Af Palle Vibe, Alt om Data
Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.
I 1902 opdagede den græske arkæolog Spyridon Stais, at der gemte sig små tandhjul i nogle klumper af sten og metal, som svampedykkeren Elias Stadiatos året før havde hentet op fra et romersk skibsvrag, der lå på havbunden ud for øen Antikythera nord for Kreta.
Skibet var sunket før vores tidsregning og lå på 42 meter vand. Forskeren undersøgte og rensede alle stumperne og fandt ud af, at tandhjulene var dele af et ganske kompliceret, mekanisk regneapparat med ur-lignende visere og differentiale-tandhjul med forskellige udvekslinger – alt sammen bygget ind i et hus af træ.
Forbløffelsen over for fundet var stor, for den slags tandhjul og udvekslinger troede man ikke blev udviklet før engang i det 16. århundrede. Men ud fra inskriptioner på kabinettet tidsfæstede man apparatet til at være over 2000 år gammelt.
Nøjagtig model
Først i 1951 fik man dog renset og restaureret delene så meget, at det var muligt at foretage mere systematiske undersøgelser. Og det stod hurtigt klart, at man stod over for en astronomisk kalkulator eller populært sagt på en anden måde: verdens første computer.
Forskerne konstruerede en nøjagtig model af apparatet, som de mente, at det måtte have set ud og fungeret. Der manglede forskellige dele, men der var ingen tvivl om, at apparatet var en kalkulator til beregning af stjernepositioner og himmellegemers bevægelser.
Siden har videnskabsfolk foretaget yderligere undersøgelser. Blandt andet har delene været røntgenscannet med assistance fra Hewlett-Packard, og ud fra de præcise 3D-gengivelser af alle maskinens indvendige dele har forskerne kunnet opbygge en forbedret og meget mere præcis model. Konstruktionen afslører klart, at den antikke computer faktisk var endnu mere kompliceret end først antaget.
Apparatet, der nu er blevet almindelig kendt som Antikythera-computeren, er på størrelse med en skotøjsæske og er tilvirket af bronzedele monteret i en træramme. Foran sad en stor urskive, der er opdelt i to koncentriske skalaringe, hvor den yderste angiver 365 dage, mens den indvendige angav graderne i den græske dyrekreds. Skiven var formentlig forsynet med mindst tre visere for henholdsvis dato og solens og månens aktuelle positioner. Samtidig blev månefaserne illustreret i form af en roterende forsølvet kugle.
To mindre skiver bagpå viste forskellige stjerners specifikke kredsløb foruden deres opgang og nedgang, og sandsynligvis kunne maskinen også vise alle de dengang fem kendte planeters position, som sammenholdt med månens faser kunne forudsige solformørkelser.
Måske fremstillet af Archimedes
Formålet var sandsynligvis at give en præcis rettesnor for, hvornår de gamle grækere kunne afholde deres højtider og ikke mindst store begivenheder som de Olympiske Lege.
I skibsvraget har dykkere desuden fundet metalplader med instruktionsanvisninger, der antyder, at maskinen har været beregnet til transportabel brug og til at blive betjent af lægfolk. Så måske repræsenterer apparatet verdens ældste bærbare computer. Og måske er den ældre end hidtil troet.
Den romerske forfatter Cicero skrev nemlig i det 1. århundrede f. Kr. om to astronomiske maskiner, der var bygget af den berømte græske matematiker Archimedes, og som netop kunne vise solens, månens og de fem planeters bevægelse. Derfor forsøger forskere stadig at aflure Antikythera-computeren flere hemmeligheder og leder efter flere stumper ud for øen.
Fransk regnemekanik
Ingen ved, hvorfor oldtidens relativt avancerede analoge kalkulator-teknologi gik i glemmebogen. Men et faktum er, at vi skal helt frem til det 17. århundrede, før det igen lykkedes nogen at frembringe en maskine, der kunne måle sig med Antikythera-computeren. Først i 1642 så verden en ny, analog regnecomputer og denne gang i Frankrig, hvor den senere berømte matematiker og fysiker Blaise Pascal blot 19 år gammel kunne præsentere en regneenhed, som han kaldte Pascaline. Den unge mand ville hjælpe sin far, der var skatteinspektør, med de mange tunge udregninger, som plagede hans arbejdsdage.
Pascals maskine havde indbygget en række sindrige tandhjul, der hver kunne drejes med hånden og repræsenterede de 10 cifre på hver plads i et ønsket tal. For eksempel kunne tallet 10.853 drejes frem som 1, 0, 8, 5 og 3. Til gengæld var maskinens tandhjul forsynet med små pinde, så tierne, hundrederne, tusinderne osv. selv drejede frem på samme måde som i en kilometertæller. Med lidt snilde kunne Pascals kalkulator også gange og dividere.
