Inžinierova sloboda
Životný príbeh inžiniera Svobodu je vtiahnutý do malého dobrodružného románu a je málo zahrnutý v ruskej literatúre.
Narodil sa v Prahe v roku 1907 a prežil prvú svetovú vojnu. Túlali sa po Európe a utekali pred nacistami. Vrátil sa do Československa, už sovietskeho. A nakoniec bol nútený znova utiecť, už utekal pred komunizmom.
Svoboda už od detstva miloval techniku a nastúpil na známu Českú vysokú školu technickú v Prahe (České vysoké školy technické v Praze, ČVUT) (presnejšie s ním mechanickú a elektrotechnickú školu). Česká polytechnika je vo všeobecnosti známa tým, že ku všetkým druhom inovácií vždy pristupovala s veľkým rešpektom. Práve tam bolo v roku 1964 otvorené oddelenie informatiky - jedno z najstarších v Európe a na svete. 1. septembra 1964 sa v rozvrhu objavila nová disciplína - „technická kybernetika“, v skutočnosti - počítačový dizajn (prvýkrát medzi krajinami Varšavskej zmluvy).
Následne katedra vyvinula programovacie systémy a kompilátory v jazykoch Algol-60 a Fortran. Mnohé z nich boli prvýkrát implementované vo východnej Európe a v ZSSR a stali sa referenčnými. V roku 1974 bol na oddelení nainštalovaný československý sálový počítač Tesla 200 (Tesla, pomenovaná nie podľa slávneho šialeného elektrotechnika, ale ako skratka pre techniku slaboprouda - nízkonapäťové technológie), bola jednou z najznámejších vo východnej Európe a v r. okrem sálových počítačov vyrobilo obrovské množstvo zariadení: od mikroprocesorov - klony Intel po počítače).
Do roku 1989 malo oddelenie už 72 zamestnancov, ktorí viedli 29 akreditovaných kurzov na témy: kompilátory a programovacie jazyky; umela inteligencia; počítačová grafika; počítačové siete; automatizácia obvodov atď., ktoré úplne zodpovedali najlepším svetovým štandardom.
Počítačové vzdelávanie v Československu malo vo všeobecnosti rádovo vyššiu kvalitu ako sovietske. Napríklad už v roku 1962 v Československu existovali kurzy programovania pre stredoškolákov (u nás sa to objavilo až v polovici 80. rokov). O rok neskôr sa súbežne objavili ročné kurzy pre tých, ktorí už ukončili školu.
Predtým však v roku 1931 (keď Svoboda absolvoval vysokú školu) bolo ešte ďaleko, aj keď tam už prebiehal pokročilý vývoj. To mu umožnilo pokračovať v štúdiu v Anglicku a vrátiť sa do vlasti a pracovať v oblasti röntgenovej spektroskopie a röntgenovej astronómie.
S blížiacim sa vojnom sa Svoboda rozhodol uplatniť svoje znalosti vo vývoji protilietadlových zameriavačov, ktoré by dokázali automaticky nastaviť paľbu zbrane, čo sa mu podarilo. Medzinárodné spoločenstvo sa však rozhodlo Hitlera upokojiť tým, že mu umožnilo obsadiť Česko -Slovensko. A v roku 1939 inžinier utiekol do Francúzska, pretože nechcel, aby jeho návrhy smerovali k nacistom.
Ako vieme, Československo nestačilo na Hitlera. A Francúzsko bolo ďalšie, ktoré padlo o rok neskôr. V Paríži pracoval Svoboda na skicách svojho balistického počítača s priateľom, fyzikom Vladimírom Vandom, tiež českým utečencom. Spolu dokončili vývoj prvého analógového počítača protivzdušnej obrany.
Wehrmacht neustále napredoval a priatelia museli bežať ďalej. Pravidelná doprava už nebežala, jazdili na bicykloch a snažili sa dostať pred nemeckú ofenzívu. Cestou zomrel jeden z dvoch synov Liberty, ktorého jeho manželka Miluna porodila v Paríži. Po prejdení niekoľko stoviek kilometrov vojnou zničeným Francúzskom sa dostali do Marseille, odkiaľ ich mali evakuovať na britskom torpédoborci. Tento plán padol kvôli nedorozumeniu medzi britskými a francúzskymi úradmi, ktoré dohliadali na evakuáciu.
