Vannevar Bush: Ten, kdo viděl budoucnost počítačů

Se slovy technologický vizionář se vybaví Elon Musk či Steve Jobs. Co ale Vannevar Bush? Už před 70 lety viděl, jak budou fungovat počítače a internet.

Na začátku to byly jen stroje na řešení matematických úloh. Počítaly, proto se jim začalo říkat počítače. Postupně se z nich vyvinuli osobní univerzální pomocníci, kteří zvládají mnoho různorodých činností. Už při zrodu prvních počítačů přitom existovaly myšlenky, které právě toto naznačovaly a zcela předstihly svou dobu. Jejich autorem byl Vannevar Bush.

Klepněte pro větší obrázek

Technologický politik, který určoval směr 

Patřil mezi nejvlivnější vědce ve Spojených státech amerických. Byl tak významný, že o něm tehdy jeden z vědců prohlásil: „Z mužů, jejichž smrt by pro USA byla v létě 1940 největší katastrofou, by byl na prvním místě pan prezident a Dr. Vannevar Bush na místě druhém či třetím.“

Vannevar Bush

  • elektrotechnik, vědec, autor myšlenky Memexu – stroje odpovídajícího dnešním počítačům
  • narození: 11. března 1890
  • úmrtí: 28. června 1974 (84 let)
  • původ: USA, Massachusetts

Bush přitom nepatřil k vědeckým supermanům, z jejichž výkonů bychom byli dodnes v ohromení. Nebyl ani skvělý teoretik jako třeba Einstein, ani brilantní experimentátor jako například Fermi, ani vynikající vynálezce typu Edisona. Nic z toho.

Na špičkové úrovni ale rozuměl svému oboru – elektrotechnice. A kromě perfektního přehledu v mnoha dalších technických oborech byl i vynikající organizátor. Dokázal motivovat ostatní, přemlouvat je ke spolupráci na různých projektech a zajistit pro tyto projekty financování.

Vannevar Bush se narodil v roce 1890 jako třetí dítě a jediný syn univerzitního pastora. Své zvláštní jméno dostal po rodinném příteli Johnu Vannevarovi, což bylo v této době běžné. Stejně jako jeho otec vystudoval Tufts College, kde se projevily jeho skvělé komunikační schopnosti. Stal se předsedou ročníku, což se v Americe bere jako test na budoucí politickou kariéru.

Titul PhD získal na Massachusettském technologickém institutu prací o oscilačních elektrických obvodech, což v té době byla novinka. V následujících letech postupně dosáhl na nejvyšší pozice v administrativě této nejslavnější technické univerzity.

Klepněte pro větší obrázek 
Vannevar Bush při práci v laboratoři (zdroj: Profimedia)

Během první světové války se stal členem National Research Councilu a pokoušel se vyvinout systém vyhledávání ponorek pomocí měření změn zemského magnetického pole. Jeho přístroj fungoval, ovšem s drobnou chybičkou – dal se použít jen na dřevěných lodích. V té době už US Navy žádné takové neprovozovala, takže objev zapadl.

Byl u zrodu prestižních laboratoří i NASA

Ve dvacátých letech se Bush angažoval v dalším výzkumu i v podnikání. Založil například firmu American Appliance Company, což je dnešní Raytheon, největší světový výrobce řízených střel. Tím si mimochodem pomohl finančně, takže jako jeden z mála tehdejších vědců patřil i v dobách Velké krize k bohatým Američanům.

Diferenciální analyzátor

Bylo to obrovské mechanické zařízení na řešení diferenciálních rovnic. Soustava soukolí, převodů a posuvných hřídelí umožňovala řešit rovnice v desítkové soustavě, a to až s 18 proměnnými. Vstup a výstup dat představovalo měření otáček a vzdáleností.

V roce 1927 zkonstruoval analyzátor diferenciálních rovnic. Tento jeho asi největší vynález byl v jistém smyslu předchůdcem počítačů. Na rozdíl od jiných podobných přístrojů, které byly plně mechanické, totiž obsahoval i elektronické komponenty.

