Am 12. Mai 1941 stellte Konrad Zuse mit dem Z3 der Welt den ersten Computer vor. Was viele nicht wissen: Der Berliner Ingenieur veröffentlichte auch philosophische Schriften, die eine Weltsicht vermitteln, die sich später in Filmen wie Matrix wiederfand. Dieser Beitrag erschien zuerst in COMPACT-Geschichte «Hitlers Geheimwaffen – UFOs, Raketen und die deutsche Atombombe». Deutsche Hochtechnologie im Dritten Reich. Hier mehr erfahren.
Berlin, 12. Mai 1941: Der Ingenieur Konrad Zuse präsentiert einem ausgewählten Publikum seine neueste Erfindung. Das etwa eine Tonne schwere Gerät ist so breit wie eine Schrankwand. Verbaut sind rund 30.000 Kabel und knapp 2.500 Relais, die größtenteils aus einer Abfallkiste des Oberkommandos der Wehrmacht stammen.
Die wuchtige Maschine kann 64 Zahlen speichern, braucht 0,8 Sekunden für eine Addition und etwa drei Sekunden für eine Multiplikation. Sie wandelt Eingaben selbsttätig ins Binärsystem um und zeigt die Ergebnisse ihrer Berechnungen mittels Glühbirnen an. Man bestaunt den Z3 – den ersten funktionsfähigen Digitalrechner der Welt.
Wettlauf mit den Amerikanern
Der Schöpfer dieser Jahrhundertinnovation erblickte 1910 im heute zu Berlin gehörenden Deutsch-Wilmersdorf das Licht der Welt. Schon früh entdeckte der begnadete Tüftler sein Interesse für Technik, aber auch für Kunst. Die Malerei war eine seiner Leidenschaften – inspiriert wurde er dabei hauptsächlich vom italienischen Futurismus.
Seine Bilder verkaufte Zuse, um das Ingenieurstudium an der Technischen Hochschule Berlin-Charlottenburg zu finanzieren. Nachdem er dies 1935 mit Diplom abgeschlossen hatte, kam er als Statiker bei den Henschel-Flugzeugwerken in Schönefeld unter. Nach Dienstschluss tüftelte er daheim in seiner Erfinderwerkstatt.
An seinem Broterwerb störte ihn vor allem eines: Er musste immer und immer wieder ein und dieselben Rechnungen durchführen. Konnte dies nicht auch eine Maschine erledigen? Wie der britische Mathematiker Charles Babbage (1791–1871), der Erfinder der sogenannten Analytical Engine, dachte Zuse dabei zunächst an ein mechanisches Gerät, doch das erwies sich schon bald als unpraktikabel. Der Z1, den er 1938 fertigstellen konnte, las die Programme von gelochten Kinofilmstreifen ab, arbeitete aber unzuverlässig und hakte oft.
Erst die Verbindung von Elektronik und Mechanik führte zum Erfolg: 1941 realisierte er, inzwischen selbständig, in Zusammenarbeit mit dem Fernmeldetechniker Helmut Schreyer den Z3, der mit elektromagnetischer Relaistechnik arbeitete. Wie schon der Z1 war auch der neue Rechner mit der von Zuse selbst entwickelten binären Gleitkomma-Arithmetik frei programmierbar.
Im Gegensatz zu heutigen Computern stellte der Z3 fundamentale Logikfunktionen nicht mithilfe von Widerständen dar, sondern per elektrisch steuerbaren Schaltern. Durch diese Art der Konstruktion war er zwar langsamer als der 1942 im Auftrag des US-Militärs entwickelte ENIAC, aber weitaus leichter zu bedienen. Zuses Rechner erfüllte als Erster das Merkmal der Turing-Vollständigkeit. Dieser liegt das hypothetische Modell einer sogenannten Turingmaschine (benannt nach dem britischen Logiker Alan Turing) zugrunde: Eine fiktive Apparatur, die ein Band nach links und rechts bewegen, die aktuelle Stelle auslesen und in Abhängigkeit vom Inhalt Programmcodes ausführen und das Band neu beschreiben kann. Somit war der Z3 in der Lage, jede mathematische Funktion zu berechnen. Während der ENIAC zum Neuprogrammieren jedes Mal auseinander- und wieder zusammengebaut werden musste, besaß das deutsche Modell – wie heutige Computer – einen Befehls- und Datenspeicher sowie ein Rechenwerk. Der Z3 nahm damit vieles vorweg, was erst mit dem 1946 fertiggestellten EDVAC, dem Nachfolger des ENIAC, Standard werden sollte.
In der Rüstungsindustrie
Zuses Arbeit fand auch in der militärisch relevanten Industrie Beachtung. Für die Henschel-Werke entwickelte der Ingenieur die fest programmierten Spezialrechner S1 (1942) und S2 (1943) zur Flügelvermessung der Gleitbombe Hs 293. Dabei kam er auf die Idee, das Ablesen der Messuhren zu mechanisieren. Die dafür gebauten Geräte waren die ersten Analog-Digital-Wandler. 1944 verwirklichte Zuse zudem an einem ausgelagerten Henschel-Standort in Warnsdorf im Sudetenland die erste Prozesssteuerung per Computer. Durch diese Tätigkeiten wurde der Tüftler unabkömmlich, musste der Einberufung an die Front zweimal nicht folgen.
