La storia di Konrad Zuse, ingegnere e informatico tedesco, è simile a quella di molti altri scienziati rimasti nell’ombra poichè troppo all’avanguardia: le sue invenzioni e formidabili scoperte nel campo dell’informatica furono così innovative che per anni furono ignorate e, di fatto, solamente nel 1998 Il convegno internazionale di Informatica gli riconobbe, con il suo Z1, il ruolo di inventore del primo computer programmabile funzionante della storia.

Cenni biografici

Konrad Zuse nacque 1910, a Berlino, di famiglia ugonotta emigrati in Germania dalla Pomerania per sfuggire alle persecuzioni. Il padre era un impiegato delle poste e venne trasferito nella Prussia Orientale, portando con sè l’intera famiglia. Terminate le scuole inferiori, Konrad fu ammesso al Gymnasium Hosianum, uno degli istituti tedeschi migliori dell’epoca. Il padre di Konrad venne promosso e la famiglia Zuse dovette nuovamente trasferirsi. Konrad venne iscritto alla scuola più vicina, il Realgymnasium, dove vigeva l’insegnamento dell’istruzione pratica: da qui nacquero infatti le sue abilità meccaniche e competenze artistiche. Nel 1927 si diplomò e si iscrisse al corso di ingegneria meccanica presso l’Università di Berlino. Dalla sua biografia, si vede come lo studioso non amasse il fatto che questi studi dessero poca importanza all’aspetto creativo della progettazione. Così abbandonò ingegneria meccanica per iscriversi a quella civile. La sensibilità artistica e l’inclinazione verso le arti figurate, avevano avvicinato Zuse all’Akademische Verein Motiv, associazione universitaria composta da studenti di architettura e caratterizzata da una forte tradizione teatrale. Alle rappresentazioni prodotte dal circolo, lo scienziato contribuì come attore, scenografo e autore degli effetti speciali ottenuti con macchine di sua invenzione. Intanto una società dell’industria aeronautica decise di allestire un laboratorio e dedicarsi alla costruzione di calcolatori: Konrad non si fece scappare l’occasione. Era il 1935, Zuse si era da poco diplomato e la sua famiglia era tornata a Berlino  nonostante le poche possibilità economiche, accolsero l’idea del figlio e gli concessero alcune stanze della casa per i suoi esperimenti. Rimanevano i problemi finanziari e il padre di Zuse, in pensione, tornò alle poste ancora per un anno; anche la sorella, di due anni maggiore e laureata in scienze economiche, aiutò Konrad e del suo progetto con l’intero stipendio. All’aiuto della famiglia si aggiungevano quello dei vecchi compagni di scuola e di Università mentre chi non poteva permettersi di contribuire con i soldi, partecipò attivamente alla costruzione dello Z1.

Lo Z1 e il Plankalkül

A dirla tutta, il primo elaboratore della storia nacque con il nome di V1. La V, abbreviazione di Versuchmodell, ovvero modello sperimentale, fu sostituita dalla lettera Z, per evitare la somiglianza con i missili della ricerca bellica nazista.

Zuse creò la macchina per risolvere in meno tempo i calcoli che impegnavano gran parte del lavoro degli ingegneri. La macchina era programmabile secondo il sistema dei numeri binari e la cosa più innovativa fu infatti la netta distinzione tra processore e memoria; questa architettura non venne adottata dalle prime macchine americane ma rispecchia la definizione di computer di John von Neumann. Un altro fattore innovativo fu che possedeva un’autonoma unità di calcolo in virgola mobile; la memoria era limitata a 64 parole e i dati venivano inseriti attraverso schede perforate. I tempi per i calcoli erano molto più lenti di quelli a cui siamo abituati oggi noi ma all’epoca erano davvero all’avanguardia. Lo Z1 utilizzava la tecnologia elettromeccanica ed era basato su un originale sistema di memorie meccaniche costituite da piastrine metalliche azionate da un motore elettrico, che la rendevano simile nell’aspetto e nel suono prodotto ad una specie di grosso centralino telefonico. Dopo anni di ricerca per capire come inserire nella sua macchina le componenti meccaniche più costose e all’avanguardia di quegli anni, decise di affidarsi all’aiuto dell’amico Schreyer, buono conoscitore della teoria elettromagnetica. 

Schreyer ebbe l’idea di usare i tubi a vuoto, all’epoca utilizzati per le radio: finalmente i due riuscirono a sviluppare un meccanismo in grado di rappresentare le operazioni di congiunzione, disgiunzione e negazione. Zuse ottenne un finanziamento di 7.000 Reichsmark dal proprietario di un’azienda di calcolatori. Lo Z1 fu completato da Zuse nel 1938, deve essere considerato in assoluto il primo computer moderno: anticipò il Colossus di Alan Turing del 1944, utilizzato per la decifrazione della comunicazione militare durante la seconda guerra mondiale.
Intanto Zuse stava approfondendo lo studio delle opere di Hilbert ma soprattutto dell’algebra Booleana, importantissima per l’informatica moderna, ma poco conosciuta nella Germania dell’epoca. Nello stesso periodo iniziò a sviluppare i principi basi del suo Plankalkül, un linguaggio di programmazione. Konrad era convinto che il suo Z1 fosse anche in grado di giocare una partita a scacchi. Il Plankalkül sarebbe stato completato fra il 1943 e il 1945, ma comprendeva già i concetti di modularità inclusi nei moderni linguaggi di programmazione. Non ottenne finanziamenti dal governo Nazista perchè, secondo i calcoli del Reich, la realizzazione dei progetti di Zuse avrebbero richiesto troppo tempo. Dopo la Seconda Guerra mondiale Konrad cercò di diffondere le idee del Plankalkül ma il mondo accademico lo ignorò e molte di queste dovettero essere riscoperte e alla fine venne pubblicato nel 1972 mentre il primo compilatore secondo questo modello venne costruito nel 2000 presso l’Università Tecnica di Berlino: aveva anticipato la storia di quasi 60 anni! Zuse sostenne che il Plankalkül fosse stato il primo linguaggio ad alto livello mai progettato: se le affermazioni di Zuse fossero fondate, sarebbe davvero il primo linguaggio di programmazione moderno a porsi sopra le vecchie tecniche di programmazione in cui le istruzioni venivano inserite utilizzando interruttori, connettori ed altri sistemi manuali.

