当提起德国科学家
人们总会率先想起爱因斯坦
但有谁会知道,还有一位德国人
为比尔•盖茨奠定了计算机大厦之基石
被德国授予联邦十字勋章
在“最伟大的德国人”评选中位列第15位
他就是
康拉德•楚泽(Konrad Zuse)
一、计算机与德国工业4.0之父
德国掀起了第四代工业革命——工业4.0。
工业自动化是德国启动工业4.0的重要前提之一。
目前在德国和国际制造业中,
广泛采用的“嵌入式系统”,
正是将机械或电气部件完全嵌入到受控器件内部,
是一种特定应用设计的专用计算机系统。
当被问及是谁发明了计算机?
一般人会说,是美国人摩彻利和埃卡特基
他们在1946年发明了,
名为“埃尼亚克(ENIAC)”的计算机
其实,这是误解
早于他们5年前,在1941年,
楚泽(Zuse)就在他的小公寓里完成了Z3制造,
这是世界上第一台程序控制的、
可用二进制浮点计算,
并自由编程的计算机。
即使在今天,
所有电脑基本都是基于Zuse的设计原则。
二、童年:一个具有法国胡格诺精神的普鲁士人后裔
1910年6月22日,
康拉德•楚泽出生于柏林一幢普通的公寓楼里。
父亲Emil Zuse是普鲁士人,
一名普通的公职人员。
在他父亲40年的公职生涯中,
没有请过一天病假。
母亲Maria Zuse是父亲的外甥女,
出生于普通的工匠人家,
在柏林为人家缝缝补补为生。
母亲勤劳、坚韧与豁达的性格,
深深影响了年幼的楚泽。
在楚泽自传《计算机——我的人生》中,他对自己这一生对发明和创造的执着与热情是这样描述的:“从我的姓Zuse可以推断,我的祖先应该是法国的胡格诺教徒,从法国迁移到德国。虽然这没有确凿的证据,但是在我一生中,我都能明显感受到存在于我内心的‘胡格诺’精神。胡格诺教徒不是革命者,但他们勇敢地捍卫自己的信仰,绝不向任何势力妥协。”
三、学生时代:在科学与政治之间挣扎
楚泽的中学时代,
在霍耶斯韦达(Hoyerswerda)度过。
14岁时,楚泽发明了“自动售橘子机”
也许是世界上第一台投币贩卖机。
距离霍耶斯韦达不远是一座现代褐煤矿,
这让年轻的楚泽产生了第一个自动化技术想法
1928年,18岁的楚泽高中毕业时,
他制造了一台煤炭装载起重机,
并为他赢得了该煤矿公司的荣誉证书。
大学时期的楚泽曾三换专业。
在柏林工业大学,楚泽起先就读机械工程专业,
工程制图课对线的厚度、位置、形状尺寸,
都做了严格标准
这让楚泽每天疲于填写繁琐的各类行政表格,
无法施展他的创造与发明天赋。
楚泽选择改学城市建筑,
然而新专业再次让他失望,
课堂上根本没有如何建造奇妙大厦的技术性讨论,
只有枯燥的术语解释。
于是他又换了一次专业,改学土木工程。
土木工程似乎是工程师与艺术家的完美结合。
在大学实习期间,楚泽看到柏林主干道交通红绿灯设计不尽合理,经常造成交通拥堵,因而提出了交通主干道红绿灯同步设计的方案,却未被采纳。现在我们都知道,世界上所有城市的主干道的红绿灯基本都采用同步设计。
四、Z1: 编程计算机早期雏形
1935年大学毕业之后,
楚泽在柏林一家飞机制造厂Werke AG工作,
主要从事飞行静力学的计算分析工作。
单调繁琐的工作
让他产生了制造一台能自动处理运算的机器的念头,
为了实现他的“发明梦”,
不久后他辞职回家,
在他父母的公寓中设立了一个发明家工作坊。
并用了两年时间,
完成了第一台纯机械数字计算机Z 1,
这台计算机可以进行有限的编程。
不过在二战期间物资缺乏,
由于零部件的缺陷,
这台机器的性能不够理想,运算精确度不高。
该计算机最大的贡献是第一次采用了二进制。
在薄钢板组装的存储器中,
楚泽用一个在细孔中移动的针,
指明数字“0”或“1”。
五、开启数字化时代:Z3 世界上第一台可编程计算机
二战期间楚泽两次被征召入伍,
通过大学以及飞机制造厂的朋友的帮助,
他得以“因有其他重要工作”为理由,
免服兵役,并再次回到飞机厂工作。
在那里他研发了专门用于处理气体动力学的、
复杂计算的机器S 1和S 2。
S 1被用于优化空投炸弹时的机翼抖动稳定性,
而S 2在战争结束前一直未被投入使用。
1940年他得到德国空气动力实验研究所的资助,
利用电话继电器制造了第二台计算机Z 2。
同年,他成立了“楚泽工程设备制造公司”,生产可编程的计算机。这可能是世界上第一家电脑公司,也是当时唯一被允许在德国开发计算机的公司。到1944年时,公司已经雇佣了20名员工。