A Svoboda musel v prístave stráviť niekoľko mesiacov, skrývať sa pred agentmi gestapa a pokúšať sa nájsť spôsob úteku. Nakoniec sa Wandovi podarilo dostať do Anglicka. A Miluna a jej dieťa dosiahli presťahovanie sa do Spojených štátov prostredníctvom Lisabonu s pomocou americkej charity.
Kapitán lode bohužiaľ kvôli úspore miesta (boli tam tisíce utečencov) vyhodil osobné veci cestujúcich vrátane bicykla Freedom, kde pred Nemcami schoval plány svojej kalkulačky. Sám Svoboda sa cez Casablancu dostal do USA s pomocou miestneho vedúceho obchodu v českej továrni na obuv Baťa.
Po roku skúšok a súžení nešťastný inžinier konečne dorazil do New Yorku, kde sa po stretnutí so svojou rodinou v roku 1941 zamestnal v Radiačnom laboratóriu na MIT. Tam zdokonalil svoj systém riadenia paľby, ktorý sa zmenil na počítač protivzdušnej obrany flotily Mark 56, čím sa v konečnej fáze vojny výrazne znížilo množstvo škôd spôsobených japonskými lietadlami.
Za svoj vývoj získal ocenenie - Cenu za rozvoj námornej munície. V Bostone pracoval a komunikoval takmer so všetkými priekopníkmi počítačovej technológie - so skvelým Johnom von Neumannom, Vannevarom Bushom a Claudom Shannonom.
Svoboda bol však z práce pre armádu zdrvený. Chcel urobiť niečo mierumilovnejšie a navrhnúť bežné počítače.
Po vojne sa teda v roku 1946 vrátil do Prahy a dúfal, že začne prednášať a skúmať vo svojom rodnom meste ČVUT. Doma sa mu bohužiaľ dostalo veľmi príjemného privítania. Profesori sovietskej Českej republiky v ňom cítili nebezpečného konkurenta.
Ďalšie intrigy a boje boli veľmi podobné tomu, čo sa stalo s najlepšími dizajnérmi v ZSSR. Svoboda najskôr publikoval svoju monografiu Výpočtové mechanizmy a prepojenia podľa práce na MIT. Bola to prvá kniha na svete, ktorá sa úplne venovala počítačovej architektúre. Neskôr sa z toho stala klasika. Bol preložený do angličtiny, čínštiny, ruštiny a mnohých ďalších jazykov.
Keď však Svoboda ponúkol svoju prácu ako dizertačnú prácu na titul docent, bol odmietnutý s komentárom „to nestačí“. Kreslo matematiky namiesto Slobody viedol poslanec komunistickej strany Václav Pleskot.
Svoboda našiel podporu u Václava Hrušku, autora zbierky o numerickej matematike. A s jeho pomocou získal v roku 1947 spolu so Zdeňkom Trnkom grant od Správy OSN pre pomoc a rehabilitáciu (U. N. R. R. A.).
Táto darcovská organizácia bola založená v roku 1943, aby poskytovala pomoc v oblastiach oslobodených od mocností Osi. Celkovo boli na dodávky potravín a liekov, obnovu verejných služieb, poľnohospodárstvo a priemysel v Číne, východnej Európe a ZSSR vynaložené asi 4 miliardy dolárov.
Tento grant umožnil Svobodovi odísť na rok na Západ a študovať pokročilé metódy počítačového dizajnu. Tam úzko komunikoval s Alanom Turingom, Howardom Aikenom, Maurice Wilkesom a ďalšími legendárnymi zakladateľmi počítačovej vedy.
Po návrate v roku 1948 začal prednášať „Stroje na spracovanie informácií“na elektrotechnickom oddelení ČVUT, len aby ich každý počul, mimo učebných osnov. Aby neumrel od hladu, zamestnal sa v pražskej pobočke známej zbrojárskej spoločnosti Zbrojovka Brno, ktorá vyrábala dierovacie karty. Na tomto mieste zorganizoval laboratórium a vyvinul sériu prototypov elektromechanických kalkulačiek od stolnej kalkulačky na elektromagnetických relé po pokročilý tabulátor s pamäťou príkazov a konštánt.
