Inženirska svoboda
Življenjska zgodba inženirja Svobode je vlečena v majhen pustolovski roman in je malo zajeta v ruski literaturi.
Rodil se je v Pragi leta 1907 in preživel prvo svetovno vojno. Taval je po Evropi in bežal pred nacisti. Vrnil se je na Češkoslovaško, že sovjetsko. In na koncu je bil primoran spet pobegniti, že je bežal pred komunizmom.
Svoboda je bil od otroštva navdušen nad tehnologijo in se je vpisal na znamenito češko tehnično univerzo v Pragi (Česke vysoke učeni technicke v Praze, ČVUT) (natančneje, strojno in električno šolo pri njem). Češko politehniko je na splošno znano po tem, da so vse vrste inovacij vedno obravnavali z velikim spoštovanjem. Tam so leta 1964 odprli Oddelek za računalništvo - enega najstarejših v Evropi in na svetu. 1. septembra 1964 se je na sporedu pojavila nova disciplina - "tehnična kibernetika", pravzaprav - računalniško oblikovanje (prvič med državami Varšavskega pakta).
Kasneje je oddelek razvil programske sisteme in prevajalnike v jezikih Algol-60 in Fortran. Mnogi od njih so bili prvič izvedeni v Vzhodni Evropi in tamkajšnji ZSSR ter so postali referenčni. Do leta 1974 je bil na oddelku nameščen češkoslovaški glavni računalnik Tesla 200 (Tesla, ki ni dobil imena po slavnem norem inženirju elektrotehnike, ampak kot kratica za technika slaboprouda - nizkonapetostne tehnologije, je bil eden najbolj znanih v vzhodni Evropi in v poleg velikih računalnikov je izdelal ogromno opreme: od mikroprocesorjev - klonov Intel do osebnih računalnikov).
Do leta 1989 je bilo na oddelku že 72 zaposlenih, ki so izvedli 29 akreditiranih tečajev na temo: prevajalniki in programski jeziki; umetna inteligenca; računalniška grafika; računalniška omrežja; avtomatizacijo vezja itd., ki je v celoti ustrezala najboljšim svetovnim standardom.
Na splošno je bilo računalniško izobraževanje na Češkoslovaškem veliko višje po kakovosti kot sovjetsko. Na primer, že leta 1962 so na Češkoslovaškem potekali tečaji programiranja za srednješolce (pri nas se je to pojavilo šele sredi osemdesetih let). Leto kasneje so se vzporedno pojavili enoletni tečaji za tiste, ki so že končali šolo.
Vendar je bilo pred tem leta 1931 (ko je Svoboda diplomirala na fakulteti) še daleč, čeprav so tam že napredovali. To mu je omogočilo nadaljevanje študija v Angliji in vrnitev v domovino ter delo na področju rentgenske spektroskopije in rentgenske astronomije.
S približevanjem vojne se je Svoboda odločil, da bo svoje znanje uporabil za razvoj protiletalskih nišan, ki bi lahko samodejno prilagodile ogenj pištole, kar mu je uspelo. Vendar se je mednarodna skupnost odločila, da bo Hitlerja pomirila tako, da mu bo omogočila okupacijo Češkoslovaške. In leta 1939 je inženir pobegnil v Francijo, ne da bi njegovi načrti šli k nacistom.
Kot vemo, Češkoslovaška Hitlerju ni bila dovolj. Naslednja je bila Francija, ki je leto kasneje padla. Svoboda je v Parizu s prijateljem, fizikom Vladimirjem Vandom, prav tako češkim ubežnikom, delal skice svojega balističnega računalnika. Skupaj sta zaključila razvoj prvega analognega računalnika za zračno obrambo.
Wehrmacht je vztrajno napredoval in prijatelji so morali teči naprej. Redni prevoz ni več tekel, vozili so se s kolesi in poskušali prehiteti nemško ofenzivo. Na poti je umrl eden od dveh sinov Libertyja, ki ga je njegova žena Miluna rodila v Parizu. Ko so prevozili nekaj sto kilometrov skozi vojno razdejano Francijo, so prišli do Marseillesa, od koder naj bi jih evakuirali na britanskem rušilcu. Ta načrt je padel zaradi nesporazuma med britanskimi in francoskimi oblastmi, ki so nadzorovale evakuacijo.
