Un sueño: una máquina que piense por nosotros. Aunque no las preguntas fundamentales, relacionadas con el universo o el origen y destino de las cosas y los seres; sino máquinas que realizaran de manera automática miles de cálculos. Desde el 1+1 y el 1+2 hasta los algoritmos y los números complejos. Necesitábamos asistencia para liberarnos de las tareas más monótonas. Para calcular. Algo así como contadores. Ordenadores. Computadoras.Konrad Zuse (Berlín, 1910- Hünfeld, 1995) pensaba en ellas y soñaba con ellas. Soñaba con gigantescos ductos de información, atravesando los espacios exteriores e interiores de las ciudades. El ser humano tendría entonces más tiempo y podría dedicarse a asuntos más interesantes y desafiantes, como el arte. Una nueva naturaleza nacía de a poco en la sala de estar de una familia de clase media en tiempos del Tercer Reich, “un tiempo horrendo”, según cuenta el Dr. Horst Zuse, hijo y principal biógrafo de Konrad Zuse.

“Ein kluger Kopf” es la frase que se usa en alemán para designar a un “lumbrera”. Y es la que usa el Dr. Horst Zuse para referirse a su padre. Y la frase en la que pensaban sus padres a mediados de la década de 1930, cuando Konrad les expresó su interés en desarrollar la primera computadora, la Z1. Z de Zuse.

La familia se deja llevar por la intuición y confía en el prometedor futuro de Konrad y muda sus horas de descanso a la cocina, donde una estufa a carbón abriga la espera y la incertidumbre. “En esa cocina se celebraron las confirmaciones, los cumpleaños y la graduación del Magíster”, cuenta con nostalgia y risas el hijo del ingeniero que cambiaría la historia del trasvase de información para siempre.

¿La motivación? Su hijo y principal biógrafo, el Dr. Horst Zuse, nos cuenta en su departamento en el distrito de Charlottenburg que “todo comenzó durante sus estudios de ingeniería en construcción civil en la Escuela Superior Técnica de Berlín-Charlottenburg (hoy TU-Berlin), cuando la familia vivía en Kreuzberg, más o menos entre 1929 y 1934. La razón era muy simple: tenía que hacer una cantidad tremenda de cálculos”.

“En 1934 y 1935 comienza a pensar en la manera de automatizar estos cálculos. No tenía apoyo alguno, los estudios fueron financiados por los padres” La pintura era su pasión paralela: con un estilo que a rato juega con el impresionismo y se deja influir por fantasías futuristas, el pintor Konrad Zuse dejaba ver aspectos de una personalidad llena de visiones y fantasías.

“Los estudios de construcción civil eran aburridos” cuenta Horst Zuse y “los cálculos que tenía que hacer también eran aburridos. Y por eso muchas veces dudó acerca de comenzar a trabajar como gráfico publicitario y hacerse un camino en ello. Y pienso que él lo habría hecho si es que los nazis no hubiesen llegado al poder en 1933. Ese momento fue el fin para el arte y a los artistas no les iba bien en el Tercer Reich, muchos de ellos acabaron en campos de concentración. Siempre dudó acerca de lo que quería hacer. El hecho de que haya terminado los estudios de construcción civil se debe a que los padres hacían presión para que terminara y, de acuerdo con ello, lo hizo”. La sala de estar de su hijo tiene las pinturas de Zuse, en las que líneas y colores forman estructuras arquitectónicas y seres humanos. No hay ningún trazo fijo: toda la realidad se compone de relaciones.

Las ideas nacen de otras ideas, que a su vez emergen de los sueños. Zuse tenía un sueño y una idea: “Metrópolis”, como el mismo nombre de la película. La idea era una ciudad en la que todos los procesos de transporte e intercambio de bienes y personas se realizaría a través de una compleja red de trenes y pistas, facilitándole a sus ciudadanos, con el ritmo armónico de una nueva naturaleza, un nuevo bienestar.

“Se ocupó de trabajar investigando sistemas de transporte en la época de estudiante, y entonces bosquejó una estructura con forma de entramado, como trabajo final del bachillerato. Bueno, desde la perspectiva de hoy en día es un trabajo muy teórico, el pensar una ciudad con estructuras de trenes funcionando en red y que se encarguen de todo. Yo creo que en ello olvidó un poco al ser humano.”