Nešlo o zcela originální práci, protože jeden z Bushových studentů už předtím zkonstruoval analyzátor diferenciálních rovnic prvního řádu. Další ze studentů, Harold Hanzen, Bushovi navrhl stvoření podobného zařízení na řešení rovnic druhého řádu. To Bushe zaujalo, dokázal si představit, jak takové zařízení bude užitečné pro vědce a inženýry. Pod Bushovým vedením proto Hanzen přistroj postavil a Bush díky němu získal ocenění a uznání. Tak to chodí.

Na šikovné studenty měl Bush štěstí. Na konci třicátých let byl dalším z jeho studentů Claude Shannon, jehož diplomová práce z roku 1937 se stala základem teorie digitálních obvodů a moderní informatiky. Shannon dokázal, že s pomocí elektromechanických relé lze realizovat obvody dle Booleovy algebry, což byla základní myšlenka umožňující konstrukci prvních počítačů. Odlesk Shannonovy slávy padl i na Bushe, čímž opět vzrůstal jeho význam a důležitost.

Klepněte pro větší obrázek 
Analyzátor diferenciálních rovnic z roku 1938, který na základě Bushova návrhu postavili v matematické laboratoři univerzity v Cambridge (CC BY 2.0, University of Cambridge)

Vannevar Bush byl sice schopný vědec, ale především prvotřídní organizátor. Na vrcholu byl koncem třicátých let 20. století, kdy se stal ředitelem Carnegieho vědeckého institutu. Tento post byl nesmírně prestižní a umožnil Bushovi zúročit své dlouhodobé kontakty s mnoha předními vědci své doby. Rozhodně nehodlal být ve svém postavení pasivní.

Jakožto technicky zaměřený vědec měl velkou nedůvěru k humanitárním a sociálním vědám. Rozhodl, že podporu – půldruhého milionu dolarů – pošle především „skutečným vědcům“. Největší střet proběhl s Harrym Laughlinem, což byl šéf „laboratoře“ eugeniky. Těžko říci, zda Bush už tehdy chápal, že jde o pavědu, každopádně právě díky jeho zásahu byl Laughlin odvolán a výzkum v tomto oboru ukončen.

Klepněte pro větší obrázek 
Vannevar Bush nad svým diferenciálním analyzátorem (zdroj: Flickr, CC BY 2.0, Revol Web)

V roce 1938 se stal Bush i členem NACA, neboli National Advisory Committee for Aeronautics. Tato agentura byla předchůdcem NASA, tenkrát ale měla jen čtyři sta zaměstnanců. Velice rychle nahradil předchozího šéfa Josepha S. Amese a významně se zasadil o zřízení nové kvalitní laboratoře, která se dnes nazývá Ames Research Centre. Mimochodem, najdete ji v dnešním Silicon Valley.

Bush jako generál vědecké armády

S vypuknutím války v Evropě se Bush významně zasadil o založení National Defense Research Committee (NDRC), agentury, která měla za úkol koordinovat výzkum civilních vědců pro použití ve válečném úsilí. Původně chtěl svůj návrh předložit Kongresu, ale v době německé invaze do Francie si uvědomil zdlouhavost takového postupu a požádal o přijetí přímo u prezidenta Roosevelta.

Klepněte pro větší obrázek 
Vannevar Bush (zdroj: Wikimedia, volné dílo)

Audience trvala 15 minut a Bush si s sebou přinesl jediný list papíru, popisující, jak by agentura měla fungovat. Po tomto velmi krátkém představení byl papír prezidentem signován s poznámkou „OK – FDR“ a dobrá věc se podařila. A pak že demokracie neumí být efektivní... když máte ty správné kontakty!

Bush později tvrdil, že hlavním jeho úspěchem v NDRC bylo, že dokázal přesvědčit armádu a námořnictvo, aby si navzájem sdělili své další plány. Díky Bushovým konexím se přímo v agentuře angažovali tehdejší přední vědci a externě s ní spolupracovaly špičkové vědecké ústavy.

