אלן טיורינג, מי שנחשב לאחד מאבות מדעי המחשב, עלה השבוע שוב לכותרות. טיורינג, ששם קץ לחייו ב-1954, זכה לחנינה ממלכת אנגליה על עבירת הומוסקסואליות, שבה הורשע לפני למעלה משישים שנה. שמו של טיורינג הפך לשם נרדף לחקר המחשוב ולבינה מלאכותית. אך בעוד ששמו מוכר לכל, ממציא נוסף פעל כמעט במקביל לו ועמל על פיתוח המחשב, מבלי שהשניים יודעים זה על זה. 

כאיש מחשבים ותיק, אולי לא לגמרי מפתיע שהתחביב שלי הוא חקר ההיסטוריה של המחשב (תוכלו ליהנות מהאוסף שלי כאן). תחביב זה משתלב יפה בעבודתי ומעשיר את הרצאותיי בנושאי חדשנות, מספק לי עבודה כאוצר תערוכות במוזיאונים למדע, ומבטיח שבנסיעותיי בעולם אבלה במוזיאונים מרתקים.

כך, בשנה שעברה הייתי בבלצ'לי פארק, שם פיצח אלן טיורינג את צופן האניגמה. השנה ביקרתי בברלין, ושם צפיתי בפירות עבודתו של חדשן מעניין לא פחות מטיורינג: קונראד צוזה (Konrad Zuse). ביקורי בתערוכה המוקדשת לו הבהיר לי שעבודתו פורצת הדרך של צוזה בשנות ה-30 וה-40 היתה מקרה מוקדם – הראשון בתחום המחשבים – של "סטארט-אפ גראז'", מודל עסקי שהתפרסם במערב רק בשנים שאחרי המלחמה.

נא להכיר: המחשב הראשון

קונראד צוזה (1910–1995) סיים את לימודיו בהנדסה אזרחית ב-1935, וכשהחל לעבוד כמהנדס הוא פיתח סלידה מהחישובים המשעממים שנדרש לבצע ידנית. במקום לקטר, הוא החליט לפתח מכונה שתוכל לחשב באופן אוטומטי.

כך נולד ה-Z1, שהשחזור שלו נמצא במוזיאון הטכנולוגיה בברלין (המחשב המקורי נהרס בהפצצות של מלחמת העולם השנייה).

ה-Z1 היה מחשב מדהים, בנוי מ-30 אלף חלקי פח שטוחים שנוסרו ידנית במשורית. לוחיות אלה יישמו את הכל –  הזיכרון, המעבד. צוזה בנה מחשב שלם במשקל טון, בנוי מחלקי מתכת ומתוכנת על-ידי סרט מנוקב שיוצר מסרט צילום 35 מ"מ.

D1–Z1 [22,686,575:1] from Troughworks on Vimeo.

כאוצר תערוכות, אירוני בעיני לראות שה-Z1 משתמש באלמנטים הבסיסיים שלו באותו סוג של מנגנונים מכאניים שאנחנו משתמשים בהם בתערוכות על מנת להמחיש לילדים את המושגים של לוגיקה בינארית. אנו נוהגים להראות שערי AND, OR ו-NOT  מיושמים בלוחיות פלסטיק – שער אחד מכל סוג. אבל צוזה השתמש באלפי רכיבים אלה – לא כדי להסביר כיצד מחשב עובד, אלא כדי לבנות מחשב שלם!

ואיזה מחשב הוא בנה: ה-Z1 משתמש בלוגיקה בוליאנית ובהצגה בינארית של מספרים עם נקודה צפה (floating point). זה מה שכל מחשב אלקטרוני עושה היום - אבל בשנת 1938 זה היה חדשני במידה מעוררת השתאות. ה-Z1 היה המחשב הדיגיטלי היחיד בעולם באותו זמן.

