被遗忘的“数字计算机之父”

甄良

谁发明了世界上第一台计算机？

对于这个问题，相信十有八九的人都会认为是美国：1946年，美国人摩彻利和埃卡特基制造了所谓的“世界第一台计算机”。它叫“埃尼亚克”——一个占地170平方米、重30吨、功率174千瓦的庞然大物，虽然还不如今天的一些计算器，但它的计算速度也已经达到了人力的20万倍。

然而鲜有人知的是，这台计算机其实只能算世界第三，在此之前，还有两个国家发明了计算机。

1940年，为破译德国密码，英国研制出了大型电子运算装置“巨人”机，它在“二战”中立下了汗马功劳。

而在英国人耿耿于怀时，其实还有更郁闷的人，这就是德国人克兰德·楚泽。他是一位工程师，出身于土木工程建筑专业，但就是这位与计算机不搭边的“外行”制造出了世界第一台数字计算机。

“建筑工程师”楚泽

克兰德·楚泽于1910年6月22日生于德国维尔梅斯多夫，在东普鲁士接受早期教育。东普鲁士的文化传统相当保守，为了获得更好的发展，他进入了一所比较开放的学校，直到高中毕业。

1927年，楚泽考进了柏林工业大学，学习土木工程建筑。求学期间，楚泽需要完成许多力学功课，比如桥梁、材料强度设计等等，这些都必须由他自己动手算出结果，然而他往往一整天都算不完一道强度核算题目。

一天，在疲惫不堪地完成了作业后，楚泽突然发现，力学公式是固定不变的，他们要做的只是向这些公式中填充数据。这种单调的工作，应该可以交给机器完成。

毕业后，楚泽获得了土木工程学士学位，在柏林一家飞机制造厂找到了工作，主要任务恰好是他最挠头的飞机强度分析。烦琐的计算现在变成了楚泽的主要职业，而辅助工具只有计算尺，所以他想制造一台计算机的愿望愈发强烈。楚泽在这家工厂里只待了短短的几个月，便辞职回家做他的“发明梦”了。

楚泽从小爱好绘画，因此很快就学会了如何设计房屋结构和外观。修理机器的活他也很拿手，还时常动手制作稀奇古怪的玩意儿，让同学大吃一惊。

在黑暗中摸索

在父母的帮助下，楚泽把家中的起居室隔出一间，改造成“实验室”兼“制造厂”，孤身一人开始了漫长的研制生涯。

楚泽生活在法西斯强权统治下的德国，且没有相关专业背景，无从得知美国科学家研制计算机的消息，甚至没有听说过巴贝奇和霍列瑞斯的名字。他甚至无法得到大学或政府机构的任何资助，只有几个朋友“赞助”了他很少的一点钱。

在黑暗中摸索几乎用了楚泽两年时间。他认为，计算机最重要的部分不是计算本身，而是过程和计算结果的传送与储存。因此，他把研究的重点放在存储器上，设计了一种可以存储64位数的机械装置——数千片薄钢板用螺栓拧在一起的笨重部件，体积约1立方米——然后与机械运算机构连接起来。

朋友们都不太懂他想干什么，只能提供有限的帮助，例如帮他用切割设备加工数以百计的金属片，或者用手锯在圆钢上锯下薄钢板。

以这种简陋的条件，1938年，楚泽居然完成了一台可编程数字计算机Z-1。他花光了仅有的积蓄，还是无法买到更合适的零件。因此，Z-1计算机实际上是一台实验模型，虽然可以完成3×3矩阵运算过程，但始终未能投入实际使用。

霍列瑞斯博士对计算机的未来作出了许多正确的预见，为穿孔卡计算机的发展奠定了基础，是“数据处理之父”。

程序控制第一人

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”。他的这种选择，明显是受到了莱布尼茨（他发明并完善了二进制）的启发。这台机器也采用了“穿孔带”输入程序，不过不是纸带，而是35毫米电影胶片。数据则由一个数字键盘敲入，计算结果用小电灯泡显示。

由于纯机械式Z-1计算机的性能不理想，第二年，楚泽的朋友给了他一些废弃的继电器，楚泽用它们组装了第二台电磁式计算机Z-2，这台机器可以正常工作了。这时，楚泽的工作才引起了德国飞机实验研究所的关注，他终于得到了第一笔正式的资助。

1941年，第三台电磁式计算机Z-3完成。它使用了2600个继电器，用穿孔纸带输入，实现了二进制数程序控制。程序控制思想虽然过去也有人提倡，但楚泽是把它付诸实施的第一人。Z-3能达到每秒3～4次加法的运算速度，或者在3～5秒内完成一次乘法运算。在紧张研究的间隙里，他还写出了世界上第一个下国际象棋的计算机程序。

1944年，美国空军对柏林实施空袭，楚泽的住宅连同Z-3计算机一起被炸得支离破碎。一年后，在德国法西斯即将毁灭的前夕，楚泽又建造了一台比Z-3更先进的电磁式Z-4计算机，存储器单元也从64位扩展到1024位，庞大的继电器几乎占满了一个房间。为了使机器的效率更高，楚泽甚至设计了一种编程语言Plankalkuel，这一成果也使楚泽跻身于计算机语言先驱者行列。

粮仓成了避难所

因害怕再次被炸，楚泽带着Z-4四处转移，最后和它一起飞往德国南部，搬到了阿尔卑斯山区的欣特斯泰因小镇，在此继续自己的发明研究。

然而1945年，就在盟军攻陷法西斯德国的首都柏林后不久，两名英国情报官得到了一个惊人的消息：欣特斯泰因小镇的一个粮仓地窖里发现了德国研制的先进计算机。他们在攻占该镇的法国士兵带领下，打开了粮仓地窖大门。

地窖里面确实存放着一台机器。情报官凑上前仔细打量，这丑丑的机器怎么看也不像是德国的“先进计算機”呀，充其量是某个印刷厂遗弃的排字机嘛！两人互相对视着苦笑了一阵：“德军再傻，也不会把这么重要的设备放在交通极为不便的山区啊。”楚泽的Z-4因此幸免于难。

希特勒战败后，楚泽辗转流落到瑞士一个荒凉的村庄，一度转向研究计算机软件理论，最早提出了“程序设计”的概念。1949年，楚泽把他的Z-4计算机安装在瑞士苏黎士技术学院，并且一直稳定地运行到1958年。这时，美、英计算机界才相信了德国有位建筑工程师，比他们更早地研制出程序控制数字计算机这一事实。

时光之外的数字计算机之父

随后，楚泽创办了“楚泽计算机公司”，于1958年研制出电子管通用计算机Z-22R。但这时，距离第一台电子管通用计算机 诞生已经过去了12年之久。但电脑史学家认为，如果楚泽不是生活在法西斯统治下的德国，他可能早就把Z型计算机系列升级为电子计算机了，世界计算机的历史将会改写。

事实上，早在1938年，楚泽和他的朋友就已经在考虑用2000个电子管和其他电子元件组装新的计算机了。当他在战后听说美国宾夕法尼亚大学早已研制出电子管计算机的消息时，不禁感叹地说：“我所能做的，仅仅是摇摇头而已。”

楚泽活到85岁高龄，一直与夫人居住在富尔达附近的一幢简朴住宅里。值得欣慰的是，如今全世界都已经承认他是“数字计算机之父”了。

楚泽几乎被人遗忘了几十年。他在1941年为Z-3计算机提出了专利申请，到了1967年，法官仍然拒绝受理，理由是“缺乏创造性”。直到1962年，他才被确认为计算机发明人之一，得到了8个荣誉博士头衔以及德国大十字勋章。