Jedním z prvních projektů byla práce na radaru, založeném na magnetronové trubici. To byl vynález Britů, kteří jej svým spojencům přenechali. Později byla tato velkorysost nazvána „nejhodnotnějším nákladem, který kdy dorazil k našim břehům“. Bush se zasadil o zřízení laboratoře Radiation Laboratory pod MIT a v ní se zrodil skvělý radar SCR-584, překonávající cokoli, co měl nepřítel.

Klepněte pro větší obrázek
Radar SCR-584. Vědecký zázrak, který s nebývalou přesností zaměřoval nepřátelská letadla (zdroj: Wikipedia, volné dílo)

Další důležitý projekt byl vývoj distančního zapalovače. Tato hlavice na dělostřeleckých nábojích měřila pomocí radaru měřit vzdálenost od cíle a explodovat v jeho blízkosti. Nebyl již tedy třeba přímý zásah. Šlo o přelomový vynález a natolik tajný, že použití těchto nábojů bylo zprvu povoleno pouze při střelbě nad mořem, kde bylo eliminováno riziko okopírování návrhu z nějakého nefunkčního kusu.

V říjnu 1944 se Bush osobně zasadil o povolení, aby bylo možné tyto náboje používat i při palbě z houfnic. Dle jeho názoru Němci neměli nejmenší šanci tuto technologii v brzké době okopírovat. Při ofenzívě v Ardenách se smrtelná účinnost tohoto konceptu prokázala nade vší pochybnost.

Nelze zamlčet ani Bushovu aktivitu při projektu Manhattan. Pomáhal ho protlačit mezi zcela prioritní projekty, ale dokázal také překládat různé vědecké zprávy či výpočty do „normálního“ jazyka. Vysvětlovat Rooseveltovi důležitost celého výzkumu a detaily, potřebné pro rozhodování o dalších investicích a plánování. Zúčastnil se i testu první atomové bomby v Alamogoru 16. července 1945 a po úspěchu vzdal hold Oppenheimerovi, vědeckému šéfovi celé akce.

Klepněte pro větší obrázek 
Vannaver Bush (vlevo) přihlíží oceňování svého kolegy, kterému v Carnegieho vědeckém institutu šéfoval. Tím je známý chemik Dr. James B. Conant (vpravo) a ocenění si zasloužil za své působení v National Defense Research Committee. Ocenění předával usměvavý prezident Harry S. Truman (zdroj: Wikimedia, volné dílo)

Na druhé straně ne vše, co Bush za války rozhodl, bylo správné. Absolutně zanedbal výzkum řízených raket a nikdy se nepokusil o spolupráci s americkým raketovým pionýrem Dr. Goddardem. Už před válkou prohlásil, že nechápe, proč by si seriózní inženýr a vědec měl hrát s raketkami. Tomuto přesvědčení zůstal věrný.

Nás ale daleko více zajímá jeho druhá hrubka. V září 1940 totiž zamítl žádost Norberta Wienera na stavbu elektronického počítače. Tvrdil, že takový stroj nelze postavit do konce války. Posléze tvrdil, že se jeho předpověď potvrdila, neboť první elektronkový počítač ENIAC byl skutečně dokončen až v prosinci 1945. Jenže počítač se začal stavět až v roce 1943, kdy na něj půl milionu dolarů poskytla armáda. Pokud by stavba započala o tři roky dříve, je nepochybné, že by byl ENIAC během války k dispozici. A využití jeho výpočetní síly by velmi pravděpodobně uspíšilo leckterý tehdejší projekt, přičemž u atomové bomby se to dá říci s jistotou.

As We May Think

Doposud ale možná nechápete, proč si o Vannevaru Bushovi v souvislosti s počítači vlastně povídáme. Jistě, byl to zajímavý a schopný chlapík, všechna čest, ale zatím jeho jediná zmíněná „zásluha“ v oboru IT je ta, že odmítl první elektronický počítač financovat. Zdá se to dost málo, že?

