一、自费研究起家的发明家

最早的用继电器进行程序控制的机电计算机,在 40 年代上半叶由德国和美国几乎同时制成。

这些计算机的主要研制者,在德国是楚泽,在美国是艾肯和斯蒂比兹。楚泽的工作稍早于美国学者,但在当时美国的学者并不了解。他们是各自相互独立地完成研制工作的。

楚泽研制了一系列令人惊奇的计算机,与同一时期美国同行们制造的计算机相类似,而且有许多性能还超过了他们。

楚泽在 1910 年生于维尔梅斯多夫,在东普鲁士受到早期教育。东普鲁士是一个比较保守的地方,为了离开这个闭塞的环境,楚泽进入了一所比较开放的学校。

在十几岁时,楚泽就被工程科学迷住了。17 岁时,他进入柏林工业大学, 经过预科和本科八年的学习年,取得了土木工程学士的学位。

大学毕业后,楚泽在柏林的一家飞机工厂中找到了工作,他的任务是对飞机强度进行分析。这项工作需要反复进行冗长且令人生厌的计算,于是他产生了设法制造出一台机器来自动进行计算的念头。楚泽后来回忆说,当时的辅助计算工具只有计算尺,而计算任务日益繁重,要费很多的时间。因此, 我想改变这种状况。

1934 年,楚泽开始拟订研制计划,并于 1936 年开始执行。他预料,重要的问题并不在于计算(加减等)本身,而是在于中间步骤,也就是中间结果的记录和传送,正像人工计算时,人脑“计算机”必须把它们记在纸上一样。

楚泽意识到,他必须找到一种传送中间结果的方法。最初,他想到利用一种穿孔卡系统来进行传送,但是由于这种系统安装起来太费劲而放弃了这种打算。

在楚泽设计的计算机中,有存贮单元、运算单元,连接这两个单元的选择单元,以及利用穿孔带来指挥的指挥单元。控制单元能通过传送指令来选择机械动作并控制运算单元的工作。

1936 年,当楚泽对这些设想觉得很完善时,他就决定全力以赴,使这项研制计划付诸实施。

1937 年楚泽为自己设计的计算机制造出一种可存贮 64 位数的机械存贮

单元,在这个单元中,采用在细孔中移动针尖位置来指明数字 0 或数字 1 的

方法,从而把二进制数表示出来,这样就使楚泽制造出的存贮器非常紧凑, 体积大约只有 1 立方米。

在 1938 年,楚泽设法把这个存贮器同一个机械运算单元连结起来。为此,他用钢锯把圆钢锯成数千片薄片,然后用螺栓把它们拧在一起,一台机器就安装起来了。这就是楚泽在朋友协助下试制成功的第一台二进制计算机

——Z—1 型计算机。但 Z—1 型仍然是一种纯机械式的计算装置,不仅运算速度慢,可靠性也差,始终未能投入使用。

由于 Z—1 号性能并不理想,随后楚泽就立即开始设计机械部件与电磁继电器混用的计算装置。

楚泽的第二台计算机在结构上又朝前迈进了一步。他的朋友帮助他储存了一批从电话公司更换下来的继电器,于是这台命名为 Z—2 型的计算机很快就在 1939 年完工了。

由于使用了继电器,Z—2 型的可靠性比 Z—1 型要差些,但是运行却很正常。

这时楚泽被应征入伍,研制工作面临中断的处境。他的朋友和合作者施赖尔博士向军方提交书面材料,推荐楚泽研制工作的重要价值,使楚泽免服兵役。而同时楚泽的研究成果引起了德国飞机实验研究所的注意。这个研究所迫切希望消除飞机在飞行时机翼出现的颤振,这需要进行一系列十分复杂的运算,他们看出计算机能促使解决机翼颤振问题所需要的大量计算快速完成,因此决定为楚泽计算机的研制提供经费。但是战争期间工厂从不休假, 楚泽只能利用晚间进行研制。

楚泽在得到资助后,就立即投入到新型的继电器计算机——Z—3 型计算机的研制中去,不过试制工作仍在家里的客厅中进行。在第二次世界大战期间的 1941 年,楚泽的 Z—3 型计算机开始运行。Z—3 型计算机是世界上第一台采用电磁继电器进行程序控制、穿孔带作输入的通用自动计算机。

Z—3 型计算机工作了三年。在 1944 年美军对柏林的一次空袭中,楚泽的住宅和 Z—3 型机都被炸毁。这时离德国法西斯的灭亡只有几个月的时间了。到 1945 年,楚泽又完成了 Z—4 型机的研制,Z—4 型机是一种比 Z—3 型机更先进的机电式计算机,曾在 V—2 型火箭的研制中发挥过作用。为了避免 Z—4 型机被炸毁,楚泽三番五次在柏林把 Z—4 型机搬来搬去。在德国战败后,楚泽飘泊到瑞士的一个荒凉的村庄。他一度对软件很感兴趣,最早提出了“程序设计”的概念,这对后来软件的发展有重要的影响。

1949 年楚泽创办了“楚泽计算机公司”,计算机研制工作不断取得进展。许多大学和科研机构订购楚泽研制的计算机。Z—4 型机于 1949 年在瑞士苏黎世综合技术学院安装完毕,由于它的可靠性好,一直工作到 1958 年。1954 年前在苏黎世综合技术学院运行,1955 年到 1958 年为法国国防部效劳。

楚泽公司最初研制的计算机是 Z—22 型,1958 年制造出电子管通用计算机 Z—22R 型。

到 60 年代初,楚泽公司已成了有千名雇员的大公司。但楚泽认为“计算机的发展速度越来越快,我们跟不上发展的步伐”。1966 年,他主动退出竞争,把自己创办的公司出售给西门子公司。楚泽至今健在,仍以顾问的身份为西门子公司服务。

早在 1938 年研制出计算机的楚泽,被人遗忘了几乎二十年才被公认为计算机的发明者,1956 年被柏林工业大学授予名誉博士。现在他同夫人生活在

一幢简朴的住宅里,安贫乐道,计算机的发明并没有使他富起来。在回忆他当年的发明动机时,他说:“我只是希望我的机器能够减轻人们的繁琐工作。”但是世人不会忘记他的历史功绩。