Zuse me muestra una de las máquinas que se encuentra reconstruyendo, inspirado en las notas de su padre: la Z3, con 44 bits de memoria de registro y una estructura con “forma de pino”, como me dice, aludiendo a los interruptores que se ordenan en un aparador por cantidad: uno, dos, tres... hasta los 32.

Encenderla es un proceso tan rudimentario como los inicios de una modernidad diferente a la de hoy: con un atornillador enciende el primer relay y un tic-tac es el sonido que expresa el proceso de intercambio de información - “lo que mejor funciona en esta máquina” dice Zuse. La frecuencia de circulación de datos es tan minúscula que hoy nos parecería hilarante: 5 Hertz. Hoy en día los procesadores de las computadoras portátiles más rápidas pueden tener 10 Gigahertz, “número que nunca se ha podido superar, ya no van a llegar a más porque no han encontrado la manera de hacer procesadores más rápidos, más que ensamblando varios de 2,5”, afirma con seguridad el ingeniero, que confiesa querer comenzar a entretenerse poco antes de su jubilación montando y remontando las máquinas en colaboración con el Dr. Raúl Rojas, de la Universidad Libre de Berlín.

Generación Z: las computadoras Made in Germany

La Z1 fue el primer intento. “Él tenía en mente la construcción de una gran máquina – explica Zuse hijo – y se puso a pensar en qué sistema numérico le permitiría construir esta máquina. Y de inmediato pensó en las operaciones básicas con números decimales, que las maneja y conoce cualquier escolar, quizás no con este nombre”.

La máquina consistía en una estructura de lata, llena de interruptores de dos posiciones. El aparato era totalmente electromecánico, compuesto de interruptores mecánicos y una memoria hecha a partir de láminas de metal. La Z1 podía ser programada a través de tarjetas perforadas, hojas con información codificada en forma de agujeros.“Con la ayuda de esta suerte de primitivo cerebro mecánico será posible resolver todas las operaciones que están al alcance de un mecanismo” escribiría en la tarde del 20 de junio de 1937 Konrad Zuse en su diario de vida. El principio era sencillo, las aspiraciones ambiciosas, los resultados, premonitorios. Lo que hacía Zuse era “calcular con latas”, construyendo el principio matemático de lo que hoy conocemos como “operaciones booleanas”, en las que se basan cosas tan cotidianas como los buscadores de Internet. Él le llamaba “Schaltalgebra”, algo así como “álgebra de encendidos y apagados”, aludiendo a los circuitos compuestos de elementos metálicos que tenían contacto entre sí o lo perdían.

Los interruptores se basaban en un principio sencillo, el de resumir grandes números en muchas operaciones simples: adiciones, sustracciones, multiplicaciones y divisiones de unos y ceros. Ya en 1937 la Z1 estaba terminada. Sin embargo, los cálculos no llegaban a buenos resultados, aunque la memoria y los circuitos de circulación funcionaban bien. En 1939, Zuse sería llamado a hacer el servicio militar, aunque consigue ser liberado de él a cambio de continuar con sus investigaciones.

Eran los comienzos de un lenguaje que se gestaba a tartamudeos. Zuse volvió a trabajar en sus investigaciones y se comenzaba a gestar el primer lenguaje computacional. Plankalkül era su nombre. Algo así como “cálculo para proyectos” y llegaría a manifestarse de manera plena en la Z4.

“Las computadoras se basaban en un lenguaje matemático de máquinas, muy complejo. Si usted quiere hacer una adición simple, como 5 + 7, eso es en realidad una serie de órdenes individuales para la máquina. Si se quieren hacer cálculos más largos, entonces la funcionalidad se limita muy rápidamente. Entonces pensó que se necesitaba algo que simplificara el proceso. Ésos son los traductores, que traducen las entradas de información en la máquina. Eso hizo él. Y llegó muy lejos.”