Firma nemala záujem o mladšie modelky. Ale do roku 1955 (v tom čase premenovaný na Aritma) sa začal vyrábať reléový počítač svojej konštrukcie pod označením T-50. Za túto prácu bol Svoboda v roku 1953 vyznamenaný Štátnou cenou Československa Klementa Gottwalda. A ona zostala jeho jediným českým celoživotným ocenením.
Bola to jediná pochvala, ktorú dostal za všetku svoju prácu tu, ale nikdy netvrdil, že by bol komunistickým režimom uctievaný.
- napísal jeho kolega Václav Černý.
V roku 1950 profesor Eduard Čech, riaditeľ novovytvoreného Ústredného ústavu pre matematický výskum, upozornil na ťažkú situáciu Liberty a ponúkol mu prácu. Svoboda teda mohol začať vyvíjať svoj prvý počítač - SAPO, o ktorého funkciách si povieme nižšie.
VUMS
Na jeho novom mieste sa však objavili neprajníci z českej komunistickej strany. Bývalý spolužiak Jaroslav Kozesnik, keď sa stal riaditeľom Ústavu teórie informácií a automatizácie Akadémie vied Československa, ho považoval za nepríjemného konkurenta, a to predovšetkým vďaka oceneniu, ktoré Svoboda získal už skôr. Kozheshnik sa všemožne snažil na neho vyvíjať tlak po straníckej línii a pomocou komunistických funkcionárov ho zničiť.
Ale Svoboda sa chcel vyhnúť priamej konfrontácii. Postaral sa o to, aby jeho organizácia bola prevedená z Akadémie pod krídla ministerstva všeobecného inžinierstva ako Výskumný ústav matematických strojov (VUMS). Počnúc troma vedcami - Svobodou, Černým a Marekom a dvoma ich študentmi - do roku 1964 sa VUMS stalo jedným z popredných centier informatiky v Európe, ktoré zahŕňalo viac ako 30 doktorov vied a 900 zamestnancov. Vydal vlastný časopis. medzinárodných konferencií a vyvinutých počítačov svetovej triedy.
Svoju prácu vo VUMS Svoboda zahájil stavbou špeciálneho reléového stroja M 1 - na žiadosť Fyzikálneho ústavu v Prahe, ktorý bol dokončený do roku 1952.
M 1 použil prvú dopravnú jednotku na svete, ktorú vynašiel Svoboda a ktorá bola implementovaná na relé (!). Bola navrhnutá na výpočet jedného ťažkopádneho vyjadrenia matematickej fyziky. Dizajn bol navyše jedinečný v tom, že celý výraz bol vypočítaný vďaka kombinácii operácií v jednom spínacom cykle.
Reléové stroje však mali mnoho nedostatkov (a v tej dobe bolo nacistické drancovanie žiaroviek v Českej republike takmer nemožné), najmä nízku spoľahlivosť a neustále chybné operácie. Výsledkom bolo, že Svoboda sa vo svojom ďalšom projekte rozhodol tento problém obísť, pričom po prvý raz na svete vyvinul jedinečnú architektúru počítača odolného voči chybám (neskôr sa tieto princípy masívne používali v sovietskych vojenských strojoch).
SAPO
Svoboda bol prvým, kto navrhol, aby bol stroj schopný pomocou špeciálnych obvodov nielen vykonávať výpočty, ale aj monitorovať jeho stav a automaticky opravovať chyby vyplývajúce zo zlyhania súčiastky. Výsledkom bolo, že počítač SAPO (z češtiny. Samočinny počitač - „automatická kalkulačka“) bol zostavený na základe úbohého prvku, ktorý bol vtedy k dispozícii iba Čechom. Jeho architektúra však bola v porovnaní so západnými návrhmi veľmi vyspelá.
Stroj mal 3 nezávislé ALU pracujúce súbežne (tiež prvýkrát na svete), tri magnetické bubny na zaznamenávanie výsledkov s paritou na kontrolu operácií čítania z pamäte a dva nezávislé väčšinové bloky, tiež zostavené na relé, ktoré kontrolujú identitu všetkých operácie.
