12. Mai 1941 – die Geburt des Computers

Geschrieben am 07.05.2021 von

Vor 80 Jahren schaltete Konrad Zuse in der Berliner Methfesselstraße die V3 ein, besser bekannt als Z3. Sie gilt als der erste funktionsfähige Computer der Welt. Mehrere Fachleute schauten zu, darunter der Ingenieur Alfred Teichmann von der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt. Schon 1941 und 1942 erschienen zwei Aufsätze von ihm, die Konrad Zuse namentlich erwähnten.  

Konrad Zuse kam im Blog schon öfter vor. Er konstruierte 1941 den ersten betriebsfähigen digitalen und programmierbaren Rechner. 1938 entstand zunächst eine rein mechanische Ausführung, die als Z1 bekannt ist. Sie war jedoch die meiste Zeit verklemmt. Die Nachfolgerin Z2 übernahm den mechanischen Speicher der Z1, enthielt aber zweihundert elektromagnetische Relais. Sie funktionierte etwas besser.

Relaisrechner Z2 von 1939 (Foto Konrad Zuse Internet Archive CC BY-NC-SA 3.0 seitlich beschnitten)

1940 führte Konrad Zuse den Rechner Alfred Teichmann vor. Teichmann war Jahrgang 1902, Bauingenieur und Abteilungsleiter im Institut für Festigkeit der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt. Die DVL saß am Flugplatz Johannisthal im Berliner Stadtteil Adlershof. In seinem Institut befasste sich Teichmann vor allem mit dem Phänomen des Flatterns. So nannten die Luftfahrtexperten seit den 1920er-Jahren die rhythmischen Verdrehungen von Flügeln und Leitwerk, die bei bestimmten Geschwindigkeiten auftreten konnten.

Im schlimmsten Fall stürzte das Flugzeug ab. Ausschalten ließ sich das Flattern durch konstruktive Änderungen, zum Beispiel durch Verschieben des Tragflächen-Schwerpunkts mittels eingebauter Gewichte. Dazu musste aber sehr viel gerechnet werden. Die nötigen mathematischen Formeln fand der Aerodynamiker Hans Georg Küssner. Als nun Teichmann die Z2 sah, erkannte er die Möglichkeiten für die Flatterforschung. Nach der geglückten Vorführung beauftragte die DVL Konrad Zuse mit dem Bau eines größeren Rechners.

Flattern tritt nicht nur bei Flugzeugen auf. Die Tacoma-Narrows-Brücke im Westen der USA wurde 1940 zerstört, als der Wind sie zum Schwingen brachte.

Das war das Versuchsmodell 3 oder V3, heute als Z3 bekannt. Das Gerät stand 1941 in der Methfesselstraße 7 in Berlin-Kreuzberg; dort befand sich die Werkstatt der jungen Firma Dipl.-Ing. K. Zuse Ingenieurbüro und Apparatebau. Im Rechen- und Speicherwerk der Z3 steckten 2.000 Relais; für die Ein- und Ausgabe der Zahlen gab es ein kleines Schaltpult, die Programmierung erfolgte mit gelochten Filmstreifen. Wenn man die Verwendung elektromagnetischer Technik zulässt, dann war die Z3 der erste funktionsfähige Computer.

Der erste Testlauf fand vor achtzig Jahren statt, am 12. Mai 1941. Neben dem Konstrukteur Konrad Zuse und Zuses Freund Helmut Schreyer waren vier Experten von der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt zugegen, darunter Alfred Teichmann. In der Folgezeit wurde die Z3 noch einige Male vorgeführt; Ende 1943 oder etwas später fiel sie dem Bombenkrieg zum Opfer. Regulär gearbeitet hat sie nie, doch Zuse schrieb einen Rechenplan – heute sagt man Programm – für die Küssnersche Determinante, ein Formelsystem der Flatterforschung.

Konrad Zuse 1946 – ein Selbstportrait (Bild Privatarchiv Horst Zuse)

Der Flatterexperte Alfred Teichmann erwähnte Zuse und seinen Computer in zwei Texten aus den frühen 1940er-Jahren. Der erste war ein Vortrag, den Teichmann am 6. März 1941 auf einer Tagung  der Lilienthal-Gesellschaft für Luftfahrtforschung hielt. Sie ging 1936 aus der 1912 gegründeten Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt hervor und verschwand 1945. Nach dem Krieg kam es zur Neuordnung der Luft- und Raumfahrtvereine; seit 1993 gibt es die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt – Lilienthal-Oberth, kurz DGLR.

Der Vortrag von 1941 trug den Titel „Stand und Entwicklung der Flatterberechnung“. Der letzte Abschnitt widmete sich den Rechenmethoden, die Teichmann als sehr zeitraubend ansah. Hoffnung setzte er in automatische Rechengeräte, wie sie in Amerika und England für andere Zwecke genutzt würden; hier dachte der Referent wahrscheinlich an mechanische Analogrechner. Spannend wird es im allerletzten Absatz, den wir aus der 1951 entstandenen amerikanischen Fassung – das Original lag uns leider nicht vor – ins Deutsche übersetzten:

     

Die Text ist kurz aber bemerkenswert. Es handelt sich um die erste publizierte Beschreibung eines programmgesteuerten und binär operierenden Digitalrechners. Gelesen wurde sie allerdings wenig, denn sie erhielt die Einstufung „Nur für den Dienstgebrauch“. Das war von 1935 bis 1945 in Deutschland der unterste Grad der Geheimhaltung. Frei zugänglich war dagegen ein zweiter Artikel von Alfred Teichmann, der 1942 im Jahrbuch der Deutschen Akademie der Luftfahrtforschung erschien.