Ebenso wie der Z3 wurde auch das Nachfolgemodell Z4 von der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt gefördert. Zuse begann die Arbeit daran 1942. Um dem aus 2.200 Relais gefertigten Rechner mit elektromechanischem Speicher, der ebenfalls 64 Zahlen je 22 Bit aufnehmen konnte, von der Programmierseite her mehr Flexibilität zu verleihen, waren mehrere Lochstreifenstanzer und -leser eingebaut. Neben Tasten und Lampen gab es nun also auch ein Ein- und Ausgabemedium aus Papier.
Die Arbeiten zogen sich hin, das Kriegsende nahte. Waren bis dato sämtliche Rechner der Firma Zuse Ingenieurbüro und Apparatebau mit dem Buchstaben Z für den Anfangsbuchstaben des Nachnamens des Chefs benannt worden, hatte ein Mitarbeiter nun den Einfall, den neuen Computer fortan als V4 zu bezeichnen, um damit zu suggerieren, es handele sich wie die V1 und V2 um sogenannte Vergeltungswaffen. Unter dieser Tarnung war es möglich, den Rechner noch im März 1945 von Berlin nach Göttingen in die Aerodynamische Versuchsanstalt des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Strömungsforschung zu schaffen. Doch noch im letzten Monat vor der Kapitulation der Wehrmacht flüchtete er mitsamt seiner Mannschaft ins Allgäu. Im beschaulichen Hopferau konnte der Z4 letztendlich fertiggestellt werden.
Die erste Inbetriebnahme des Z4 erfolgte allerdings erst 1948, um damit die Milchgeldrechnungen der örtlichen Sennerei Lehern zu erstellen. Deren Inhaber wollte zunächst nicht glauben, dass der Ingenieur aus Berlin mit seiner Apparatur die Preise schneller berechnen könne als seine eigenen Fachleute. Ein Jahr später gründete der Erfinder in Neukirchen bei Fulda die Zuse KG und vertrieb seine Computer in Zusammenarbeit mit Heinz Nixdorf. Das Unternehmen wurde 1964 von der Schweizer Firma Brown, Boveri & Cie. übernommen, 1971 sicherte sich Siemens 70 Prozent der Anteile.
Der Unternehmensgründer hatte sich inzwischen aus der Firma zurückgezogen, widmete sich wieder der Malerei – und entwickelte überaus bemerkenswerte philosophische Ideen auf naturwissenschaftlicher Basis, die die Welt, wie sie uns als Gewissheit erscheint, radikal infrage stellt.
Die Welt als Simulation
Im Jahr 1970 veröffentlichte Zuse ein Buch mit dem Titel Rechnender Raum. «Es geschah bei dem Gedanken der Kausalität, dass mir plötzlich der Gedanke auftauchte, den Kosmos als eine gigantische Rechenmaschine aufzufassen», so der Autor. Zuse stellte damit die These auf, dass die materielle Welt, wie sie sich uns offenbart, gar nicht real sei. Stattdessen deuteten die Gesetze der Physik darauf hin, dass unsere vermeintliche Realität Produkt einer Simulation sei, die von einem Mega-Computer ausgeführt wird.
Grundlage für Zuses Annahme war seine Beobachtung, dass Gleichungen zur Expansion von Feldern wie dem Elektromagnetismus, der Gravitation und der Ausbreitung von Gasen erstaunlich gut mit der sogenannten Automatentheorie erklärt werden können. Einer der simpelsten Automaten ist ein Lichtschalter, der durch Tastendruck vom Zustand «Aus» in den Zustand «Ein» übergeht. Die ausgefeiltesten, allerdings speicherbegrenzten, Automaten sind jene, die Turing-vollständig sind, also Computer oder heute Smartphones und Tablets: Der perfekte Automat wäre demnach jener, der einer universalen Turingmaschine mit unendlichem Speicher entspräche. Wenn nun ein Automat einen anderen simulieren könnte (und umgekehrt), gälten beide als Äquivalent.
Zuses These setzt genau hier an: Da sehr viele Teile der theoretischen Physik mithilfe von Rechnern simulierbar sind, könne man anhand der Automatentheorie daraus ableiten, dass die vermeintlich wirkliche Welt eine Computersimulation sei. Je besser diese Simulation funktioniere, desto wahrscheinlicher sei es, dass es sich bei der Wirklichkeit auch nur um eine Fülle von Rechenvorgängen auf einem Computer handle. Damit befindet sich Zuse in Übereinstimmung mit wesentlich älteren philosophischen Theorien, die davon ausgehen, dass die materielle Welt nur ein Abbild von Informationen sei – und diese Informationen die eigentliche Wahrheit wären. Man findet diese Vorstellung schon bei Platon und Pythagoras, aber auch in der Kabbala, im christlichen Gnostizismus, im Buddhismus und in der hermetischen Alchemie.
Zuse, der unter anderem mit dem Großen Verdienstkreuz der Bundesrepublik Deutschland ausgezeichnet worden war und der Leopoldina-Akademie angehörte, starb 1995 im osthessischen Hünfeld. Nachbauten des Z3 und des Z4 sind unter anderem im Deutschen Museum in München ausgestellt. Den Z1 – ebenso wie die späteren Modelle Z11, Z22, Z23, Z25, Z31, Z60 und Z64 – findet man in der Zuse-Ausstellung des Deutschen Technikmuseums Berlin. Weitere Rechner des genialen Ingenieurs stehen im Hünfelder Konrad-Zuse-Museum, im Heinz Nixdorf MuseumsForum in Paderborn oder im Computermuseum der Fachhochschule Kiel.
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