德國學者克蘭德·楚澤——數字計算機之父Konrad Zuse“計算機之父”康拉德·楚澤，1992

［本文為ws根據網路資料編撰］

康拉德·楚澤於1910年6月22日出生於柏林，1995年12月18日逝世於黑森州小城許恩費爾德（Hünfeld）。

在Z3之前，楚澤已經於1936年研製出他的第一臺計算機Z1，由於Z1速度太慢，楚澤嘗試用繼電器改善其效能，終於在1941年製作成功了一臺通用計算機Z3，但並沒有引起德國當局的重視。1944年，Z3在盟軍的一次空襲中被炸得粉身碎骨，楚澤所製造的另一臺類似的計算機Z4扔在巴伐利亞鄉村農舍的地窖裡無人問津。

人們在戰後才得知，楚澤的繼電器計算機是世界上第一臺二進位制電子運算機器。楚澤不幸生在戰爭時期的德國，在很長一段時間得不到承認。希特勒戰敗後，楚澤輾轉流落到瑞士的鄉下，轉而研究“計算機演算”理論。他也是通用計算機程式語言的發明者。不過直到1962年他的發明才得到認可，並獲得8個榮譽博士頭銜以及德國大十字勳章。

　　2000年是楚澤誕辰100週年，為紀念這位傑出的發明家，許恩費爾德市宣佈將由楚澤之子霍斯特·楚澤（Horst Zuse）完全按照楚澤當年的設計方案重新制造一臺Z3電腦。

製成後將首先在許恩費爾德，然後在柏林等地作現場表演，向公眾展示最早的計算機是如何工作的。最後Z3將正式落戶於許恩費爾德市的康拉德•楚澤博物館。

【誰發明了第一臺電子計算機？】

一直以來，華人都被誤導認為是英華人圖靈或者美華人（幾乎所有的計算機書籍第一頁緒論都會見到）馮·諾依曼發明了電子計算機。實際上這是一個謊言。現代電子計算機的真正發明者是德華人楚澤。

楚澤於1936年就製作成Z1計算機，但他本人幾乎被人遺忘了幾十年。實際上，楚澤的Z3是當時世界上最高水平的程式語言的計算機，他的這臺機器要比美國哈佛大學的Mark I早好幾年。楚澤不幸生在戰爭時期的德國，在很長一段時間得不到承認。希特勒戰敗後，楚澤輾轉流落到瑞士的鄉下，轉而研究“計算機演算”理論。他也是通用計算機程式語言的發明者。不過直到1962年他的發明才得到認可，並獲得8個榮譽博士頭銜以及德國大十字勳章。直到1962年，他才被確認為計算機發明人之一，並被稱為“計算機之父”。楚澤生前寫過一部自傳《計算機：我的一生》（Computer: My Life）

1945年，就在盟軍攻陷法西斯德國的首都柏林後不久，從阿爾卑斯山區偏僻小鎮欣特斯泰因傳來一個驚人的訊息：一個糧倉地窖裡發現了德國研製的先進計算機。

z3

　　兩名英國情報官聞訊匆匆趕到了欣特斯泰因。在攻佔該鎮的法國士兵帶領下，打開了糧倉地窖大門。地窖裡面確實存放著一臺機器。情報官湊上前仔細打量，這機器怎麼看也不像是德國的“先進計算機”，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，也不會把這麼重要的裝置放在交通極為不便的山區。”

　　過了很長時間之後，西方計算機界終於認識到，這臺貌不驚人的機器，的確是當時最先進的電子計算機，它研製成功的時間，要比美國、英國的同類發明更早。

更重大的意義還在於，它是最先採用程式控制的數字計算機。這臺機器的名稱是Z－4，它的發明人叫克蘭德·楚澤（Konrad Zuse，1910-1995），一位靠自費起家的土木建築工程師。

【克蘭德·楚澤傳記】

　　克蘭德·楚澤1910年6月22日生於德國維爾梅斯多夫，在東普魯士接受的早期教育。東普魯士的文化傳統相當保守，為了獲得更好的發展，他進入一所比較開放的學校，直到高中畢業。1927年，楚澤考進柏林工業大學，學的是土木工程建築專業。他從小愛好繪畫，具有非常好的美術功底，因此很快就學會了如何設計房屋結構和外觀。多才多藝的楚澤興趣廣泛，修理機器的活也很拿手，時常動手製作出一些稀奇古怪的玩藝，讓班上的同學大吃一驚。