Teichmann gehörte jener Akademie als korrespondierendes Mitglied an. Sie war eine Gründung des Nazi-Politikers und Luftwaffenchefs Hermann Göring und sollte ein modernes Gegenstück zu älteren Wissenschaftsakademien bilden. Ihre Räume befanden sich im Haus der Flieger, dem ehemaligen Preußischen und heutigen Berliner Abgeordnetenhaus. Der Aufsatz von Alfred Teichmann schilderte auf viereinhalb Seiten „Das Flattern von Trag- und Leitwerken“. Am Schluss ging der Autor wieder auf Rechenapparate ein – es folgt ein Zitat:

Wann genau Teichmann das schrieb, ist unklar. Es ist möglich, dass der Aufsatz auf einem Vortrag mit demselben Titel basiert, den der Forscher am 12. Dezember 1941 in Berlin hielt. Darin sprach er die zukünftige Verwendung von „selbsttätigen Rechengeräten“ an; vielleicht meinte er an dieser Stelle die gerade begonnene Z4, die 1945 fertig wurde. Herrn Zuse erwähnte er nicht mehr. Nach dem Zweiten Weltkrieg bekleidete Alfred Teichmann eine Professur an der Fakultät für Bauingenieurwesen der Technischen Universität Berlin. Mit Flattern beschäftigte er sich kaum noch. Er starb 1971 zwei Jahre nach der Emeritierung.

Festzuhalten bleibt,  dass durch ihn Konrad Zuses Erfinderaktivitäten früher bekannt wurden als bisher angenommen. Das Haus, in dem seine Z3 rechnete, wurde wie der Computer im Krieg zerstört. Im Foto unten sieht man noch die Hausnummer. Das Eingangsbild ganz oben zeigt den Z3-Nachbau, den die Zuse KG 1961 anfertigte (Foto Privatarchiv Horst Zuse).  Wir bedanken uns bei Dr.-Ing. Karl-Eugen Kurrer für sachdienliche Hinweise und bei Professor Horst Zuse für die Erlaubnis, seine Fotos im Blog verwenden zu können. Wir verweisen außerdem auf seine Internetseite zum Thema.

Die Methfesselstraße 7, der Geburtsort der Z3, im Jahr 1976 – eine Aufnahme des Fotografen Jürgen Henschel (1923-2012). Tür und Hausnummer sind inzwischen verschwunden. (Foto Friedrichshain-Kreuzberg Museum)

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5 Kommentare auf “12. Mai 1941 – die Geburt des Computers”

  1. Karl-Eugen Kurrer sagt:

    Vielen Dank für den detailreichen Beitrag über die historischen Umstände, die zu Zuses V3 bzw. Z3 führten. Die entscheidende Grundlage, die überhaupt erst Flatterberechnungen ermöglichte lieferte Küssner schon 1940:

    Küssner, H. G.: Allgemeine Tragflächentheorie. In: Luftfahrt-Forschung, Band 17 (1940), S. 370-378.

    Dort entwickelte Küssner Integralgleich. für schwingende dreidimensionale Tragflächensysteme in Unterschallströmung. Ein wichtiges praktisches Resultat sind die sich aus der Nennerdeterminante (= „Küssnersche Determinante“) ergebenden Eigenwerte der Tragflächenschwingungen (= Flattern). Eine solche Eigenwertberechnung mit der Küssnerschen Determinante wurde für eine Tragflächenschwingung mit 3 Freiheitsgraden mit der Z3 am 12.2.1941 durchgerechnet [1].

    [1] Kurrer, K.-E.: The History of the Theory of Structures. Searching for Equilibrium, S. 1087. Berlin: Ernst & Sohn 2018.

  2. Schon 1939 gab es in den USA einen funktionsfähigen Computer. Der Bell-Rechner 1 oder Complex Computer von George Stibitz wurde im Oktober 1939 fertig gestellt und am 8. Januar 1940 in Betrieb genommen. Er konnte sogar ferngesteuert werden, wie eine Vorführung vom 11. September 1940 zeigt. Mehr dazu finden Sie in den „Meilensteinen der Rechentechnik“, De Gruyter Oldenbourg, Berlin, 3. Auflage 2020, https://www.degruyter.com/view/title/567221?rskey=A8Y4Gb&result=4.
    Als erster Computer der Welt gilt auch das antike Räderwerk von Antikythera, eine astronomische Rechenmaschine.
    Die Zuse Z4 führte in den 1950er Jahren an der ETH Zürich Flatterrechnungen für das von den Flug- und Fahrzeugwerken Altenrhein am Bodensee gebaute Strahlflugzeug P-16 durch.

  3. Bill Addis sagt:

    In England haben wir natürlich unsere eigene Geschichte des Computers!
    Turing, naturlich, aber weniger bekannt ist Tommy Flowers.
    https://en.wikipedia.org/wiki/Tommy_Flowers

  4. Ulrich Klotz sagt:

    Das ist eine etwas willkürliche Definition von Computer, bzw ein etwas willkürlicher Geburtstag. Wikipedia sieht das anders:
    https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computing?wprov=sfla1
    Vorschlag: Es gibt viele Geburtstage, umso mehr Gründe zum Feiern.

  5. Gabriele Sowada sagt:

    … Z3, Bell-Rechner 1, Complex Computer, ENIAC, Colossus, das antike Räderwerk von Antikythera – ja, der Bedeutungsinhalte und Definitionsversuche des Begriffs „Computer“ gibt es viele … auch die „human computers“, wie Henrietta Swan Leavitt und Katherine Johnson, frei programmierbar, voll funktionsfähig, vielleicht auch turing-mächtig, aber bestimmt nicht digital! 😉 Happy Birthday Z3!

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