Konrad Zuse

Berlin, German Empire

Died December 18, 1995 (1995-12-19) (Aged 85)Hünfeld, Germany

Residence Germany

Fields Computer Science

Institutions Aerodynamic Research Institute

Alma mater Technical University of Berlin

Known for Z3

Plankalkül

Calculating Space (cf. digital physics)

Notable awards Werner-von-Siemens-Ring in 1964,

Harry H. Goode Memorial Award in 1965 (together with George Stibitz),

Great Cross of Merit in 1972

Computer History Museum Fellow Award in 1999 - weblink

1945年，就在盟軍攻陷法西斯德國的首都柏林后不久，從阿爾卑斯山區(qū)偏僻小鎮(zhèn)欣特斯泰因傳來一個驚人的消息：一個糧倉地窖里發(fā)現(xiàn)了德國研制的先進(jìn)計算機。

兩名英國情報官聞訊匆匆趕到了欣特斯泰因。在攻占該鎮(zhèn)的法國士兵帶領(lǐng)下，打開了糧倉地窖大門。地窖里面確實存放著一臺機器。情報官湊上前仔細(xì)打量，這機器怎么看也不像是德國的“先進(jìn)計算機”，充其量是某個印刷廠遺棄的排字機。兩人互相對視著苦笑了一陣：“德軍再傻，也不會把這么重要的設(shè)備放在交通極為不便的山區(qū)�！�

過了很長時間之后，西方計算機界終于認(rèn)識到，這臺貌不驚人的機器，的確是當(dāng)時最先進(jìn)的計算機，它研制成功的時間，要比美國、英國的同類發(fā)明更早；更重大的意義還在于，它是最先采用程序控制的數(shù)字計算機。這臺機器的名稱是Z－4，它的發(fā)明人叫克蘭德·楚澤（Konrad Zuse，1910-1995），一位靠自費起家的土木建筑工程師。

克蘭德·楚澤1910年6月22日生于德國維爾梅斯多夫，在東普魯士接受的早期教育。東普魯士的文化傳統(tǒng)相當(dāng)保守，為了獲得更好的發(fā)展，他進(jìn)入一所比較開放的學(xué)校，直到高中畢業(yè)。1927年，楚澤考進(jìn)柏林工業(yè)大學(xué)，學(xué)的是土木工程建筑專業(yè)。他從小愛好繪畫，具有非常好的美術(shù)功底，因此很快就學(xué)會了如何設(shè)計房屋結(jié)構(gòu)和外觀。多才多藝的楚澤興趣廣泛，修理機器的活也很拿手，時常動手制作出一些稀奇古怪的玩藝，讓班上的同學(xué)大吃一驚。

求學(xué)期間，楚澤需要完成許多力學(xué)計算的功課，諸如橋梁、材料強度設(shè)計等等，必須自己動手根據(jù)公式算出結(jié)果，往往一整天都算不完一道強度核算題目。一天，在疲憊不堪完成老師布置的作業(yè)后，楚澤突然發(fā)現(xiàn)，寫在教科書里的力學(xué)公式是固定不變的，他們要做的只是向這些公式中填充數(shù)據(jù)，這種單調(diào)的工作，應(yīng)該可以交給機器做。

1935年，楚澤獲得了土木工程學(xué)士學(xué)位，在柏林一家飛機制造廠找到了工作，主要任務(wù)恰好是他最撓頭的飛機強度分析，繁瑣的計算現(xiàn)在變成了他的主要職業(yè)，而輔助工具只有計算尺可用。楚澤想制造一臺計算機的愿望愈來愈強烈，他在這家工廠里只呆了短短的幾個月，便辭職回家做他的“發(fā)明夢”。

Konrad Zuse與Z1

在父母的幫助下，他把家中的起居室隔出一間，改造成“實驗室”兼“制造廠”，孤身一人開始了漫長的研制生涯。楚澤生活在法西斯統(tǒng)治下的德國，無從得知美國科學(xué)家研制計算機的消息，甚至沒有聽說巴貝奇和霍列瑞斯的名字。在這一點上，他遠(yuǎn)沒有美國發(fā)明家幸運，無法得到大學(xué)或政府機構(gòu)的任何資助，只有幾個朋友“贊助”了很少的一點錢。