Svoboda je moral nekaj mesecev preživeti v pristanišču, skriti se pred agenti Gestapa in poskušati najti način za pobeg. Na koncu je Wand uspel priti v Anglijo. Miluna in njen otrok sta s pomočjo ameriške dobrodelne organizacije dosegla selitev v ZDA prek Lizbone.
Na žalost je kapitan ladje, da bi prihranil prostor (bilo je na tisoče beguncev), vrgel osebne stvari potnikov, vključno s kolesom Freedom, kjer je pred Nemcem skril načrte svojega kalkulatorja. Svoboda je sam prišel v ZDA prek Casablance s pomočjo lokalnega vodje trgovine v češki tovarni čevljev Bata.
Po enem letu preizkušenj in stisk je nesrečni inženir končno prispel v New York, kjer se je leta 1941 ponovno združil z družino in se zaposlil v laboratoriju za sevanje na MIT. Tam je izpopolnil svoj sistem za nadzor ognja, ki se je spremenil v računalnik protizračne obrambe za floto Mark 56, s čimer se je v zadnji fazi vojne znatno zmanjšala škoda japonskih letal.
Za svoj razvoj je prejel nagrado - nagrado za razvoj mornariškega orožja. V Bostonu je delal in komuniciral s skoraj vsemi pionirji računalniške tehnologije - velikim Johnom von Neumannom, Vannevarjem Bushom in Claudom Shannonom.
Svoboda je bil zaradi svojega vojaškega dela v stiski. Želel je narediti nekaj bolj mirnega in oblikovati navadne računalnike.
Tako se je po vojni leta 1946 vrnil v Prago v upanju, da bo začel predavati in raziskovati v svojem domačem CTU. Na žalost ga je doma zelo lepo sprejel. Profesorji sovjetske Češke so se v njem počutili nevarnega tekmeca.
Nadaljnje spletke in boj so bili zelo podobni dogodkom z najboljšimi oblikovalci v ZSSR. Svoboda je najprej objavil svojo monografijo Računalniški mehanizmi in povezave, ki temelji na njegovem delu na MIT. To je bila prva knjiga na svetu, v celoti posvečena računalniški arhitekturi. Kasneje je postala klasika. Preveden je bil v angleščino, kitajščino, ruščino in številne druge jezike.
Ko pa je Svoboda svoje delo ponudil kot disertacijo za naziv izrednega profesorja, so ga zavrnili s komentarjem "to ni dovolj". Namesto svobode je katedro za matematiko vodil član komunistične partije Václav Pleskot.
Svoboda je našel podporo pri Václavu Hruški, avtorju zbirke o numerični matematiki. In z njegovo pomočjo je leta 1947 skupaj z Zdeněkom Trnko prejel štipendijo Uprave Združenih narodov za pomoč in rehabilitacijo (U. N. R. R. A.).
Ta donatorska organizacija je bila ustanovljena leta 1943 za pomoč na območjih, osvobojenih pooblastil osi. Za dobavo hrane in zdravil, obnovo javnih služb, kmetijstva in industrije na Kitajskem, v vzhodni Evropi in ZSSR je bilo porabljenih približno 4 milijarde dolarjev.
Ta štipendija je Svobodi omogočila eno leto odhoda na zahod in študij naprednih metod računalniškega oblikovanja. Tam je tesno sodeloval z Alanom Turingom, Howardom Aikenom, Mauriceom Wilkesom in drugimi legendarnimi ustanovitelji računalništva.
Ko se je vrnil leta 1948, je začel predavati "Stroji za obdelavo informacij" na oddelku za elektrotehniko CTU, tako da so ga lahko poslušali vsi zunaj učnega načrta. Da ne bi umrl od lakote, se je zaposlil v praški podružnici znanega orožarskega podjetja Zbrojovka Brno, ki je proizvajalo udarne kartice. Na tem mestu je organiziral laboratorij in razvil vrsto prototipov elektromehanskih kalkulatorjev od namiznega kalkulatorja na elektromagnetnih relejih do naprednega tabulatorja s spominom na ukaze in konstante.