Ak jeden z blokov priniesol výsledok odlišný od práce ostatných, hlasovalo sa a výsledok práce ďalších dvoch blokov sa prijal a chybný sa zistil a nahradil bez straty údajov. Operátor dostal upozornenie na kritickú chybu iba vtedy, ak sa všetky tri nezávisle získané výsledky nezhodujú. Navyše bolo možné stroj reštartovať iba pomocou jednej inštrukcie, bez toho, aby sa stratili predchádzajúce kroky výpočtov.
SAPO pozostával zo 7 000 relé, 380 žiaroviek a 150 diód a mal vysoko pokročilú schému programovania s príkazmi multicast.
Neskôr, po druhej emigrácii do USA, so sebou Svoboda priniesol znalosti o vytvorení takejto triedy strojov - v 60. rokoch sa táto úloha stala veľmi aktuálnou, armáda potrebovala spoľahlivé počítače na ovládanie systémov protiraketovej obrany, na ovládanie obzvlášť nebezpečných objekty, ako sú jadrové elektrárne, pre projekt Apollo a vesmírne preteky.
Podľa tohto princípu bol vyvinutý JSTAR-počítač Voyager, palubný počítač rakety Saturn V, procesor CADC stíhačky F-14 a mnoho ďalších počítačov. Systémy odolné voči poruchám aktívne vyvíjali spoločnosti IBM, Sperry UNIVAC a General Electric.
Návrh SAPO sa začal v roku 1950 a bol dokončený v roku 1951.
Ale vzhľadom na žalostnú finančnú situáciu Československa po vojne bola skutočná implementácia možná až po niekoľkých rokoch. Bol uvedený do prevádzky na konci roku 1957 (vojna vo všeobecnosti ovplyvnila Československo takmer horšie ako ZSSR - do roku 1940 bola jednou z 10 najpriemyselnejších krajín sveta, po 45. roku bola zaradená takmer do konečného zoznamu.).
Svoboda pokračoval v práci na ďalšom zdokonaľovaní svojich návrhov.
Postupom času však Československo stále viac pociťovalo bremeno vstupu do sovietskeho bloku. Predstavitelia strany mu obmedzili prácu a prístup k počítačom, ktoré pomohol navrhnúť. A nakoniec vo svojej vlastnej kancelárii sa so Svobodom stretol dôstojník StB (Státní bezpečnost, česká obdoba KGB), ktorý mu nariadil, aby podal správu o všetkých svojich rozhodnutiach a aktivitách.
Problémom bolo jednak jeho „podozrivé“pozadie (práca na MIT), jednak liberálne myslenie. V roku 1957 mal Svoboda prednášku o logickom počítačovom dizajne na Čínskej akadémii vied v Pekingu. Takéto prednášky mal v Moskve, Kyjeve, Drážďanoch, Krakove, Varšave a Bukurešti. Jeho návštevy západných krajín boli však výrazne obmedzené.
Dokázal vystúpiť na konferenciách v Darmstadte (v roku 1956 tam bol predstavený SAPO a vysoko ho ocenil samotný Howard Aiken), Madrid (1958), Namur (1958). Československé úrady ho však neprijali na Cambridge (1959) a mnoho ďalších západných konferencií. V roku 1963 nesmel Svoboda prijať pozvanie na vedenie katedry aplikovanej matematiky na univerzite v Grenobli.
Po smrti jeho priateľa Čecha v roku 1960 sa vedenie Akadémie vied zmenilo. VUMS bol vylúčený z akadémie a Svoboda bol prepustený z vedenia ústavu. Toto bola posledná kvapka.
Jeho manželka mohla odísť do Juhoslávie. V tom čase si on sám spolu so synom dokázal zabezpečiť cestu do neutrálneho Švajčiarska, kde sa okamžite obrátil na americký konzulát a požiadal o azyl. Spolu s ním utieklo aj niekoľko najlepších zamestnancov jeho ústavu. Manželka sa v tejto dobe mohla presťahovať z Juhoslávie do Grécka. A odtiaľ odišla do USA.