幾乎用了兩年時間在黑暗中摸索，楚澤憑著頑強的毅力獨自奮斗。他認(rèn)為，計算機最重要的部分不一定是計算本身，而是過程和計算結(jié)果的傳送和儲存。因此，他把研究的重點放在存儲器上，設(shè)計了一種可以存儲64位數(shù)的機械裝置——數(shù)千片薄鋼板用螺栓擰在一起的笨重部件，體積約1立方米——然后與機械運算機構(gòu)連接起來。朋友們都不太懂他想干什么，只能提供有限的幫助，例如，幫他用切割設(shè)備加工了數(shù)以百計的金屬片。其它的薄鋼板，只好靠手鋸在圓鋼上一片一片鋸下來。以這種簡陋的條件，1938年，楚澤居然完成了一臺可編程數(shù)字計算機Z－1。他花光了僅有的幾千馬克，還是無法買到更合適的零件。因此，Z－1計算機實際上是一臺實驗?zāi)Ｐ停�雖然可以完成3×3矩陣運算過程，但始終未能投入實際使用。

Z－1計算機最大的貢獻(xiàn)是楚澤第一次采用了二進(jìn)制數(shù)，在薄鋼板組裝的存儲器中，楚澤用一個在細(xì)孔中移動的針，指明數(shù)字“0”或“1”。他的這種選擇，明顯地受到萊布尼茨著作的啟發(fā)，他后來發(fā)表的研究報告，副題就是“向萊布尼茨致敬”。這臺機器也采用了“穿孔帶”輸入程序，不過不是紙帶，而是35毫米電影膠片；數(shù)據(jù)則由一個數(shù)字鍵盤敲入，計算結(jié)果用小電燈泡顯示。由于純機械式Z－1計算機性能不理想，第二年，楚澤的朋友給了他一些電話公司廢棄的繼電器，楚澤用它們組裝了第二臺電磁式計算機Z－2， 這臺機器已經(jīng)可以正常工作。這時，他的工作引起德國飛機實驗研究所的關(guān)注，使他得到了一筆資助。 1941年，第三臺電磁式計算機Z－3完成，使用了2600個繼電器，用穿孔紙帶輸入，實現(xiàn)了二進(jìn)制數(shù)程序控制。程序控制的想法雖然過去也有人提倡，但楚澤是把它付諸實施的第一人。Z－3能達(dá)到每秒3～4次加法的運算速度，或者在3～5秒內(nèi)完成一次乘法運算。1942年，在緊張研究的間隙里，他寫作了世界上第一個下國際象棋的計算機程序。

Z－3計算機正常工作了3年。1944年，美國空軍對柏林實施空襲，楚澤的住宅連同Z－3計算機一起被炸得支離破碎。在德國法西斯即將毀滅前夕，楚澤于1945年又建造了一臺比Z－3更先進(jìn)的電磁式Z－4計算機，存儲器單元也從64位擴(kuò)展到1024位，繼電器幾乎占滿了一個房間。為了使機器的效率更高，楚澤甚至設(shè)計了一種編程語言Plankalkuel ，這一成果使楚澤也躋身于計算機語言先驅(qū)者行列。

因害怕再次被炸，楚澤把Z－4搬來搬去，四處轉(zhuǎn)移，最后帶著它飛往德國南部，搬到了阿爾卑斯山區(qū)欣特斯泰因小鎮(zhèn)，于是才有了前面那一幕。

希特勒戰(zhàn)敗后，楚澤輾轉(zhuǎn)流落到瑞士一個荒涼的村莊，一度轉(zhuǎn)向研究計算機軟件理論，最早提出了“程序設(shè)計”的概念。1949年，楚澤把他的Z－4計算機安裝在瑞士蘇黎士技術(shù)學(xué)院，并且一直穩(wěn)定地運行到1958年。這時，美、英計算機界才相信德國有位建筑工程師，比他們更早地研制出程序控制數(shù)字計算機的事實。目前，在慕尼黑一家博物館里，仍然存放著一臺Z－3原型機，只是它已經(jīng)無法正常運作。