Podjetje ni zanimalo mlajših modelov. Toda do leta 1955 (takrat preimenovan v Aritma) se je začel izdelovati relejni računalnik po svoji zasnovi pod oznako T-50. Svoboda je za to delo leta 1953 prejela državno nagrado Klementa Gottwalda Češkoslovaške. In ostala je njegova edina češka nagrada za življenje.
To je bilo edino pohvalo, ki ga je prejel za vse svoje delo tukaj, a nikoli ni trdil, da ga komunistični režim časti.
- je zapisal njegov kolega Václav Černý.
Leta 1950 je profesor Eduard Čech, direktor na novo ustanovljenega Centralnega inštituta za matematične raziskave, opozoril na stisko svobode in mu ponudil službo. Tako je Svoboda lahko začel razvijati svoj prvi računalnik - SAPO, o značilnostih katerega bomo govorili spodaj.
VUMS
Vendar so se na njegovem novem mestu pojavili slabovoljci iz Češke komunistične partije. Nekdanji sošolec Jaroslav Kozesnik, ko je postal direktor Inštituta za teorijo informacij in avtomatizacijo Akademije znanosti Češkoslovaške, ga je imel za neprijetnega tekmeca predvsem po zaslugi nagrade, ki jo je Svoboda prejela prej. Kozheshnik je na vse možne načine poskušal pritisniti nanj po partijski liniji in ga s pomočjo komunističnih uradnikov uničiti.
Toda Svoboda se je želel izogniti neposrednemu spopadu. Poskrbel je, da se njegova organizacija prenese z Akademije pod okriljem Ministrstva za splošno inženirstvo kot Raziskovalni inštitut za matematične stroje (VUMS). Začenši s tremi znanstveniki - Svobodo, Cernyjem in Marekom ter dvema njunima študentoma - je VUMS do leta 1964 postal eden najpomembnejših centrov informatike v Evropi, ki je že vključeval več kot 30 doktorjev znanosti in 900 zaposlenih, izdal svoj lasten časopis mednarodne konference in razviti računalniki svetovnega razreda.
Delo v VUMS Svoboda je začel z izdelavo posebnega relejnega stroja M 1 - na zahtevo Fizičnega inštituta v Pragi, ki ga je dokončal do leta 1952.
M 1 je uporabil prvo transportno enoto na svetu, ki jo je izumil Svoboda, izvedeno na releju (!), Zasnovano za izračun enega okornega izraza matematične fizike. Poleg tega je bila zasnova edinstvena po tem, da je bil celoten izraz izračunan zaradi kombinacije operacij v enem preklopnem ciklu.
Vendar so imeli relejni stroji številne pomanjkljivosti (in takrat je bilo na Češkem skoraj nemogoče dobiti svetilke, ki so jih oropali nacisti), zlasti nizko zanesljivost in stalno napačno delovanje. Zato se je Svoboda v svojem naslednjem projektu odločil zaobiti to težavo in prvič na svetu razvil edinstveno arhitekturo računalnika, odpornega na napake (kasneje so se ta načela množično uporabljala v sovjetskih vojaških strojih).
SAPO
Svoboda je bil prvi, ki je predlagal, da bi stroj s pomočjo posebnega vezja lahko izvedel ne le izračune, ampak tudi spremljal njegovo stanje in samodejno odpravljal napake, ki so nastale zaradi okvare komponente. Posledično je bil računalnik SAPO (iz češkega. Samočinny počitač - "avtomatski kalkulator") sestavljen na bedni bazi elementov, ki je bila nato na voljo le Čehom. Toda njegova arhitektura je bila v primerjavi z zahodnimi oblikami zelo napredna.
Stroj je imel tri neodvisne ALU -je, ki so delovali vzporedno (tudi prvič na svetu), tri magnetne bobne za zapisovanje rezultatov s parnostjo za preverjanje bralnih operacij iz pomnilnika in dva neodvisna večinska bloka, ki sta bila sestavljena tudi na relejih in preverjala istovetnost vseh operacije.