　　求學期間，楚澤需要完成許多力學計算的功課，諸如橋樑、材料強度設計等等，必須自己動手根據公式算出結果，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佈置的作業後，楚澤突然發現，寫在教科書裡的力學公式是固定不變的，他們要做的只是向這些公式中填充資料，這種單調的工作，應該可以交給機器做。

　　1935年，楚澤獲得了土木工程學士學位，在柏林一家飛機制造廠找到了工作，主要任務恰好是他最撓頭的飛機強度分析，繁瑣的計算現在變成了他的主要職業，而輔助工具只有計算尺可用。楚澤想製造一臺計算機的願望愈來愈強烈，他在這家工廠裡只呆了短短的幾個月，便辭職回家做他的“發明夢”。

　　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“製造廠”，孤身一人開始了漫長的研製生涯。楚澤生活在法西斯統治下的德國，無從得知美國科學家研製計算機的訊息，甚至沒有聽說巴貝奇和霍列瑞斯的名字。在這一點上，他遠沒有美國發明家幸運，無法得到大學或政府機構的任何資助，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鬥。他認為，計算機最重要的部分不一定是計算本身，而是過程和計算結果的傳送和儲存。因此，他把研究的重點放在儲存器上，設計了一種可以儲存64位數的機械裝置——數千片薄鋼板用螺栓擰在一起的笨重部件，體積約1立方米——然後與機械運算機構連線起來。朋友們都不太懂他想幹什麼，只能提供有限的幫助，例如，幫他用切割裝置加工了數以百計的金屬片。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程式設計數字計算機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模型，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。

楚澤蠟像與Z1計算機的複製品

在Z3之前，楚澤已經於1936年研製出他的第一臺計算機Z1，由於Z1速度太慢，楚澤嘗試用繼電器改善其效能，終於在1941年製作成功了一臺通用計算機Z3，但並沒有引起德國當局的重視。1944年，Z3在盟軍的一次空襲中被炸得粉身碎骨，楚澤所製造的另一臺類似的計算機Z4扔在巴伐利亞鄉村農舍的地窖裡無人問津。

人們在戰後才得知，楚澤的繼電器計算機是世界上第一臺二進位制電子運算機器。楚澤不幸生在戰爭時期的德國，在很長一段時間得不到承認。希特勒戰敗後，楚澤輾轉流落到瑞士的鄉下，轉而研究“計算機演算”理論。他也是通用計算機程式語言的發明者。不過直到1962年他的發明才得到認可，並獲得8個榮譽博士頭銜以及德國大十字勳章。

　　2000年是楚澤誕辰100週年，為紀念這位傑出的發明家，許恩費爾德市宣佈將由楚澤之子霍斯特·楚澤（Horst Zuse）完全按照楚澤當年的設計方案重新制造一臺Z3電腦。

製成後將首先在許恩費爾德，然後在柏林等地作現場表演，向公眾展示最早的計算機是如何工作的。最後Z3將正式落戶於許恩費爾德市的康拉德•楚澤博物館。

　　Z－1計算機最大的貢獻是楚澤第一次採用了二進位制數。

在薄鋼板組裝的儲存器中，楚澤用一個在細孔中移動的針，指明數字“0”或“1”。他的這種選擇，明顯地受到萊布尼茨著作的啟發，他後來發表的研究報告，副題就是“向萊布尼茨致敬”。這臺機器也採用了“穿孔帶”輸入程式，不過不是紙帶，而是35毫米電影膠片；資料則由一個數字鍵盤敲入，計算結果用小電燈泡顯示。由於純機械式Z－1計算機效能不理想，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，實現了二進位制數程式控制。程式控制思想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能達到每秒3～4次加法的運算速度，或者在3～5秒內完成一次乘法運算。1942年，在緊張研究的間隙裡，他寫作了世界上第一個下國際象棋的計算機程式。

　　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，楚澤於1945年又建造了一臺比Z－3更先進的電磁式Z－4計算機，儲存器單元也從64位擴充套件到1024位，繼電器幾乎佔滿了一個房間。為了使機器的效率更高，楚澤甚至設計了一種程式語言Plankalkuel ，這一成果使楚澤也躋身於計算機語言先驅者行列。