隨后，楚澤創(chuàng)辦了“楚澤計算機公司”，1958年研制出電子管通用計算機Z－22R，距離第一臺電子管通用計算機ENIAC誕生已經(jīng)過去了12年之久。電腦史學(xué)家認(rèn)為，如果楚澤不是生活在法西斯統(tǒng)治下的德國，他可能早就把Z型計算機系列升級為電子計算機，世界計算機的歷史將會改寫。事實上，早在1938年，楚澤和他的朋友已經(jīng)在考慮用2000個電子管和其他電子元件組裝新的計算機。當(dāng)他在戰(zhàn)后聽說美國賓夕法尼亞大學(xué)早已研制出電子管計算機的消息，不禁感嘆地說：“我所能做的，僅僅是搖搖頭而已�！�

早在1938年就發(fā)明了計算機的楚澤，幾乎被人遺忘了幾十年。他在1941年為Z－3計算機提出的專利申請，到了1967年，法官仍然拒絕受理，理由是“缺乏創(chuàng)造性”。直到1962年，他才被確認(rèn)為計算機發(fā)明人之一，得到了8個榮譽博士頭銜以及德國大十字勛章。后來，柏林博物館還重新建造了Z－1計算機。

20世紀(jì)60年代初，楚澤計算機公司已發(fā)展為數(shù)千員工的企業(yè)，銷售了近300臺各類計算機。1966年，他的公司被著名的西門子公司收購，楚澤擔(dān)任了西門子公司的顧問。

楚澤活到85歲高齡，一直與夫人居住在富爾達(dá)附近的一幢簡樸住宅里，于1995年12月19日逝世。值得欣慰的是，全世界都已經(jīng)承認(rèn)他是“數(shù)字計算機之父”。

“誰發(fā)明了計算機？”這可不是一個三言兩語便能回答的問題。

眾所周知，計算機是一種十分復(fù)雜的機器，它由許多元件和部件組成。一個計算機系統(tǒng)就更為復(fù)雜了。它除了包括組成機器的硬件外，還包括指揮機器運作的軟件。事實上，每個元、部件或者每個軟件系統(tǒng)都可被認(rèn)為是一項獨立的創(chuàng)造和發(fā)明。人們早已認(rèn)識到，計算機的發(fā)明人不應(yīng)是某一個天才，而是行進(jìn)在計算機發(fā)展長途上的人數(shù)眾多的一隊天才。他們是呈現(xiàn)在計算機史冊上耀眼的發(fā)明之星、創(chuàng)造之星。

德國發(fā)明家康拉德·楚澤（Konrad Zuse）是走在最前面的一顆天才的創(chuàng)造明星（如圖1-12所示）。他1910年6月22日生于柏林。20世紀(jì)30年代，他在漢希飛機制造廠任結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師，同時攻讀土木工程的學(xué)位。由于工程計算量的逐年增大。他有意于設(shè)計和制造適合工程計算的功能強大的計算機。經(jīng)過長期的探索研究和鍥而不舍的努力，他發(fā)明了一系列以“Z”命名的自動計算機，并依靠它們來處理復(fù)雜的工程計算問題。為此，楚澤獲得了半官方授予的頭銜：“現(xiàn)代計算機發(fā)明者”。但是他對這頭銜不甚看重，當(dāng)他同時代或后輩的計算機發(fā)明家被人們描繪成趕上或超過他的發(fā)明成就而授獎時，他的態(tài)度十分超然。

為了設(shè)計出自動的計算機，楚澤開始從各個角度探究他設(shè)計的計算機應(yīng)具備怎樣的結(jié)構(gòu)和功能。首先從邏輯和數(shù)學(xué)的角度分析，他認(rèn)為這臺計算機應(yīng)有程序控制與浮點運算功能，應(yīng)使用二進(jìn)制的數(shù)制系統(tǒng)。楚澤認(rèn)為數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)在于二進(jìn)制數(shù)的“位”的處理。但當(dāng)時他有“位”的意識，但就是說不出“位”這個字，只好把它作為是或否的表征。

其次從設(shè)計角度進(jìn)行分析，一個大型計算項目，無論使用計算尺還是一臺機械的加法器，楚澤認(rèn)為最為關(guān)鍵的難題是：如何用適當(dāng)?shù)姆绞奖４嬷虚g結(jié)果和在以后的計算步驟中再次使用這些中間結(jié)果。

