尔，进行了船对岸无线电话的工作。1926年，在新泽西州汉诺威镇惠帕尼区购置了土地，用于50千瓦广播发射机，并于1931年增加了75英亩。1928年，在新泽西州切斯特镇租用了一块15英亩的场地用于户外测试，并于1930年购买了额外的85英亩土地，用于新的户外工厂开发实验室。1929年，还在科罗拉多州莱蒙安装了一个类似于格尔夫波特的测试场地。
主要科学贡献
在整个20世纪，贝尔实验室的研究人员产生了一系列卓越的创新。晶体管于1947年由约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利发明，彻底改变了电子学，并为团队赢得了1956年诺贝尔物理学奖。激光由阿瑟·伦纳德·肖洛和查尔斯·哈德·汤斯基于早期脉塞工作首次演示，贝尔实验室后来开发了其在通信中的实际应用。光伏电池能够将光转化为电能，在实验室得到了显著推进。电荷耦合器件（CCD）由威拉德·博伊尔和乔治·E·史密斯于1969年发明，成为数字成像的基础，并为他们赢得了2009年诺贝尔物理学奖。
信息论由克劳德·香农在其1948年开创性论文《通信的数学理论》中创立，确立了数据传输和压缩的定量极限。Unix操作系统于20世纪60年代末和70年代初由肯·汤普森、丹尼斯·里奇等人在贝尔实验室开发，成为现代计算的基础系统。编程语言B、C、C++、S、SNOBOL、AWK和AMPL均在贝尔实验室创建，其中C和C++成为软件开发中使用最广泛的语言。射电天文学也在贝尔实验室得到开创，特别是1965年阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·伍德罗·威尔逊发现宇宙微波背景辐射，这为他们赢得了1978年诺贝尔物理学奖。
公司变革与AT&T分拆
随着1984年贝尔系统的分拆，贝尔实验室成为AT&T技术公司的子公司，这导致其资金大幅减少。分拆将地区性贝尔运营公司从AT&T中分离出来，贝尔实验室失去了来自电话垄断的保证资金。尽管预算减少，实验室继续产出重要研究，包括光纤、无线通信和软件方面的进展。
1996年，AT&T剥离了AT&T技术公司，后者更名为朗讯科技，并以默里山场地为总部。贝尔实验室被拆分，AT&T保留了部分作为AT&T实验室。朗讯继续将贝尔实验室作为其研究部门，专注于电信设备和软件。2006年，朗讯与法国电信公司阿尔卡特合并，形成阿尔卡特-朗讯，贝尔实验室成为该合并实体的一部分。阿尔卡特-朗讯于2016年被诺基亚收购，研究组织更名为诺基亚贝尔实验室。
现代时代与人工智能研究
在诺基亚旗下，贝尔实验室继续在网络、光学和无线技术等领域进行研究，同时扩展到人工智能和机器学习领域。实验室为神经网络架构和深度学习技术的发展做出了贡献，基于其在数学和计算方面的历史优势。诺基亚贝尔实验室的研究人员探索了生成式人工智能和大型语言模型技术的应用，尽管实验室的主要重点仍是电信基础设施。
诺基亚贝尔实验室保持着基础研究的传统，科学家在顶级期刊上发表论文，并与麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室、斯坦福人工智能实验室和卡内基梅隆大学等学术机构合作。实验室的历史遗产继续影响现代计算和通信，其校友包括众多诺贝尔奖得主和图灵奖得主。默里山园区仍然是创新中心，容纳着从事从5G和6G网络到量子计算和先进材料等研究的研究人员。
遗产与影响
贝尔实验室对科学和技术的影响难以言过其实。其研究人员获得了十一项诺贝尔奖和五项图灵奖，表彰从物理学到计算机科学的贡献。晶体管、激光和信息论是几乎所有现代电子设备和通信系统的基础。Unix和C编程语言支撑了互联网和企业计算的大部分软件基础设施。
贝尔实验室还作为工业研究实验室的典范，展示了在企业环境中进行长期、好奇心驱动研究的价值。其协作文化和知识自由吸引了20世纪一些最杰出的头脑，包括克劳德·香农、理查德·汉明和丹尼斯·里奇。实验室的成就启发了施乐帕洛阿尔托研究中心和三星研究院等其他研究组织，其遗产继续塑造人工智能和机器学习领域。
如今，诺基亚贝尔实验室仍然是一个活跃的研究机构，适应不断变化的技术格局，同时保持其推进通信科学的历史使命。其在光网络、无线系统和新兴技术方面的工作确保贝尔实验室的名字继续与创新和卓越联系在一起。