　　因害怕再次被炸，楚澤把Z－4搬來搬去，四處轉移，最後帶著它飛往德國南部，搬到了阿爾卑斯山區欣特斯泰因小鎮，於是才有了前面那一幕。

　　希特勒戰敗後，楚澤輾轉流落到瑞士一個荒涼的村莊，一度轉向研究計算機軟體理論，最早提出了“程式設計”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學院，並且一直穩定地執行到1958年。這時，美、英計算機界才相信德國有位建築工程師，比他們更早地研製出程式控制數字計算機的事實。目前，在慕尼黑一家博物館裡，仍然存放著一臺Z－3原型機，只是它已經無法正常運作。

　　隨後，楚澤創辦了“楚澤計算機公司”，1958年研製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誕生已經過去了12年之久。電腦史學家認為，如果楚澤不是生活在法西斯統治下的德國，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在考慮用2000個電子管和其他電子元件組裝新的計算機。當他在戰後聽說美國賓夕法尼亞大學早已研製出電子管計算機的訊息，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“缺乏創造性”。直到1962年，他才被確認為計算機發明人之一，得到了8個榮譽博士頭銜以及德國大十字勳章。後來，柏林博物館還重新建造了Z－1計算機。

　　20世紀60年代初，楚澤計算機公司已發展為數千員工的企業，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附近的一幢簡樸住宅裡，於1995年12月19日逝世。值得欣慰的是，全世界都已經承認他是“數字計算機之父”。

【康拉德·楚澤與世界上首臺自由程式設計的計算機】

　　德國發明家康拉德·楚澤（Konrad Zuse）是走在最前面的一顆天才的創造明星（如圖1-12所示）。他1910年6月22日生於柏林。20世紀30年代，他在漢希飛機制造廠任結構設計工程師，同時攻讀土木工程的學位。由於工程計算量的逐年增大。他有意於設計和製造適合工程計算的功能強大的計算機。經過長期的探索研究和鍥而不捨的努力，他發明了一系列以“Z”命名的自動計算機，並依靠它們來處理複雜的工程計算問題。為此，楚澤獲得了半官方授予的頭銜：“現代計算機發明者”。但是他對這頭銜不甚看重，當他同時代或後輩的計算機發明家被人們描繪成趕上或超過他的發明成就而授獎時，他的態度十分超然。

1995年，比爾•蓋茨拜謁了楚澤。有趣的是，這位即將去世的計算機鼻祖為借計算機而成為世界首富的蓋茨畫了一幅肖像。直到現在，蓋茨還把這肖像畫掛在辦公室裡。

　　為了設計出自動的計算機，楚澤開始從各個角度探究他設計的計算機應具備怎樣的結構和功能。首先從邏輯和數學的角度分析，他認為這臺計算機應有程式控制與浮點運算功能，應使用二進位制的數制系統。楚澤認為資料處理的基礎在於二進位制數的“位”的處理。但當時他有“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徵。

　　其次從設計角度進行分析，一個大型計算專案，無論使用計算尺還是一臺機械的加法器，楚澤認為最為關鍵的難題是：如何用適當的方式儲存中間結果和在以後的計算步驟中再次使用這些中間結果。

【世界第一臺可程式設計計算機】

　　Colossus並不是世界上第一臺可程式設計的計算機。這個榮譽應該屬於1941年由德國工程師Konrad Zuse製造的Z3。

　　當Zuse在1980年遇到Colossus的開發團隊時曾經比較過工作筆記，結果發現他們的工作路線十分相似。Z3是一臺基於二進位制浮點數和交換系統的計算機。它每秒可以進行3～4次家法運算，而且可以在5秒鐘之內完成一次乘法運算。由於當時紙供應不足，Z3的程式都是靠打了孔的舊電影膠片輸入。它可以執行一些基本的代數運算，包括加、減、乘、除和開方。

　　在研發Z3的早期，Zuse主要使用電話續電器進行試驗。因為電話續電器是當時最容易獲得的“與非裝置”。雖然Zuse也注意過真空管，但是從穩定性考慮，他還是選擇了電話續電器。Z3在二戰中就曾大顯身手。它並不是像許多人預料的那樣用於破譯密碼，而是用在了資料分析上。它成功的解決了當時飛機雙翼抖動的穩定性問題中大量的複雜計算。

　　不幸的是，Z3在戰爭中毀於炸彈的襲擊。隨後Zuse逃到了瑞士，並造出了Z3的後續產品——Z4。現在Z4被珍藏於慕尼黑的Deusches博物館。

1941年，德國發明家康拉德•楚澤（Konrad Zuse）製造出世界上第一臺能程式設計的計算機Z3。這臺計算機總共設有2000個電開關，是當時世界上最高水平的程式語言的計算機，Zuse因此也被稱為現代計算機發明人。