Če je eden od blokov povzročil drugačen rezultat od dela drugih, je potekalo glasovanje in bil sprejet rezultat dela drugih dveh blokov, napačnega pa so odkrili in zamenjali brez izgube podatkov. Upravljavec je prejel obvestilo o kritični napaki šele, ko se vsi trije neodvisno pridobljeni rezultati ne ujemajo. Poleg tega se lahko stroj znova zažene z enim samim navodilom, ne da bi pri tem izgubili prejšnje korake izračunov.
SAPO je bil sestavljen iz 7000 relejev, 380 svetilk in 150 diod in je imel zelo napredno programsko shemo z ukazi za večpredstavnost.
Kasneje, po drugi emigraciji v ZDA, je Svoboda s seboj prinesel znanje o ustvarjanju takega razreda strojev - v šestdesetih letih je ta naloga postala zelo pomembna, vojska je potrebovala zanesljive računalnike za nadzor protiraketnih obrambnih sistemov, za nadzor nad posebno nevarnimi objekti, kot so jedrske elektrarne, za projekt Apollo in vesoljsko tekmo.
Po tem načelu je bil razvit JSTAR-računalnik Voyager, vgrajeni računalnik rakete Saturn V, procesor CADC lovca F-14 in številni drugi računalniki. Sisteme, odporne na napake, so aktivno razvijali IBM, Sperry UNIVAC in General Electric.
Zasnova SAPO se je začela leta 1950 in končala leta 1951.
Toda zaradi žalostnega finančnega položaja Češkoslovaške po vojni je bila dejanska izvedba možna šele po nekaj letih. Začeli so ga uporabljati konec leta 1957 (na splošno je vojna prizadela Češkoslovaško skoraj slabše kot ZSSR - do leta 1940 je bila ena izmed desetih najbolj industrializiranih držav na svetu, po 45. se je vrgla skoraj do konca seznama)).
Svoboda je še naprej delala na nadaljnjem izboljševanju svojih modelov.
Toda sčasoma je Češkoslovaška čedalje bolj čutila breme vstopa v sovjetski blok. Uradniki stranke so mu omejili delo in dostop do računalnikov, ki jih je pomagal oblikovati. Na koncu je Svobodo v svoji pisarni srečal častnik StB (Státní bezpečnost, češki ekvivalent KGB), ki mu je naročil, naj poroča o vseh svojih odločitvah in dejavnostih.
Težava je bila tako v njegovem "sumljivem" ozadju (delo na MIT) kot v liberalnem razmišljanju. Leta 1957 je Svoboda predaval o logičnem računalniškem oblikovanju na Kitajski akademiji znanosti v Pekingu. Taka predavanja je imel v Moskvi, Kijevu, Dresdnu, Krakovu, Varšavi in Bukarešti. Toda njegovi obiski v zahodnih državah so bili močno omejeni.
Uspelo mu je govoriti na konferencah v Darmstadtu (leta 1956 je bil tam predstavljen SAPO in ga je zelo cenil sam Howard Aiken), Madridu (1958), Namurju (1958). Toda češkoslovaške oblasti ga niso sprejele na Cambridge (1959) in številne druge zahodne konference. Leta 1963 Svoboda ni smel sprejeti povabila za vodjo Oddelka za uporabno matematiko na Univerzi v Grenoblu.
Po smrti njegovega prijatelja Cecha leta 1960 se je vodstvo Akademije znanosti spremenilo. VUMS je bil izključen iz Akademije, Svoboda pa iz vodstva inštituta. To je bila zadnja kaplja.
Žena je lahko odšla v Jugoslavijo. Takrat si je sam skupaj s sinom lahko zagotovil pot v nevtralno Švico, kjer se je takoj obrnil na ameriški konzulat in zaprosil za azil. Z njim je zbežalo tudi nekaj najboljših zaposlenih na njegovem inštitutu. Žena se je v tem času lahko preselila iz Jugoslavije v Grčijo. In od tam je odšla v ZDA.
