Met beperkte rekencapaciteit als motivatie

John von Neumann werd in 1903 als Janos von Neumann in Hongarije geboren. In de lagere school blonk hij reeds uit door zijn wiskundig inzicht en toen hij in 1921 in Göttingen wiskunde ging studeren, werd Johann von Neumann één van de voornaamste aanhangers van Hilberts metamathematische school. Dat hij zich op vierentwintigjarige leeftijd een autoriteit in drie wetenschappelijke disciplines mocht noemen, mag een duidelijke teken van zijn inzicht in en interesse voor de meest uiteenlopende problemen zijn. Deze erkenning had von Neumann aan vijf artikels, die hij allen in 1927 publiceerde, te danken. [44] Drie ervan handelden over nieuwe ontdekkingen in de kwantumfysica. Met een vierde paper legde hij de basis voor de nieuwe wetenschap van de speltheorie. Een paper over de consistentie van wiskundige systemen vervolledigde deze succesreeks. Ook na zijn aanstelling aan het IAS in Princeton bleef hij verder zoeken naar interessante problemen. [45] Zo was hij onder andere gefascineerd door het fenomeen turbulentie, de continuïteit in weerpatronen en de invloed van nucleaire straling op stoffen; problemen waar ook andere wetenschappers uit zijn tijd mee bezig waren.

Norbert Wiener, die samen met von Neumann in Göttingen had gestudeerd, onderzocht het fenomeen van de turbulentie. [46] Wiener, evenals von Neumann een wiskundig genie, behaalde op achttienjarige leeftijd zijn Ph. D. aan Harvard University en nog voor het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog zou hij er filosofie doceren. [47] Tijdens deze oorlog werd hij omwille van zijn wiskundige kwaliteiten naar Aberdeen Proving Ground gestuurd om er ballistische tabellen voor de artillerie te berekenen. [48] Na de oorlog ging Wiener aan het MIT wiskunde doceren; het begin van een levenslange band met het instituut. Het was ook daar dat hij Vannevar Bush voor het eerst ontmoette.

John Mauchly onderzocht de controversiële relatie tussen zonnevlekken en het klimaat op aarde. In 1936 liet hij daartoe een deel van de meteorologische archieven van de Verenigde Staten naar zijn bureau in het Ursinus College overbrengen in de hoop met moderne statistische technieken een relatie te bewijzen. [49] Evenals von Neumann en Wiener kwam ook Mauchly tot de vaststelling dat de capaciteit van bestaande rekenmachines onvoldoende was voor de hoeveelheid complexe berekening die hij nodig achtte. De oplossingen lieten niet op zich wachten.

In 1925 was men aan het MIT begonnen met een onderzoek die moest leiden tot de ontwikkeling van een machine om differentiaalvergelijkingen op te lossen. Twee jaar later begon Vannevar Bush er met de bouw van een mechanische Differential Analyzer die hij in 1930 voltooide. [50] Vanaf 1935 werden de mechanische Differential Analyzers door een elektrisch model vervangen.

Differential Analyzer, © Eames

George Stibitz, een ingenieur in de Bell Laboratories, bewees in de herfst van 1937 dat hij alle rekenkundige functies met behulp van binaire relais kon uitvoeren. In de zomer van 1938 begon hij de bouw van een relaiscomputer die begin 1939 als de Complex Calculator in dienst werd genomen. [51] Na enkele maanden gebruik in de Bell Laboratories werd de calculator in september 1940 op een congres van de American Mathematical Society aan het publiek, waaronder ook John Mauchly en Norbert Wiener, voorgesteld. Na het succes van de Complex Computer vroeg Stibitz aan de Bell Laboratories $50.000 voor de bouw van een multifunctionele relaiscomputer maar kreeg als enige reactie:

"Gee, who wants to spend $50.000 just to be able te calculate?" [52]

 

Ook John Atanasoff, een docent fysica aan Iowa State University, zocht een manier om berekeningen te automatiseren. Hoewel hij niet wist hoe het te realiseren, raakt hij er geleidelijk aan van overtuigd dat een elektronische rekenmachine een oplossing kon zijn. Net zoals Boole kreeg ook Atanasoff een inval, die hem inzicht in de architectuur van een elektronische computer bracht. [53] Met de hulp van Clifford Berry werkte hij tussen 1937 en 1941 aan een gespecialiseerde rekenmachine die in staat was vergelijkingen van de eerste graad te berekenen. De Atanasoff-Berry-computer was eind 1941 operationeel. [54] Ondertussen was ook Mauchly met elektronische circuits begin experimenteren en begon hij inzicht te krijgen in een manier om ze voor berekeningen te gebruiken. In 1940 ontmoetten ze elkaar tijdens een conferentie van de American Association for the Advancement of Science. [55] Ze discussieerden er over hun gemeenschappelijke interesse en op uitnodiging van Atanasoff verbleef Mauchly in juni 1941 vijf dagen in Ames, waar Atanasoff hem zijn computer demonstreerde. [56]

Ondertussen hadden ook Duitse kernfysici grote vooruitgang geboekt. Albert Einstein, bevreesd dat de Nazi's een kernwapen zouden ontwikkelen, waarschuwde president Roosevelt voor het gevaar van soortgelijk wapen. Hij adviseerde de president dat wetenschappelijk onderzoek en specifiek onderzoek in de kernfysica een must was om het Amerikaanse militaire overwicht te behouden.

Roosevelt zou dit advies niet in de wind slaan en in mei 1941 richtte hij het Office of Scientific Research and Development op. [57] Vannevar Bush werd er als directeur benoemd en kreeg zo de verantwoordelijkheid om de activiteiten van ongeveer zesduizend Amerikaanse wetenschappers in de toepassing van spitstechnologie voor oorlogsvoering te coördineren. Voortaan zouden politiek en wetenschap onafscheidelijk met elkaar verbonden zijn. Talrijke wetenschappers werden in militaire projecten betrokken. John Mauchly leerde tijdens een zomercursus elektronica Presper Eckert kennen en samen lagen ze aan de basis van het ENIAC-project. [58] Omwille van zijn inzichten in turbulentie werd John von Neumann in het Manhattan Engineer District opgenomen en werd hij in het Los Alamos Scientific Laboratory belast met onderzoek naar het implosiegedrag van sferische systemen. [59] Norbert Wiener kreeg er een functie in het Anti-Aircraft Control Project in het MIT toegewezen. [60]

10/04/97