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Die ETH Zürich war 1950 die einzige Universität des europäischen Festlandes, die einen programmgesteuerten Digitalrechner hatte, die legendäre Z4. Um diese Maschine ranken sich manche Geheimnisse. Bis vor kurzem war unbekannt, wie der damalige Vorsteher des Instituts für angewandte Mathematik, Eduard Stiefel, von der Existenz der Zusemaschine erfuhr.
Sie war nämlich damals weitgehend unbekannt und jahrelang im süddeutschen Allgäu verborgen. Seit dem 4. November 2011 ist dieses Rätsel wohl gelüftet. Am Anfang stand vermutlich eine unscheinbare, einzeilige Fussnote, die 1949 in der angesehenen „Zeitschrift für angewandte Mathematik und Mechanik“ erschien. Verfasser des Aufsatzes war Heinz Billing vom Göttinger Max-Planck-Institut für Physik, Erbauer des ersten deutschen programmgesteuerten Elektronenrechners.
„Der Krieg ist die Mutter aller Dinge“. Diese Redensart gilt mindestens teilweise auch für die Entstehung des Computers. Die frühen britischen und amerikanischen Grossrechner, Colossus (1944, britische Post) und Eniac (1946, Universität Philadelphia), wurden in der Tat für militärische Anwendungen gebaut. Auch Zuse hatte Kriegsaufträge, etwa für die Spezialrechner S1 und S2. Diese Lage änderte sich nach 1945 nur zögerlich. Der von ehemaligen Kryptoanalytikern (Fachleute für das Knacken von Geheimmeldungen) der US-Marine entwickelte Atlas 1 (1950) wurde erst ein Jahr später unter der Bezeichnung ERA 1101 für die zivile Nutzung frei gegeben (1952 Übernahme durch Remington Rand, heute Unisys). Der erste moderne Wissenschaftsrechner von IBM, IBM 701 (1953), hiess ursprünglich „Defense calculator“ (Verteidigungsrechenmaschine). Desgleichen wurde der Whirlwind (1951) des Massachusetts of Technology, ein Echtzeitrechner, zunehmend der Geheimhaltung unterstellt. Der Eniac war auch für die Berechnung der Atombombe eingesetzt worden. Die Kunde über diese Maschine drang über Geheimdienste nach Europa. Zuses Z4 stand von 1950 bis 1955 – für friedliche Zwecke – an der ETH Zürich. Anschliessend ratterte sie bis 1959 im Laboratoire de recherches in St. Louis bei Basel, dieses Zentrum arbeitete für die Rüstungsforschung.
Z4, ein bis heute geheimnisumwitterter Digitalrechner
Um die legendäre Z4 gibt es nach wie vor viele Geheimnisse – sie zu lüften ist schwierig, weil die Pioniere der ersten Stunde gestorben sind. Die Fragen:
- Was für eine Prüfaufgabe stellte Eduard Stiefel der Z4 bei seinem Besuch im süddeutschen Allgäu? Zeitzeugen wie Urs Hochstrasser (ehemaliger Direktor des Bundesamts für Bildung und Wissenschaft, Bern) und Corrado Böhm (Universität Rom) bezweifeln, dass es eine Differenzialgleichung war, wie Zuse in seinen Lebenserinnerungen erwähnt.
- War die Z4 – wie seit Jahrzehnten im In- und Ausland vielfach verbreitet – tatsächlich nachts unbeaufsichtigt in Betrieb? Nachforschungen im Zusammenhang mit dem Zuse-Jahr 2010 (100 Jahre Konrad Zuse) beweisen, dass das nicht der Fall war.
- Wie erfuhr Stiefel, der Anfang Januar 1948 an der ETH Zürich das Institut für angewandte Mathematik gegründet hatte, im Juli 1949 von der Existenz dieser Maschine? In den ersten Nachkriegsjahren waren die Zusemaschinen im In- und Ausland weitgehend unbekannt. Nach Hartmut Petzold vom Deutschen Museum in München (Moderne Rechenkünstler, Verlag C.H. Beck, München 1992, Seite231) haben selbst die Erbauer der PERM (programmgesteuerte elektronische Rechenanlage München), Vater Hans und Sohn Robert Piloty von der damaligen Technischen Hochschule München, gegen Ende der 1940er Jahre von den Arbeiten Zuses nichts gewusst.
Weder in Zuses Lebenserinnerungen noch im Protokoll des ETH-Schulrats vom 6. Oktober 1949 gibt es Angaben darüber, wie Stiefel die jahrelang in Süddeutschland eingemottete Z4 aufgespürt hatte. Seit dem 4. November 2011 ist dieses Geheimnis aufgrund langwieriger Nachforschungen mit hoher Wahrscheinlichkeit gelüftet. Es war offensichtlich eine unscheinbare, einzeilige Fussnote im Aufsatz „Numerische Rechenmaschine mit Magnetophonspeicher“ (Magnetphon = Tonband), der in der angesehenen „Zeitschrift für angewandte Mathematik und Mechanik (ZAMM, Akademie-Verlag, Berlin, Band 29, Nr. 1/2, Januar/Februar 1949, Seiten 38–42) erschienen war.