מועמדים רבים מתחרים על התואר "המחשב הראשון": ה-ABC, הקולוסוס, ה-  ,ENIACההרווארד מארק 1. אבל ה-Z1 וה-Z3 שבנה צוזה עוקפים את כולם במירוץ. ה-Z3 מ-1941, הוא ללא ספק המחשב המיתכנת, והשלם-טיורינג (Turing complete), הראשון בעולם. ולמרות שהמכונות המוקדמות שלו לא אחסנו פקודות תכנה בזיכרון הראשי, צוזה גם צפה את מושג התכנית המאוחסנת (stored program) – שבדרך כלל מיוחס לג'ון פון נוימן בדו"ח ה EDVAC-שלו משנת 1945 – בשתי בקשות לפטנטים שהוגשו ב-1936. ולא לשכוח – הוא יצר את שפת התכנות העילית הראשונה בעולם, Plankalkül, ב-1945.

סטארט-אפ המחשב הראשון

לא רק מחשביו של צוזה מרתקים, אלא גם האופן שבו נבנו. בניגוד למחשבים המוקדמים בארה"ב ובבריטניה, אשר נוצרו במסגרת פרויקטים גדולים בהשתתפות האקדמיה, תאגידים גדולים, ומימון צבאי נדיב, העסק של צוזה היה סטארט-אפ אמיתי.

צוזה בילה שנתיים בבניית ה-Z1 בסלון של דירת הוריו, והמימון הגיע מאביו, מאחותו ומכמה חברים, שגם השתתפו ככוח עבודה זול בניסור אותן 30 אלף לוחיות מתכת.

חלק מיחידת הזיכרון הבינארית של המחשב

צוזה תכנן את המכונה מאפס, ללא גישה למחקרים קודמים. למרות  שמטרתו היתה ליצור מוצר מסחרי לא היו לו לקוחות כלשהם. הוא הונע על-ידי חזון, ואחרי שהשלים את ה-Z1 הוא המשיך לפתח מכונות חדשות, כשהוא עובר  בהדרגה ממנגנונים מכאניים לממסרים אלקטרומגנטיים.

חייו של צוזה כיזם עצמאי לא היו פשוטים, בהיותו מבודד במדינה במצב מלחמה. החברה הזעירה הראשונה שהקים, Zuse Apparatebau, נהרסה יחד עם דגמי ה-Z1, Z2 ו-Z3 בהפצצות שניחתו על ברלין, והוא נמלט מהעיר בעור שיניו עם משפחתו ועם מחשב ה- Z4לכפר שבו לא היתה אפילו הספקת חשמל.

כך קרה שמה שהיה במשך כמה שנים המחשב היחיד באירופה נשאר ארוז בארגזים באסם, מחכה לימים טובים יותר, בעוד צוזה מוכר תחריטי-עץ שיצר כדי להאכיל את משפחתו. עם זאת, ברגע שהתנאים השתנו, הוא התארגן מחדש ויצר חברה מצליחה חדשה,Zuse KG, שהמשיכה לפתח ולמכור מחשבי מיינפריים לאורך שנות החמישים והשישים. יזם אמיתי תמיד ממשיך לנסות!

אותה מטרה, שתי דרכים: צוזה וטיורינג

אלן טיורינג וקונראד צוזה התחילו להידרש לנושא המיחשוב באמצע שנות העשרים לחייהם, ב-1936 – טיורינג עם מאמרו המכונן "על מספרים בני חישוב", וצוזה בהתחילו לפתח את ה-Z1; אולם השניים תקפו את הנושא בדרכים שונות לגמרי.

טיורינג היה מתמטיקאי ופילוסוף, והגישה שלו למיחשוב הונעה על ידי רצון להבין, ברמה תיאורטית, מה ניתן לחישוב ומה משמעות הדבר. צוזה, לעומת זאת, היה מהנדס שמטרתו העיקרית היתה לפתח מכונה שימושית שתחסל את עבודת הפרך של החישוב הידני – כדי לייצר ולמכור אותה.