Jenomže Bush už od třicátých let přemýšlel o konceptu zvaném Memex. Zprvu to měla být jakási šikovnější a mechanizovaná čtečka mikrofilmů, která by v sobě obsahovala velkou databázi textů a uživatel by k nim měl velmi rychlý přístup. Je třeba přitom zdůraznit, že tento první nástřel neměl mít s počítači v podstatě nic společného a jediná elektro součástka byla žárovka na prosvícení filmů.

Bush však tento koncept postupně rozpracoval a v červenci 1945 byl v časopise The Atlantic zveřejněn jeho esej „As We May Think“. Ten znamenal zcela nový pohled na budoucí informační revoluci, kterou Bush velmi jasnozřivě tušil daleko dříve, než jiní.

Klepněte pro větší obrázek 
Sken úvodní stránky původního vydání. Následovalo dlouhé pojednání, které předurčilo způsob využívání počítačů, sdílení informací, práci s databázemi a další dnes již samozřejmé věci. Tehdy ale ještě neexistovaly počítače, které by něco takového dovolovaly vyzkoušet a realizovat.

Bushovo zamyšlení bylo velmi dlouhé. Přes 25 normostran je rozděleno na osm oddílů, v nichž Bush čtenáře postupně seznamuje se svou představou budoucnosti.

Vize počítačů, databází i dnešního internetu

Bush nejprve zdůrazňuje, že válka, která „právě skončila“ byla především válkou vědeckou. Pro úspěch bylo důležité zapojení vědců do válečného úsilí. Pro budoucnost je ale samozřejmé, že výzkum bude zaměřen jiným směrem. Jakkoli je věda silná, začíná být problém se v ní kvůli stále větší specializaci a množství informací orientovat, a tak se běžně stává, že objevy zapadnou, neboť není rozpoznána jejich důležitost. Zde autor jako příklad uvádí Mendela a jeho zákony dědičnosti.

Začalo se ale blýskat na lepší časy. Objevily se fotografické metody pro zaznamenávání informací a vznikly i první stroje pro manipulaci s nimi. Bush správně odhaduje, že nastává doba, kdy tyto doposud drahé stroje budou stále levnější a dostupnější:

Klepněte pro větší obrázek

Pomocí metody mikrofotografie bude možné zaznamenávat informace v ještě zhuštěnější formě, takže – světe div se – by bylo možné celou Encyclopaedii Britannicu uschovat na mikrofiších o velikosti krabičky zápalek. Z této miniaturizované formy bude možné kdykoli cokoli vytisknout pro snadnější manipulaci i čtení.

Už byly také předvedeny první mechanické systémy na převod řeči na text a obráceně. Je ovšem poněkud problém, že současné jazyky a typy záznamů nejsou nejvhodnější pro zpracování automatickými počítacími stroji, takže je bude nutné vylepšit či celou technologii změnit.

Nicméně, právě v počítání a aritmetických operacích jsou elektrické stroje nesmírně výkonné. Už dnes jsou elektrické systémy schopné pracovat s impulzy o frekvenci 100 kHz a je pravděpodobné, že v budoucnu budou elektrické stroje ještě aspoň stokrát rychlejší. A kdyby jen to – z dnešních jednoúčelových automatů vzniknou stroje schopné zpracovávat data pomocí programů na děrných štítcích či na filmu.

Stroje samozřejmě není nutné omezovat jen na prostou aritmetiku. Je možné použít je k analyzování dat či sériově opakovaným výpočtům pomocí metod vyšší matematiky, jako jsou integrály či diferenciální rovnice. Lze je ale použít prakticky pro každý logický myšlenkový proces či zpracování velkých datových objemů.

Bush jako příklad uvádí funkci velkého obchodního domu a navzdory primitivní představě používaných metod, jako jsou děrné štítky atd., mu z této úvahy vychází to, co dnes známe jako databázový a on-line objednávkový systém. Navrhovaný Memex také už dokážeme dosadit do dnešního kontextu:

V současné podobě jsou informace obvykle setříděné alfabeticky či numericky, jenže takto lidská mysl nepracuje. Mozek pracuje asociativně, takže by mnohem vhodnější informace spojovat pomocí asociativních propojení. Lze si tedy představit přístroj zvaný Memex, který by měl kapacitu pro obrovské množství knih či novinových článků. Uživatel by si mohl zvolit ke zobrazení jakoukoli knihu pouze zadáním jejího kódu na klávesnici. Často používané kódy by byly zapamatovatelné, takže by je uživatel nemusel vyhledávat v seznamu. Prohlížet stránky by mohl i zrychleně, třeba každou desátou, ovšem vždy by se mohl vrátit zpět na obsah. Do textu by mohl přidávat své poznámky a záložky, mezi nimiž by se mohl zrychleně pohybovat.