La seconda guerra mondiale e i compilatori

Quando scoppiò la guerra nel 1939  Zuse fu chiamato alle armi, venne assegnato alla fanteria ma non venne mai fatto combattere sul campo. Lo stesso signore che finanziò le sue ricerche, chiese il congedo per Zuse poiché i suoi studi potevano essere importantissimi per l’industria aeronautica. La richiesta non fu presa in considerazione e Konrad ne approfittò per approfondire i suoi studi sulla logica matematica e sulla teoria generale della computazione. Aveva sviluppato una macchina per la codifica dei messaggi ma gli fu risposto che “già esisteva” (in riferimento ovviamente ad Enigma). Alla fine fu assegnato alla divisione speciale della la stessa industria aeronautica per cui aveva lavorato anni prima: volevano l’aiuto di Zuse per sviluppare nuove armi. 

Nel 1940 aveva già ultimato lo Z2, più che un miglioramento dello Z1 ma Konrad aveva già ideato un nuovo compilatore e ottenne un contratto che gli garantì dei fondi per lo Z3, già in fase di realizzazione, un modello molto più avanzato. Completata nel 1941 e basata sulla stessa architettura del predecessore, la macchina era molto più veloce ma purtroppo fu distrutta nel 1944 durante un raid. Poco dopo aver terminato lo Z3, l’attività di Zuse fu di nuovo intralciata dalle azioni militari dell’Asse perchè servivano rinforzi. Zuse venne richiamato in battaglia e inviato verso il fronte orientale ma pochi giorni dopo venne congedato ancora una volta per tornare ai propri studi. Da qui nacque a Berlino lo Zuse Ingenieurbüro und Apparatebau. Le difficoltà della guerra non permettevano l’utilizzo di tutti i materiali ma Zuse poteva contare sui suoi colleghi: lavoratori non qualificati tra cui donne, malati mentali e disabili. Il nuovo obiettivo era lo Z4, una macchina ben più potente delle precedenti, con istruzioni condizionali e con una memoria di 1024 parole: venne ricavata da elementi dello Z1 e dello Z2 ma il materiale non era sufficiente perciò Zuse e i suoi collaboratori, cercavano nuovi pezzi e oggetti da utilizzare tra le strade devastate di Berlino. 

Nel 1945 lo Z4 fu terminato ma date le sorti del Terzo Reich, il calcolatore fu smontato e il suo laboratorio venne trasferito a Göttingen mentre gli Alleati continuarono la loro avanzata perciò Zuse dovette continuare a spostarsi fino alla notizia della resa. Nascose lo Z4 in una casa: era l’unico computer in Europa ma nessuno seppe capire l’importanza della sua invenzione. Fu trovato da dei contadini che lo scambiarono con il V4, pensando ad un’arma segreta ma i militari americani, una volta perlustrata la zona, se ne disinteressarono. Lo Z4 restò a Zuse, che dovette mantenersi con l’arte e la pittura. Lo Z4 fu infine consegnato, pur rimanendo di proprietà dell’inventore, all’Università Tecnica di Zurigo: gli accademici iniziarono a capire l’importanza storica di quel computer e di tutte le invenzioni e scoperte di Zuse.

La rivalsa

Zuse lavorò ancora per molti anni ai propri progetti, fondò la propria impresa, la Zuse KG dove si produssero centinaia di computer; alla fine degli anni ‘60 fu acquisita dalla Siemens. Il sogno di Zuse era quello di creare un piccolo computer per applicazioni commerciali e scientifiche. Konrad Zuse ricevette molti premi scientifici internazionali e gli vennero conferite molte lauree honoris causa dalle più importanti università del mondo. Oggi molte delle sue macchine, originali o ricostruite da Zuse stesso negli anni ‘80 come la Z1, sono conservate nel Museo della Tecnica di Berlino. Zuse morì nel 1995.

Questo studioso visse in un’epoca ostile, complicata e demotivante per gli studi ma soprattutto per alcune discipline. L’ingegno di Konrad era di gran lunga “avanti” rispetto agli accademici con cui si confrontava, in un paese troppo politicizzato e militarizzato per poter riuscire ad aprire nuovi orizzonti al mondo delle scienze. Ma nonostante questo, nonostante gli anni difficili e i troppi pochi riconoscimenti, Konrad Zuse non abbandonò il suo sogno e divenne così il padre dell’informatica moderna.