Konzulat sprva ni razumel, kdo je ta oseba. In niso bili veseli, ko so ga videli. In prav tu mu je prišla prav njegova prej prejeta nagrada. Omeniti velja, da je Čehoslovaška zaradi preganjanja izgubila veliko nadarjenih znanstvenikov, ki se po vojni niso želeli vrniti na Češkoslovaško ali pa so zbežali iz nje na zahod. Matematik Václav Hlavatý, ki je z Albertom Einsteinom sodeloval pri osnovnih enačbah teorije enotnega polja. Ivo Babuška, eden najvidnejših računalniških matematikov na svetu. Računalniški jezikoslovec Bedřich Jelínek, ki je prvi naučil stroje razumeti človeški glas. In mnogi drugi.
Svoboda je dobila vizum. Njegovo poznavanje cenjenih in znanih znanstvenikov ter njihova jamstva so mu pomagala pri zaposlitvi v Caltechu. Tam, kjer je zadnja leta svojega življenja poučeval računalniško arhitekturo in teorijo stabilnosti ter razvijal nove matematične modele za nemoteno delovanje računalniških sistemov, o čemer je vedno sanjal.
Na žalost ga je težko življenje stalo zdravja. In leta 1977 je doživel srčni napad, nato pa se je upokojil. Tri leta kasneje, leta 1980, je profesor Svoboda umrl v Portlandu v Oregonu zaradi srčnega zastoja.
Leta 1999 mu je zadnji predsednik Češkoslovaške Vaclav Havel posthumno podelil medaljo za zasluge prvega razreda kot priznanje za njegovo delo in talent.
Svoboda je bila kljub temu, da je pri nas precej manj znan kot Turing ali von Neumann, eden najvplivnejših računalničarjev 20. stoletja. Njegovo vizijo in vpliv so čutili pri projektih, od računalnika Apollo do sistema za nadzor ognja CIWS Phalanx. Njegov neusmiljeni odpor proti totalitarizmu je navdihnil številne češke ubežnike in borce za neodvisnost.
Poleg tega je bil Svoboda v mnogih pogledih nadarjen, odlično je igral klavir, dirigiral zboru in igral timpane v Češki filharmoniji. Bil je briljanten igralec bridža, ene najtežjih iger s kartami, in je z objavo knjige The New Theory of Bridge matematično analiziral njene strategije. Kljub zgodnjemu delu na področju vojaške tehnologije je bil dosleden antimilitarist in antitotalitarist, pošten in pogumen človek, ki nikoli ni skrival svojih pogledov, tudi če ga je to stalo preganjanja in kariere v njegovi domovini.
Leta 1996 so skupaj s številnimi drugimi znanstveniki in inženirji vzhodnega bloka, katerih dosežki zaenkrat v svetu še niso bili znani (med njimi S. A. Lebedev, V. M. Glushkov, A. A. Lyapunov, pa tudi Madžari Laszlo Kozma in Laszlo Kalmar, Bolgari Lubomir Georgiev Iliev in Angel Angelov, Romun Grigor Konstantin Moisil, Estonec Arnold Reitsakas, Slovaki Ivan Plander in Josef Gruska, Čehi Anthony Kilinsky in Jiri Horzheysh ter Poljak Romuald Marcishelova so podelili število računalnikov, ki so bili podeljeni vojaški nagradi Computer Pioneer), s priznanjem tistim brez razvoj računalništva bi bil nemogoč.
Barr in Sarant
Nemogoče je, da se ne spomnimo in morda najbolj neverjetnega trka, ki se je zgodil v življenju Svobode v petdesetih letih.
Med svojim delom na SAPO je bil (kot strokovnjak za protiletalske računalnike) hkrati vključen v delo na češkem balističnem računalniku kot del skupine, ki sta jo vodili dve neverjetni osebnosti - neki Joseph Veniaminovich Berg in Philip Georgievich Staros, ki sta letela iz Moskve v pomoč bratski republiki. Nihče pa ni vedel, da sta v resnici Joel Barr in Alfred Epamenondas Sarant, redki ptici, ki je letela v nasprotni smeri, komunisti in prebežniki v sovjetski blok iz ZDA. Njihova zgodovina, neverjetne dogodivščine v ZSSR, vloga pri ustvarjanju domače mikroelektronike (ali odsotnost takšnih bitk na to temo za več kot en članek) si zaslužijo ločeno obravnavo.