Konzulát spočiatku nechápal, kto je táto osoba. A neboli radi, že ho vidia. A práve tu prišla jeho predtým získaná cena vhod. Stojí za zmienku, že kvôli prenasledovaniu Česko -Slovensko stratilo mnoho talentovaných vedcov, ktorí sa po vojne nechceli vrátiť do Československa alebo z neho utiekli na Západ. Matematik Václav Hlavatý, ktorý pracoval s Albertom Einsteinom na základných rovniciach zjednotenej teórie poľa. Ivo Babuška, jeden z najvýznamnejších výpočtových matematikov na svete. Počítačový lingvista Bedřich Jelínek, ktorý ako prvý naučil stroje rozumieť ľudskému hlasu. A veľa ďalších.
Sloboda dostala víza. A práve známosť s uznávanými a slávnymi vedcami a ich záruky mu pomohli získať prácu v Caltechu. Tam, kde strávil posledné roky svojho života, učil počítačovú architektúru a teóriu stability a vyvíjal nové matematické modely, aby zaistil plynulý chod počítačových systémov, ako o tom vždy sníval.
Ťažký život ho bohužiaľ stál zdravie. A v roku 1977 dostal srdcový infarkt, po ktorom odišiel do dôchodku. O tri roky neskôr, v roku 1980, profesor Svoboda zomrel v Portlande v Oregone na zástavu srdca.
V roku 1999 mu posledný prezident Československa Václav Havel posmrtne udelil Medailu za zásluhy 1. triedy za jeho prácu a talent.
Sloboda, napriek tomu, že je u nás oveľa menej známy ako Turing alebo von Neumann, bola jedným z najvplyvnejších informatikov 20. storočia. Jeho víziu a vplyv bolo cítiť v projektoch od počítača Apollo po systém riadenia paľby CIWS Phalanx. Jeho neutíchajúci odpor k totalite inšpiroval mnoho českých utečencov a bojovníkov za nezávislosť.
Okrem toho bol Svoboda v mnohých smeroch nadaný, perfektne hral na klavíri, viedol zbor a hral na tympány v Českej filharmónii. Bol vynikajúcim hráčom v bridži, jednej z najťažších kartových hier, a matematicky analyzoval jeho stratégie vydaním knihy The New Theory of Bridge. Napriek svojej ranej práci vo vojenskej technológii bol dôsledným antimilitaristom a antitotalitom, čestným a odvážnym človekom, ktorý sa nikdy netajil svojimi názormi, aj keď ho to stálo prenasledovanie a kariéru v rodnej krajine.
V roku 1996 spolu s mnohými ďalšími vedcami a inžiniermi východného bloku, ktorých úspechy nateraz zostali vo svete neznáme (vrátane S. A. Lebedeva, V. M. Glushkova, A. A. Lyapunova, ako aj Maďarov Laszlo Kozmu a Laszlo Kalmar, Bulharov Lubomira Georgieva Iliev a Angel Angelov, Rumun Grigore Konstantin Moisil, Estónci Arnold Reitsakas, Slováci Ivan Plander a Josef Gruska, Česi Anthony Kilinsky a Jiří Horzheysh a Pole Romuald Marcishelova udelili počet počítačov udelených vojenskej cene Computer Pioneer Award), pričom uznávajú tých, bez ktorých rozvoj informatiky by bol nemožný.
Barr a Sarant
Nedá sa nespomenúť a asi najúžasnejšia kolízia, ku ktorej došlo v živote Svobodu ešte v päťdesiatych rokoch minulého storočia.
Počas práce na SAPO sa (ako odborník na protiletecké počítače) súčasne podieľal na práci na českom balistickom počítači ako súčasť skupiny vedenej dvoma úžasnými osobnosťami - istým Josephom Veniaminovičom Bergom a Philipom Georgievičom Starosom, ktorí lietali z Moskvy na pomoc bratskej republike. Ale nikto nevedel, že to sú v skutočnosti Joel Barr a Alfred Epamenondas Sarant, vzácne vtáky, ktoré lietali opačným smerom, komunisti a prebehlíci do sovietskeho bloku zo Spojených štátov. Ich história, úžasné dobrodružstvá v ZSSR, úloha pri vytváraní domácej mikroelektroniky (alebo absencia takýchto, opäť bitiek v tejto téme o viac ako jeden článok), si zaslúžia veľmi samostatnú úvahu.