„Eine im Dualsystem arbeitende Maschine wurde in Deutschland bereits während des Krieges von Zuse gebaut.“ (Fussnote, Seite 39). Auskünfte zum Verbleib der Zusemaschinen fehlen. Mit Ausnahme der Z4 waren alle Vorläufer im Krieg zerstört worden. Verfasser des am 26. Juli 1948 eingereichten Beitrags war Heinz Billing vom Max-Planck-Institut für Physik in Göttingen. Er hatte den ersten deutschen programmgesteuerten Elektronenrechner, G1 (1952), gebaut. Der Beitrag in der ZAMM war Billings erste Veröffentlichung über den von ihm entwickelten Magnettrommelspeicher. Damals war er im Institut für Instrumentenkunde der Max-Planck-Gesellschaft tätig.
Billing hatte laut seinen Lebenserinnerungen (Ein Leben zwischen Forschung und Praxis, Selbstverlag F. Genscher, Düsseldorf 1997, Seiten 84, 155-156 und 195 sowie 241 und 249) Zuse im Spätsommer 1947 an einem geheimnisumwobenen Kolloquium (Befragung durch englische Informatikfachleute, u.a. Alan Turing) kennen gelernt. Bei der Max-Planck-Gesellschaft kannte man Zuses Erfindungen. Dieser hatte nämlich am 29. März 1945 die Z4 erfolgreich an der ehemaligen Aerodynamischen Versuchsanstalt in Göttingen vorgeführt, im gleichen Gebäude arbeitete Billing. Nach 1950 bestand eine Zusammenarbeit zwischen der Zuse KG, Hünfeld, und dem Göttinger Forschungsinstitut.
Am 13. Juli 1949, also wenige Monate nach Erscheinen des Artikels, fuhren Eduard Stiefel und Max Lattmann (technischer Direktor der Contraves, Zürich) bei Konrad Zuse in Hopferau vor, wo die Maschine im Keller des Mehllagers der Bäckerei Martin stand. Und kurz darauf, am 7. September 1949, wurde der Mietvertrag in der Gaststätte des Badischen Bahnhofs in Basel unterzeichnet. Das war eine überaus mutige Tat – und, wie sich im Nachhinein zeigte, ein kluger Schachzug – Stiefels. Howard Aiken von der Harvard-Universität, Cambridge, Massachusetts, hatte ihm vom Kauf der Relaismaschine abgeraten. Gemeinsam mit IBM (Endicott, New York) war er Schöpfer des Riesenrechners Harvard Mark 1 (1944).
Ohne die Z4 wäre Zürich nicht die Geburtsstätte der Programmiersprache Algol geworden. Die Z4 war 1950 der einzige lieferbare europäische Computer. Stiefel mietete sie für fünf Jahre für die ETH. Die ersten modernen (speicherprogrammierten) Rechenmaschinen wurden an den Universitäten Manchester (1948) und Cambridge (1949) hergestellt, sie waren nicht käuflich. Erst 1951 kamen die ersten serienmässig gefertigten programmierbaren Elektronenrechner auf den Markt, die Ferranti Mark 1 in England und die Univac 1 in den USA.
Geburtsstunde der Sshweizer Informatik
Mit der Z4 beginnt die Geschichte der Informatik in der Schweiz. Mit der Miete dieses Geräts fing auch der Aufschwung der Zuse KG an. Der Gebrauch dieses programmgesteuerten elektromechanischen Digitalrechners – 1950 die einzige solche Anlage an einer Universität des europäische Festlandes, verschaffte der ETH international einen wissenschaftlichen Vorsprung. Heinz Rutishauser machte bereits 1951 bahnbrechende Vorschläge zur automatischen Rechenplananfertigung bei programmgesteuerten Rechenmaschinen (Rechenplan = Programm). Der Gedanke, solche Anlagen nicht nur zum Rechnen, sondern auch zum Erstellen von Programmen zu verwenden, ist wegweisend für den Bau von Übersetzern (automatische Übertragung von Rechenvorschriften von höheren Programmiersprachen in die Maschinensprache).
In seinem Beitrag „A Computer Built with Relays and a Mechanical Memory Contributed Significantly to the Development of Algol“ (Veröffentlichung demnächst) schreibt Winfried Grassmann (Universität Saskatchewan, Kanada): „It is safe to say that without the programming experience of Rutishauser on the Z4, Algol would not have seen the light of the day in Zurich in 1958“. Zu Deutsch: Man kann ruhig sagen, dass Algol ohne Rutishausers Programmiererfahrung auf der Z4 in Zürich 1958 nicht das Licht der Welt erblickt hätte.
Buchhinweis:
Herbert Bruderer: Konrad Zuse und die Schweiz, Oldenbourg-Wissenschaftsverlag, München 2012, etwa 150 Seiten
Dieses Werk bringt eine umfangreiche Darstellung der Frühgeschichte der Informatik in der Schweiz. Es räumt auf mit dem im In- und Ausland vielfach aufgetischten Jahrzehnte alten Märchen, wonach die Zusemaschine an der ETH Zürich nachts ohne Aufsicht lief. Das Buch enthält einen weltweiten Überblick über die Entstehung des Computers und eine umfassende Bibliografie zur internationalen Informatikgeschichte. Beschrieben werden auch der 2010 in der Schweiz wieder entdeckte programmgesteuerte Zuserechner M9 und der Eigenbau der ERMETH (erster in der Schweiz gebauter elektronischer Digitalrechner). Zeitzeugenberichte runden die Nachforschungen ab.
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