שניהם התכנסו לעבר המחשבים שאנו מכירים היום, אבל  מכיוונים מנוגדים. לכך נוספת העובדה שהיה לטיורינג דחף עמוק יותר – הרצון להבין איך המוח האנושי חושב – שצוזה לא היה שותף לו .

מבט מקרוב על המנגנון הפנימי של מחשב ה-Z1 

הבדל נוסף בין שני החלוצים הוא שטיורינג, שהיה להוט ליישם את התיאוריות שלו במכונה מעשית, התחיל מאוחר, אבל הגיע ליעד במסלול מהיר יותר. המחשב הראשון שתכנן, ה-Pilot ACE, נכנס לשימוש ב-1950, רץ במהירות שעון של 1 MHz, והיה מבוסס על שפופרות ריק וזיכרון של קווי כספית אקוסטיים (Mercury delay line); בעוד שצוזה – למרות יתרון התחלתי של שנים – עדיין בנה את מחשביו בטכנולוגיה של ממסרים אלקטרומגנטיים וזיכרון מכאני, עם שעון של 40 Hz.

כדי להבין את הפער הזה עלינו לזכור כי השימוש בשפופרות ריק בקנה מידה גדול, למרות שהוא מאפשר מהירות גבוהה בהרבה, נחשב באותה עת לטכנולוגיה לא מוכחת עם אמינות מוטלת בספק.

הסיכונים של צוזה והסביבה הבטוחה של טיורינג

מעורבותו של טיורינג במאמץ פיצוח הצפנים הבריטי בתקופת המלחמה, שבו הוקצו משאבים רבים לפיתוח מחשב הקולוסוס מבוסס השפופרות, חשף אותו להיתכנות של טכנולוגיה זו; ואילו צוזה, שעבד בבידוד, דחה את השימוש באלקטרוניקה דווקא משום שהטיל ספק באמינותה. העובדה שלא היה מהנדס חשמל בוודאי תרמה להעדפה שלו למערכות מכאניות. אמנם גם טיורינג לא היה מהנדס חשמל, אבל הוא היה מוקף באשפי אלקטרוניקה רבים בבלצ'לי פארק .

אך לעומת טיורינג וסביבתו האקדמית, לצוזה היתה מנה גדושה של תכונות של יזם: לקיחת סיכונים, דחף פנימי, נכונות להיכשל ולנסות שוב. האם תוכלו בכלל לתאר לעצמכם את האומץ האדיר שנדרש לו כדי לעזוב את מקום העבודה המסודר שלו בשל האמונה שהוא יכול ליצור מחשב – דבר שאף אדם לא עשה לפניו – על ידי כך שינסר ביד 30 אלף לוחיות מתכת דקות וירכיב מהן מכשיר מתפקד? ללא מימון ממשלתי, ללא כל תמיכה אקדמית, ללא שוק מובטח. האם הייתם מוכנים לקחת סיכון כזה? אם כן, בהחלט ייתכן שאתם עומדים בדרישות שיאפשרו לכם לייסד סטארט-אפ משלכם.

צוזה וטיורינג מעולם לא נפגשו, וסביר להניח שאפילו לא שמעו האחד על השני. עם זאת, אני תוהה: מה היה קורה אילו לא היתה מלחמה, והם היו מוצאים את עצמם בשנת 1936 בחדר אחד? האם היו יכולים למצוא מכנה משותף כדי לדון בגישותיהם השונות כל כך לנושא המיחשוב ? האם היו יוצרים תובנה רבה יותר ביחד מאשר כל אחד יכול למצוא לחוד? אולי הם היו מחליטים למנף את המיומנויות השונות שלהם, לאחד כוחות, ולהפוך לצמד מייסדים של סטראט-אפ מדהים – עם צוזה בתפקיד CEO וטיורינג כ-CTO?

מה הייתם נותנים כדי להיות "זבוב על הקיר" בחדר ההוא?