Colossus并不是世界上第一臺可編程的計算機。這個榮譽應(yīng)該屬于1941年由德國工程師Konrad Zuse制造的Z3。

當(dāng)Zuse在1980年遇到Colossus的開發(fā)團(tuán)隊時曾經(jīng)比較過工作筆記，結(jié)果發(fā)現(xiàn)他們的工作路線十分相似。Z3是一臺基于二進(jìn)制浮點數(shù)和交換系統(tǒng)的計算機。它每秒可以進(jìn)行3～4次加法運算，而且可以在5秒鐘之內(nèi)完成一次乘法運算。由于當(dāng)時紙供應(yīng)不足，Z3的程序都是靠打了孔的舊電影膠片輸入。它可以運行一些基本的代數(shù)運算，包括加、減、乘、除和開方。

在研發(fā)Z3的早期，Zuse主要使用電話續(xù)電器進(jìn)行試驗。因為電話續(xù)電器是當(dāng)時最容易獲得的“與非裝置”。雖然Zuse也注意過真空管，但是從穩(wěn)定性考慮，他還是選擇了電話續(xù)電器。Z3在二戰(zhàn)中就曾大顯身手。它并不是像許多人預(yù)料的那樣用于破譯密碼，而是用在了數(shù)據(jù)分析上。它成功的解決了當(dāng)時飛機雙翼抖動的穩(wěn)定性問題中大量的復(fù)雜計算。

不幸的是，Z3在戰(zhàn)爭中毀于炸彈的襲擊。隨后Zuse逃到了瑞士，并造出了Z3的后續(xù)產(chǎn)品——Z4�，F(xiàn)在Z4被珍藏于慕尼黑的Deusches博物館。

1941年，德國發(fā)明家康拉德·楚澤（Konrad Zuse）制造出世界上第一臺能編程的計算機Z3。這臺計算機總共設(shè)有2000個電開關(guān)，是當(dāng)時世界上最高水平的編程語言的計算機，Zuse因此也被稱為現(xiàn)代計算機發(fā)明人之一。

霍斯特·楚澤教授為康拉德· 楚澤之子

康拉德·楚澤于1910年6月22日出生于柏林，1995年12月18日逝世于黑森州小城許恩費爾德（Hünfeld）。在Z3之前，楚澤已經(jīng)于1936年研制出他的第一臺計算機Z1，由于Z1速度太慢并且鋼片結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜容易出故障，楚澤嘗試采用舊電話的繼電器改善其性能，終于在1941年制作成功了一臺通用計算機Z3，但并沒有引起德國當(dāng)局的重視。1944年，Z3在盟軍的一次空襲中被炸得粉身碎骨，楚澤所制造的另一臺類似的計算機Z4扔在巴伐利亞鄉(xiāng)村農(nóng)舍的地窖里無人問津。人們在戰(zhàn)后才得知，楚澤的繼電器計算機是世界上第一臺二進(jìn)制電子運算機器。楚澤不幸生在戰(zhàn)爭時期的德國，在很長一段時間得不到承認(rèn)。希特勒戰(zhàn)敗后，楚澤輾轉(zhuǎn)流落到瑞士的鄉(xiāng)下，轉(zhuǎn)而研究“計算機演算”理論。他也是通用計算機編程語言的發(fā)明者。不過直到1962年他的發(fā)明才得到認(rèn)可，并獲得8個榮譽博士頭銜以及德國大十字勛章。（右圖：“計算機之父”康拉德·楚澤，1992年攝于許恩費爾德，來源：picture-alliance/dpa。）

2010年是楚澤誕辰100周年，為紀(jì)念這位杰出的發(fā)明家，許恩費爾德市宣布將由楚澤之子霍斯特·楚澤（Horst Zuse）完全按照楚澤當(dāng)年的設(shè)計方案重新制造一臺Z3電腦。制成后將首先在許恩費爾德，然后在柏林等地作現(xiàn)場表演，向公眾展示最早的計算機是如何工作的。最后Z3將正式落戶于許恩費爾德市的康拉德·楚澤博物館。

霍斯特·楚澤將獨立完成Z3的裝配工作，據(jù)稱已經(jīng)有幾位贊助商表示愿意提供資金。