Tukaj bomo, samo da bralci ocenijo, kako včasih je ironična usoda, dali kratek začetek svoje ustvarjalne poti.
Barr in Sarant sta bila otroka priseljencev, diplomantov elektrotehnike (eden je diplomiral na City College v New Yorku, drugi na Inženirski šoli Albert Nerken, Cooper Union College, ibid.). Oba sta člana Komunistične partije ZDA. Barr je v teh letih delal kot inženir v laboratoriju Signal Corps, kasneje v Western Electricu in najpomembneje v Sperry Gyroscopeu, eni najbolj zaprtih vojaških korporacij v Ameriki. Sarantova kariera je bila skoraj enaka: Signal Corps, Western Electric, nato enako slavni in nič manj vojaški AT&T Bell Labs. Že od fakultete so prek članstva v komunistični partiji poznali znano osebo - Juliusa Rosenberga, glavnega sovjetskega jedrskega (in ne samo) vohuna.
Leta 1941 je Rosenberg zaposlil Bar. Barr je leta 1944 zaposlil Saranta. Člane skupine Rosenberg ni zanimalo samo jedrsko orožje, mnogi so delali v podjetjih za radio-elektronsko obrambo (še posebej dragocena sta bila Sperry in Bell). Skupno so v ZSSR prenesli približno 32.000 strani dokumentov (Barr in Sarant sta ukradla približno tretjino tega). Zlasti so ukradli vzorec radijske varovalke, načrte za letalski radar SCR-517 in zemeljski radar SCR-720, podatke o Lockheed F-80 Shooting Star in letalu B-29, podatke o prizoru nočnega bombnika, in veliko več. Do leta 1950 je skupina propadla, aretirani so bili vsi razen pobeglih Barre in Sarante.
Izpustimo podrobnosti njihovih dogodivščin na poti v ZSSR. Ugotavljamo le, da se je poleti 1950 v Moskvi pojavil I. V. Berg, malo kasneje pa FG Staros. Z novimi življenjepisi so jih poslali v Prago na Vojnotehniški inštitut. Berg se je tega spomnil takole:
Ko smo prispeli na Češkoslovaško, smo razložili, da smo elektronski inženirji in želimo s svojimi veščinami pomagati pri izgradnji socializma … Ta predlog je bil sprejet, dobili smo majhen laboratorij elektronske opreme s približno 30 ljudmi in dobili nalogo, da razvijemo prototip analognega računalnika za protiletalsko raketno baterijo sistema za nadzor požara.
Ni mogoče reči, da sta bila Staros in Berg izjemna oblikovalca (seveda sta si ogledala znamenitosti, vendar nista imela nič skupnega z razvojem). Vendar so se izkazali za prvovrstne organizatorje in sposobne učence. Najprej so za pomoč prosili osebo, ki jo poznajo iz časov ZDA - strokovnjaka za ciljanje na računalnike Antonina Svobode. Tako se včasih na čuden način prepletajo usode ljudi.
Posledično (čeprav je skoraj nemogoče najti natančne podatke o teh dogodkih) je Svoboda pretresla stare čase in zanje dejansko zgradila želeni sistem vodenja. Staros in Berg sta sodelovala pri razvoju posameznih enot. Zlasti natančni potenciometer (Berg se je o tem veliko spomnil in je bil nanj dolgo ponosen). Za 4, 5 let dela so naši ubežniki dobili precejšnje izkušnje in so želeli narediti kaj bolj ambicioznega. Posledično so se njihove poti s Svobodo spet ločile - Staros in Berg je spet čakala Moskva, Svoboda pa je razmišljal o emigraciji.
Vendar mu je še pred odhodom uspelo narediti drugo odkritje, ki je Sovjetski zvezi omogočilo izdelavo prvega prototipa popolnoma delujočega obrambnega sistema proti raket - vozila preostalega razreda.
Naslednjič se bomo pogovarjali o njeni neverjetni arhitekturi, lastnostih in zakaj je bila tako pomembna.