El paso siguiente sería la nueva versión, la Z2, terminada en 1939, otro experimento que le permitiría indagar en lo realmente necesario para la construcción de una máquina pensante. En 1941 estaría terminada la primera computadora que funcionaba realmente “como relojito”: la Z3 ¿La innovación? En vez de interruptores, la máquina se componía de relés, dispositivos electromagnéticos que sustituían a los interruptores y que se componían de electroimanes y pulsadores sensibles al impulso eléctrico generado al activarse cada uno de ellos. Estos pulsadores se ven como los pulsadores de un clavecín, y eran parte esencial del antiguo sistema telefónico análogo.

La Z3 fue terminada en 1941 con un apoyo “limitado”, según nos explica Zuse, de la Central de Experimentaciones Aeronáuticas (la DVL, Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt). Zuse la define como “la primera computadora en el mundo que era programable de manera libre, basada en el sistema numerario binario y en la tecnología de interruptores binarios”. La máquina podía guardar en su memoria hasta 64 números y podía realizar las operaciones matemáticas básicas.

Los investigadores del centro de investigación aeronáutica estaban ya interesados en esta máquina que realizaba cálculos de manera tan rápida y que podría colaborar en el lanzamiento y orientación de misiles. “El apoyo que en algún momento mi padre pidió al gobierno para continuar trabajando en ese tiempo fue rechazado, porque los nazis estaban plenamente seguros de que iban a ganar la guerra, y argumentaron que seguir investigando en esta tecnología no tenía sentido”, explica Horst Zuse. Los planos de la Z3 fueron destruidos junto a muchas otras cosas a causa de un bombardeo en septiembre de 1943.

Al término de la guerra, los bolsillos de muchos alemanes y del Estado mismo se encontraban en bancarrota. Zuse vivía en Bavaria y Berlín se encontraba casi completamente destruida. “Fue una época muy mala, el país completo estaba lleno de fugitivos, una cosa que hoy en día es inimaginable. En 1945 mi padre escribe una carta a sus padres, que aún vivían en Berlín, diciéndoles: “Finalmente he terminado la máquina Z4, que hace los cálculos como siempre me imaginé.”

El legado de Zuse

Para Hadwig Dorsch, del Museo Alemán de Tecnología en Berlín, la contribución de Zuse a la tecnología en Alemania es un desarrollo que fue más allá de las condiciones históricas específicas. “La invención de Zuse no jugó ningún papel durante la Segunda Guerra Mundial, ya que el trabajo relacionado con la Z4 pudo recién ser terminado después del fin de la guerra”.

Para Dorsch, “Zuse era una persona muy creativa y con un gran talento artístico. Él pudo reconocer muchas estructuras del mundo. Por eso estaba convencido ya en 1936 que con la ayuda de una máquina de este tipo alguna vez sería posible calcular todo aquello susceptible de ser expresado a través de fórmulas matemáticas, específicamente algoritmos.”

Horst Zuse relata que “Gracias al lenguaje Plankalkülse pudo llegar a cosas muy interesantes, como la construcción de estructuras de datos, los números complejos, la tecnología para los programas de computación, cintas de datos, que las conocen todos al día de hoy. Con la ayuda de este lenguaje, el Plankalkül, pudo llegar a solucionar el problema que le parecía más difícil, que era crear juegos de ajedrez computarizados, tableros de ajedrez programados y programar relaciones complejas como por ejemplo hacer que el alfil se mueva y coma al rey con ayuda de la torre, etc.”.

El Dr. Raúl Rojas, de la Universidad Libre de Berlín reconstruye sus computadoras con los medios de hoy y colabora con Zuse hijo en algunos proyectos, como la digitalización de la memoria de Konrad Zuse. “Mi motivación fue más que nada un interés personal, saber de dónde vienen las computadoras, es decir, quién las creó y en qué condiciones, tanto en Europa como en Estados Unidos. Cuando estudié un poco más acerca de Zuse me di cuenta de que nadie realmente sabía cómo funcionaban las máquinas, así que me puse a entenderlas y de ahí salieron algunos trabajos”.

“La obra de Zuse no fue conocida más que hasta los años 50 – explica Rojas – y mucho más tarde en otros países, así que no ha tenido ningún impacto directo en América Latina. Indirectamente, claro que la computadora afecta hoy a todos, pero la invención de las computadoras modernas ha sido un trabajo colectivo de varias generaciones de científicos”.

Teobaldo Lagos Preller, en exclusiva para el CAI, mayo 2016.