Die Geburt des Differentialanalysators
Geschrieben am 09.10.2026 von HNF
Die US-Bürger nannten ihn Differential Analyzer, die Briten Differential Analyser mit s, bei uns hieß er Differentialanalysator. Er war ein analoger Rechner und löste in kurzer Zeit eine Differentialgleichung. Eine weit verbreitete Ausführung schuf der amerikanische Ingenieur Vannevar Bush im Massachusetts Institute of Technology. Vor 95 Jahren veröffentlichte er in einer Zeitschrift die erste Beschreibung.
Wir sind Vannevar Bush schon im Blog begegnet. Das erste Mal ging es um den „Memory Extender“ Memex, einen Bild- und Textspeicher, der zweite Beitrag galt dem Rockefeller Differential Analyzer, einem riesigen Analogrechner. Beide wurden 1945 bekannt. Heute betrachten wir Bushs Differentialanalysator. Er war ebenfalls ein Analogrechner; der Forscher stellte ihn im Oktober 1931 im „Journal of the Franklin Institute“ vor.
Vannevar Bush wurde am 11. März 1890 als Sohn eines freikirchlichen Pastors in der Nähe von Boston geboren. Er studierte Elektrotechnik in seinem Heimatstaat und erhielt 1916 den Doktortitel von der Universität Harvard und dem Massachusetts Institute of Technology. Hier lehrte er ab 1919 sein Fach als Dozent, daneben arbeitete er in der Rundfunkindustrie. In den 1920er-Jahren wurde er reich durch seine Beteiligung an der jungen Firma Raytheon; ihre Röhren-Gleichrichter ermöglichten den Anschluss von Radios ans normale Stromnetz.
Vannevar Bush (links) und sein Produktintegraph von 1927; direkt vor ihm befindet sich das Wattmeter. Bitte das Foto zum Vergrößern anklicken!
Die Magisterarbeit eines seiner Studenten führte Bush zu seinem ersten Analogrechner. Der stetige Integraph ermittelte das Integral des Produktes zweier Funktionen. Das geschah mit einem Wattmeter zum Messen der elektrischen Leistung und einer Multipliziervorrichtung. Bush erweiterte das Gerät nun durch einen weiteren Integriermechanismus, eine rotierende Scheibe mit einem anliegenden Reibrad. Das Resultat, der Produktintegraph, löste eine Differentialgleichung zweiter Ordnung. Beschreibungen der beiden Rechner aus dem Jahr 1927 lassen sich hier und hier nachlesen.
Aus der Integrierscheibe entwickelte Bush bis 1931 den Differentialanalysator mit sechs Scheiben und einer Länge von drei Metern. Dazu kamen ein mechanischer Multiplizierer und mehrere Addiergetriebe, drei Eingabetische – an jedem saß ein menschlicher Operator – und ein Ausgabetisch mit Zeichenstiften. Unverzichtbar waren die Drehmoment-Verstärker für die Bewegung der Reibräder. Alles wurde durch rotierende Stangen verbunden und mit einem Elektromotor angetrieben. Ein schönes Foto des Geräts findet sich hier.
Die aufrecht stehende Integrierscheibe des Produktintegraphen: Das Foto zeigt die Unterseite, das nicht sichtbare Reibrad liegt an der Oberseite an.
Die beste Darstellung des Differentialanalysators ist Bushs Aufsatz von 1931, wir empfehlen zudem die Beschreibung eines Nachbaus für den militärischen Erprobungsplatz Aberdeen. Bushs Gerät wurde nach Fertigstellung rasch bekannt und in verschiedenen Ländern kopiert. Diese Seite bringt eine Übersicht, sie erwähnt auch Apparate, die mit Teilen des Meccano-Metallbaukastens entstanden. Unser Eingangsbild zeigt einen japanischen Analysator aus den frühen 1940er-Jahren; er steht heute in einem Museum in Tokio. Das Foto nahm dort HNF-Geschäftsführer Dr. Jochen Viehoff auf.
Nach Erfindung des elektronischen Computers wurden nur wenige Maschinen vom Bush-Typ gebaut. 1947 erhielt die Universität von Los Angeles eine Anlage von General Electric im Wert von 125.000 Dollar; sie erscheint hier im Video und trat später in zwei Science-Fiction-Filmen auf. 1948 schuf die Computerpionierin Beatrice Worsley einen Meccano-Analysator in Toronto; er soll 75 kanadische Dollar gekostet haben. Unbekannt ist der Preis des großen mechanischen Analogrechners Integral-1, der 1954 in Moskau den Dienst aufnahm.
Vannevar Bush am Differentialanalysator von Aberdeen (Foto Computer History Museum courtesy Gwen Bell)
Bei uns gab es kein Gerät, das nach dem Prinzip des Differentialanalysators operierte. 1948 lief aber in Darmstadt die entfernt verwandte Integrieranlage IPM-Ott von Alwin Walther. In Minden fertigte die Schoppe & Faeser GmbH ähnliche Anlagen; eines ihrer Systeme wurde nach England exportiert. In den 1950er-Jahren verdrängten Analogrechner mit Röhren und Transistoren die mechanischen Typen, dabei tat sich die Firma Telefunken hervor. Ihr Spitzenmodell RA 770 von 1966 steht in der Analogrechner-Abteilung des HNF.
Vannevar Bush wurde 1932 Vizepräsident seiner Hochschule, ab 1938 leitete er die Carnegie-Stiftung. Im Zweiten Weltkrieg war er der oberste Koordinator der militärischen Forschung einschließlich des Baus der Atombombe. 1946 stellte er seine Taten im Film Atomic Power nach. Bei Minute 14:00 sehen wir ihn mit dem Chemiker James Conant beim (gespielten) Trinity-Test. Bush ging 1955 in Pension. Seine 1970 veröffentlichten Memoiren kann man nach Anmeldung im Internet Archive studieren. Vannevar Bush starb am 28. Juni 1974.
Teile der Integrieranlage „Minden“ der Schoppe & Faeser GmbH – bitte auf das Bild klicken! (Foto Deutsches Museum / Konrad Rainer, CC BY-SA 4.0 seitlich beschnitten)