Tu, len aby čitateľ ocenil, aký ironický je niekedy osud, uvedie krátky začiatok ich tvorivej cesty.
Barr a Sarant boli deti prisťahovalcov, bakalári elektrotechniky (jeden vyštudoval City College v New Yorku, druhý inžiniersku školu Alberta Nerkena, Cooper Union College, tamže). Obaja sú členmi Komunistickej strany USA. Barr pracoval ako inžinier v laboratóriu signálneho zboru, neskôr v spoločnosti Western Electric a predovšetkým v Sperry Gyroscope, v tých rokoch jednej z najuzavretejších vojenských spoločností v Amerike. Sarantova kariéra bola takmer rovnaká: Signal Corps, Western Electric, potom rovnako slávne a nemenej vojenské laboratóriá AT&T Bell Labs. Už od vysokej školy cez členstvo v komunistickej strane poznali známu osobu - Júliusa Rosenberga, hlavného sovietskeho jadrového (a nielen) špióna.
V roku 1941 prijal Rosenberg Bar. Barr prijal Saranta v roku 1944. Členovia skupiny Rosenberg sa zaujímali nielen o jadrové zbrane, mnohí pracovali v rádioelektronických obranných firmách (obzvlášť cenní boli Sperry a Bell). Celkovo previedli do ZSSR asi 32 000 strán dokumentov (Barr a Sarant z toho ukradli asi tretinu). Ukradli najmä vzorku rádiovej poistky, plány rádiolokátora lietadla SCR-517 a pozemného radaru SCR-720, informácie o lietadle Lockheed F-80 Shooting Star a lietadle B-29, údaje o nočnom zameriavači bombardéra, a oveľa viac. V roku 1950 skupina zlyhala a zatkli všetkých okrem uniknutej Barry a Saranty.
Vynechajme detaily ich dobrodružstiev na ceste do ZSSR. Poznamenávame iba, že v lete 1950 sa v Moskve objavil I. V. Berg a o niečo neskôr FG Staros. S novými životopismi ich poslali do Prahy vo Vojenskom technickom ústave. Berg si to pripomenul takto:
Keď sme prišli do Československa, vysvetlili sme, že sme elektronickí inžinieri a chceme využiť svoje schopnosti na pomoc pri budovaní socializmu … Tento návrh bol prijatý, dostali sme malé laboratórium elektronického vybavenia asi s 30 ľuďmi a dostali sme za úlohu vyvinúť prototyp analógového počítača pre protilietadlovú raketovú batériu systému riadenia paľby.
Nedá sa povedať, že Staros a Berg boli vynikajúci dizajnéri (samozrejme videli pamiatky, ale s ich vývojom nemali nič spoločné). Ukázalo sa však, že sú prvotriednymi organizátormi a schopnými študentmi. A v prvom rade požiadali o pomoc osobu osoby, ktorú poznali už z čias USA - odborníka na zameriavanie počítačov Antonina Svobodu. Takto sa niekedy osudy ľudí bizarne prepletú.
V dôsledku toho (aj keď je takmer nemožné nájsť presné informácie o týchto udalostiach) Svoboda otriasol starými časmi a v skutočnosti im vybudoval vytúžený navádzací systém. Staros a Berg sa podieľali na vývoji jednotlivých jednotiek. Najmä presný potenciometer (Berg si o tom veľa pamätal a bol na to dlho hrdý). Za 4, 5 rokov práce získali naši utečenci slušné množstvo skúseností a chceli urobiť niečo ambicióznejšie. Výsledkom bolo, že sa ich cesty so Svobodom opäť rozdelili - Starosa a Berga opäť čakala Moskva a Svoboda premýšľal o emigrácii.
Ešte pred odchodom však stihol urobiť svoj druhý objav, ktorý umožnil Sovietskemu zväzu postaviť prvý prototyp plne funkčného systému protiraketovej obrany na svete - vozidlo zvyškovej triedy.
O jeho úžasnej architektúre, vlastnostiach a prečo bol taký dôležitý, si povieme nabudúce.