1941年,楚泽工程设备制造公司完成了Z 3。这是一台全自动的以二进制浮点计算来工作的计算机,它的存储器和中心计算元件都是由2600个电话继电器构成,用穿孔纸带输入,运算可以由程序来控制。Z 3被认为是世界上第一台能良好运转的计算机。
楚泽工程设备制造公司在1945年二战空袭中与Z3一起被炸毁。不过之前他就把已经完成了一部分的Z 4转移到了安全的地方——阿尔卑斯山区。在1941至1945年间,他还设计了一种编程语言“Plankalkül”,这被公认为世界上第一个普适性编程语言。
六、Z4:世界首台商用计算机
1945年1月,
楚泽与妻子吉塞拉在柏林结婚,
他们共生有5个孩子,
长子霍斯特•楚泽(Horst Zuse)现为计算机专业教授。
由于柏林连续不断的空袭轰炸,
婚后楚泽全家逃至阿尔高山区欣特斯坦(Hinterstein)镇。
楚泽将尚未完工的Z4拆解并用军用卡车带到那里,藏在一家面包店的地窖中。Z4成为德国计算机行业的基石,1950年楚泽将Z4租给苏黎世联邦理工学院五年(租金:每年1万瑞士法郎)。当时这是欧洲唯一实用的程控计算机,也是全球首个商用计算机。
七、楚泽公司(Zuse KG):商业生产计算机
二战结束后,楚泽于1949年,
在巴伐利亚南部小镇诺伊科欣(Neukirchen),
成立楚泽公司Zuse KG。
苏黎世联邦理工学院慷慨的租赁协议,
为楚泽公司发展提供了可能。
楚泽公司制造的计算机类型名称
总是由一个Z和一个序列号组成。
德国莱卡照相机使用Z5计算镜头偏差率。
Z11的技术目前仍应用于眼镜行业。
1955年楚泽公司生产了第一台电子集成管计算机Z22,在1957年Z22开发工作完成。作为世界第一台系列生产的计算机,从1958年开始楚泽公司共售出55台Z22。到柏林大学和亚琛学术机构。德国蔡司(Zeiss)光学仪器公司就是楚泽公司早期客户之一。
至1967年,楚泽公司一共制造了251台电脑。
期间Zuse还开发了世界第一台绘图仪“Graphomat Z64”。
然而公司的快速增长也拖垮了公司,
银行只愿意以高利率为他未知的电脑业务提供贷款,
也不存在国家研究经费。
当Z25交货延迟时,楚泽公司面临破产。
1964年,康拉德•楚泽以公司合作伙伴身份离开公司。
最初楚泽公司由德国曼海姆的BBC接管,
1967年被德国西门子公司收购。
楚泽仍担任西门子公司的计算机技术顾问。
八、《计算空间》:数字物理学的理论奠击
在1945/1946年,
当楚泽在欣特斯坦(Hinterstein)逗留期间,
第一次认识到,
宇宙本身可以被认为是一个巨大的计算机。
楚泽公司被西门子收购之后,
他将数字计算理论扩展到物理宇宙学,
并开始撰写《计算空间》。
1969年,《计算空间》一书发表,
立即引起当时学术界关注,
其中他假定自然法遵循不连续的规则,
并且宇宙中的整个事件是巨大的细胞自动机,
后被称为宇宙细胞自动机理论,
被斯蒂芬•沃尔夫勒姆(Stephen Wolfram)应用于宇宙学研究。
楚泽也因此成为数字物理学/数字哲学的奠基人之一,
该理论认为,
宇宙可以用确定性或概率性计算机程序的输出来描述。
九、康拉德•楚泽的艺术创作
从小就喜欢绘画的康拉德•楚泽,
退休以后楚泽全身心投入了他的兴趣——绘画当中。
1962年以来,他一共创作了100多幅油画作品。
他曾以库诺•泽(Kuno See)的笔名,
创作了一些抽象画以及同时代的名人的肖像。
在1994年汉诺威信息及通信技术博览会(CeBIT)上
他还送给比尔•盖茨一幅自己替他画的肖像画。
十、发明家、艺术家、平凡的人
楚泽活到85岁高龄,
一直与夫人居住在德国黑森州小城许恩费尔德(Hünfeld)
一幢简朴住宅里,
于1995年12月18日逝世。
作为世界数学会议的一部分,
计算历史国际会议于
1998年8月14-16日在德国中部帕德博恩举行。
该会议汇集了来自世界各地的知名计算机专家。
在最后的小组讨论会上,
关于谁发明了计算机?
专家压倒性地肯定了康拉德•楚泽
在计算机开发方面的成就。
1999年,他被追授予
美国Palo Alto计算机博物馆历史中心研究员,
也是楚泽是“数字计算机之父”在美国得到认可。
2006年,他度过余生的小城
许恩费尔德被命名为康拉德•楚泽市。
他一生执着追求自己的梦想,
热衷于发明创造,
却始终保持一颗平常心。
他曾说到:
“电脑像人类一样并不可怕,
更为可怕的是人类像电脑一样。”
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