Men den var lidt omstændelig, og Pascal måtte gennem 50 prototyper, før maskinen var klar til salg i 1646, og den store salgssucces udeblev. Maskinen blev blot solgt i 20 eksemplarer over 10 år. Den var i bund og grund for kompliceret at fremstille og derfor også relativt kostbar at købe. Desuden var det noget besværligt for maskinen at håndtere det datidige franske møntsystem, der var baseret på to møntenheder, der hver igen var underopdelt i henholdsvis 20 og 12 møntværdier.
På skuldrene af Blaise Pascals lille Pascaline konstruerede hans tyske kollega Gottfried Wilhelm Leibnitz en regnemaskine i 1672. Maskinen byggede på Pascals ideer, men var mere avanceret og havde indbygget en tromle med pigge af varierende længde som i en spilledåse. Denne teknik gav mulighed for alle fire regningsarter foruden kvadratregning og blev udnyttet i alle senere regnemaskiner i de næste trehundrede år. En betydningsfuld nyhed var også en primitiv form for mekanisk hukommelse, et såkaldt register, der satte maskinen i stand til at huske et delresultat eller en mellemregning.
Første programmerbare computer
De nævnte maskiner var, selv om de som oftest omtales som sådan, ikke egentlige computere. Det var regnemaskiner, der skulle betjenes. De kunne ikke foretage sig noget på egen hånd. En rigtig computer kan du bede om at foretage udregninger, uden at du behøver at fortælle den hvordan. Den har nemlig alle instruktioner i sig på forhånd i form af et program.
Tilløbet til den første automatiske regnemaskine blev taget i 1837, hvor den engelske matematiker Charles Babbage beskrev et apparat, som han kaldte ”analytisk”. Den indbyggede printer kunne programmeres, og computeren var udstyret med en mekanisk hukommelse, som tilmed kunne udvides.
Da computeren altså både kunne programmeres (input), havde indbygget regneenhed (processor) med hukommelse (memory) og kunne aflevere resultatet på tryk (output) havde maskinen alle de samme komponenter, som en computer har i dag, og den regnes derfor som en mekanisk forløber for den moderne elektroniske computer.
Babbages håndsvingsdrevne ”differensmaskine”, som den også blev kaldt, fordi den byggede på differensregning, var beregnet til at producere matematiske tabeller af den type som blandt andet det britiske militær lod matematikere udarbejde manuelt til brug for ballistiske udregninger og større våbenpræcision.
På grund af urealistiske krav til nøjagtighed lykkedes det kun delvis Babbage at få fremstillet den komplicerede mekanisme. Den britiske regering støttede ganske vist projektet med den for datiden kolossale sum af 17.000 pund, men trak støtten tilbage, da opfinderen bad om flere penge til en endnu mere avanceret maskine.
Babbage indså ikke, at regeringen alene var interesseret i at kunne fremstille indviklede tabeller på en hurtig og økonomisk måde og ikke i hans maskine som sådan. Da han yderligere undsagde sit første projekt for at ville udvikle et bedre, tog regeringen det som tegn på udygtighed og trak støtten.
Titusindvis af tandhjul
Udfordringen var, at en 100 procent mekanisk computer skal bygges op af små bevægelige dele, herunder titusinder af præcisionstilvirkede tandhjul. Den var som et fint mekanisk lommeur på størrelse med en dampmaskine eller Pascals Pascaline forstørret tusinder af gange op i både kompleksitet og ambitionsniveau.
Babbage fik derfor aldrig færdigbygget sin regnemaskine. En mindre differensmaskine blev fremstillet i 1854 af svenskeren Georg Scheutz (1785-1873) på grundlag af Babbages beskrivelse, men først ved indgangen til 1900-tallet genopfandt andre konstruktører Babbages mekaniske principper og konstruerede mere anvendelige maskiner.
En af disse var den amerikanske statistiker Herman Hollerith, der byggede, hvad han kaldte en ”kalkulator” til brug for forudberegning og statistiske bearbejdelse af det stadigt stigende amerikanske befolkningstal.
Hans kalkulator var en stor succes og klarede det totale regnearbejde omkring den løbende folketælling på 2,5 år, et arbejde, som tidligere havde taget 10 år, og som derfor meget snart ville have løbet løbsk, hvis ikke man kunne have trukket på maskinhjælp.
Ansporet af sin succes grundlagde opfinderen Hollerith i 1896 firmaet Tabulating Machine Company, der senere skiftede navn til Computing-Tabulating-Recording (C-T-R) og i 1924 igen til International Business Machines, forkortet IBM. Men det er en helt anden historie.
Der er i dag bygget to versioner af Charles Babbages fantastiske drømmecomputer, der aldrig kom længere end til skrivebordet i hans egen tid. Den ene af dem kan du på en kort, men instruktiv film se i funktion på www.computerhistory.org/babbage.
[themepacific_accordion]
[themepacific_accordion_section title="Fakta"]
Antikkens computer var et kompliceret, mekanisk regneapparat med ur-lignende visere og differentiale-tandhjul
[/themepacific_accordion_section][/themepacific_accordion]