Klepněte pro větší obrázek  
Memex, představa počítače budoucnosti pro práci s informacemi (zdroj: Resumbrae, z původního vydání The Atlantic)

Nejdůležitější by ale bylo, že Memex by podporoval vytváření asociačních propojení. Uživatel by mohl propojit dvě či třeba i několik různých informací z různých zdrojů (textových, ale třeba i fotografických či zvukových), přidávat jim kódy, následně je rychle vyvolávat, přecházet mezi nimi a prohlížet si je současně. Bylo by možné tyto informace předávat z jednoho Memexu do druhého.

Takové „asociační cesty“ by bylo možné sdílet, vytvářet jejich seznamy dle potřebného účelu použití. A tak by měl právník k dispozici takovéto cesty k informacím dle aktuálně studované kauzy, lékař by se při vyšetření pacienta mohl z dat dozvědět podobné případy s referencemi na potřebné anatomické či třeba histologické studie, chemik by měl v laboratoři přístup ke kompletní chemické knihovně s asociačními cestami setříděnými dle vlastností chemických látek, jejich fyzických a chemických vlastností atd. Podobný přístup pro manipulaci s informacemi nám umožní snadněji řešit problémy a být moudřejšími.

Ze 70 let staré fantazie do dnešní reality

Když se dnes prokousáváme Bushovým textem, musíme se usmívat nad jeho naivními technickými představami. Jsou zcela poplatné době, takže Memex byl realizovatelný pomocí mikrofišových filmů a děrných štítků, přičemž technické detaily jsou spíše zmatené a pouze načrtnuté. Na druhé straně je ale nesporné, že v jádře lze v těchto úvahách vidět to, co používáme dnes – web, databáze, on-line nakupování atd. Bush viděl budoucnost zcela správně, ačkoli se jí nedožil.

Mohli bychom popisovat další Bushova léta, tituly, úspěchy, pozice v různých dozorčích radách či agenturách, ale to je zcela zbytečné. Pro nás, co se zajímáme o historii IT, je z celého Bushova díla důležitých těch 7 911 slov, kterými představil budoucí informační společnost.

Bush vůbec neřešil, jak takovou vizi realizovat. Nikdy se k ní už také nevrátil. Šlo o zcela ojedinělý zážeh představivosti od člověka, kterého počítače vlastně nezajímaly. Tato vize ovšem inspirovala mnohé další, kteří se ji rozhodli přenést z poněkud mlžných snů do reality. A díky nim nám dnes to vše přijde jako zcela normální a přirozené.

Přečtěte si o dalších osobnostech počítačové historie:

Témata článku: Osobnosti počítačové historie, Historie, Budoucnost, IT Osobnosti, Alan Turing, Bush, Radar, Atlantic, Flickr.com, Audience, Einstein, Manhattan, Harry, Hold

17 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Pavelka IT amater 27. 2. 2015 19:47:35
    Hodnotný a moc zajímavý článek z historie. Díky !
  • Karel Dvořák 26. 2. 2015 20:27:54
    Mám takový dojem, že radar vymysleli Němci za druhé světové války....
  • Axel_foley4 26. 2. 2015 18:53:53
    Kvalitní článek pánové !! Tu jde vidět fakt práce. Díky ;-)
Určitě si přečtěte

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 129

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

** Programátorů je málo a horníků bez práce po uzavření dolu Paskov bude moc ** Problém řeší unikátní projekt ** Pilotní kurz dává naději, že by z horníků mohli být použitelní kodéři

28.  11.  2016 | David Polesný | 79