@@@  novinky & komentáře  |  souhrnné historické pohledy  |  ČS analogové počítače 1936-1980  |
autor: Vlastimil Čevela  |

   Jméno Antonína Svobody je běžně spojováno se snahou o poválečný vlastní vývoj číslicových počítačů (SAPO, EPOS, Aritma-DP100, ...). Teprve když jsem si nedávno znovu listoval v mimořádně zajímavé knížečce "Počítače z Loretánského náměstí" [1], tak jsem si uvědomil, že se mezinárodně uznávaným vlastně stal na základě jeho prací na vývoji analogových počítačů. Proto jsem se pokusil na základě volných citací ze zmíněné práce [1] a vlastního vyprávění A. Svobody (citace kurzívou z rozhovoru [2]) sestavit pro portál prog-story dále uvedené doplnění k historii "československých" analogových počítačů.

Vojenská prezenční služba 1936-1938

   Díky své dosavadní studijní průpravě v oblasti elektrotechniky, matematiky a fyziky byl Svoboda při nástupu na dvouletou prezenční vojenskou službu v roce 1936 přidělen k jednotce, která testovala systémy pro řízení protiletecké palby. To byl v té době, vzhledem k rostoucí agresivitě nacistického Německa, velice neodkladný úkol. Čs. armáda byla tehdy pro sledování nepřátelských letadel vybavena jen akustickými prostředky, pro které Svoboda po jejich prostudování doporučil významné zlepšení a sepsal k tomu též vojenskou příručku. Tato aktivita pak vedla k vytvoření protiletecké armádní výzkumné skupiny pod jeho vedením.

   "... I was named the head of research of anti-aircraft defense of Czechoslovakia. They called it the School for Anti-Aircraft Defense in the Army. I had no military rank, but I was the chief. I had the decision power of what will be done, and the "brass" were serving under me. It was like in the famous book, A Good Soldier Schweik. I was the chief but I had no gold on my uniform. But they established me as a sub-lieutenant. ..."

   Do skupiny byl spolu se Svobodou přidělen též fyzik Vladimír Vand, se kterým spolupracoval již dříve jako asistent na Karlově univerzitě. Nyní spolu vytvořili velmi efektivně spolupracující tým  a během své vojenské služby navrhli originální a velmi promyšlený zaměřovač pro protiletadlové dělostřelectvo, který byl založen na myšlence analogového řešení diferenciálních rovnic popisujících dynamiku letadla. Po změření polohy, rychlosti a zrychlení letadla byl systém schopen vypočítat jeho budoucí polohu a protiletadlový kanon mohl být zaměřen na přepokládané místo, kde se projektil protne s cílem. Při skončení vojenské služby pak byli spoluvlastníky  tajného patentu na originální výpočetní mechanizmus, který v souvislosti s prací na zaměřovači vyvinuli. Svoboda se vrátil na asistentské místo na katedře matematiky UK a nadále spolupracoval s armádou jako poradce.

   "... Very soon Dr. Vand and I designed the first patent in anti-aircraft control of guns based on the differential analyzer. This is where Dr. Vand made the contribution which was, I would say, much larger than mine because he found out again how to use the integrator. You know, nobody knew that Lord Kelvin already invented it 100 years ago. Dr. Vand reinvented it again, and in a somewhat more sophisticated version. It's all covered by patents with Dr. Vand and me. ..."

Odchod z ČSR a působení ve Francii 1939-1940

   Když 15. března 1939 obsadila německá armáda zbytky Československé republiky, dostal Svoboda pokyn vyvést tajný patent na zaměřovač a nabídnout ho některé západní zemi jako zbraň. Po neúspěšných pokusech u Britů a Američanů se nakonec díky výborné znalosti francouštiny domluvil s Francouzi. S velkou dávkou štěstí, s pomocí české policie a omylu gestapa se mu podařilo získat potřebné dokumenty a i s maželkou 26. března více méně legálně odcestovat do Paříže pod záminkou studia na Sorbonně. Po příjezdu ihned kontaktoval francouzské ministerstvo války, které již obdrželo dokumentaci diplomatickou cestou. Ministerstvo dalo dalšímu vývoji vysokou prioritu, takže Svoboda a Vand, který mezitím také dorazil, získali smlouvu jako poradci pro výrobu prototypu uvedeného zařízení ve spolupráci s firmou SAGEM.

   "... I visited three embassies: British, American, and French. I only knew broken English, but I spoke French extremely well. Maybe that also influenced the decision of those embassies. The British Embassy said, "Oh - come in a few weeks." The American mbassy told me, "If you have something to sell us as a weapon directly, we can investigate it." But the French - they were closer to the danger than the others - acting immediately.

   We probably got the last Czech passport delivered by the police; they put their French Visa on it and they took the designs of the machine to Paris, France, in the Diplomatic Pouch. In Paris, if I hadn't spoken perfect French, I would never have had the French Ministry of War on my side. Because without the facility of communicating, we would never have got what we did get finally. ..."

   Ve zmíněném rozhovoru Svoboda vysvětluje princip zaměřovače, který v té době neměl obdobu:  

   "... Usually planes defend themselves by going up, down, left, right. But the differential analyzer permitted predicting what the planes will do, and the future position was extrapolated properly. Of course, today with those speeds, it doesn't exist anymore. But, at that time, the speeds were just right for that prediction. ...

   Well, this was a mathematical machine. It was an analog computer whose main part was a differential analyzer. A differential analyzer is a machine which solves differential equations. When you know the acceleration as well as the speed of an object, you can predict its future position by using a differential equation of its movement. ...

   We were quite first; we compared it with Sperry Gyroscope, Armstrong, Ltd., I don't remember the name of those big companies whose work was compared with ours. The French were too proud to accept the idea that two small Czechoslovakian engineers had come to tell them how to shoot planes. They were saying, "How can you say how to shoot planes, when those big companies cannot?" But NONE of them had a differential analyzer. You know, of course, that Bush and Caldwell at MIT came later, after our effort. But we were the first to use this gadget to shoot planes. Dr. Vand and I, we had the first one. ..."

Odchod z Francie a působení v USA 1940-1948

   Projekt byl úspěšně dokončen, ale v roce 1940 došlo k pádu Francie a Svobodovi i Vand museli na poslední chvíli s podporou řady dalších lidí opět velice dobrodružně utíkat před Němci, což je podrobněji popsáno v [1] i v rozhovoru [2] a zkráceně i jinde. Vand odplul do Anglie a Svobodovi do New Yorku v USA. Svoboda tam nejprve pracoval jako vedoucí inženýr u firmy ABAX, ale z důvodu údajného bezpečnostního rizika na straně majitelů firmy (nakonec se neprokázalo) se spolupráce s armádou zastavila. Zklamání však bylo vyváženo zkušenostmi, které získal a významnými patenty, které podstatně zvýšily jeho profesionální viditelnost. A tak se stalo, že počátkem roku 1943 byl přizván ke spolupráci do Radiation Laboratory z Massachussetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge na předměstí Bostonu, kam se i s rodinou přestěhoval.

   Po nástupu na MIT byl Svoboda požádán o účast na návrhu radarového systému MARK 56 pro řízení protiletadlové palby námořních lodí. Jeho jedna jeho část byla založena na výhodném, ale nepřesném předpokladu, že celý systém může být matematicky popsán jako lineární, tj. lineárními diferenciálními rovnicemi.

   Od druhé části, kterou měl navrhovat Svoboda se požadovalo, aby korigovala chyby vzniklé předpokladem, že systém se chová jeko lineární. Korekce byla vyjádřena složitým nelineárním vztahem, který vyžadoval výpočet v reálném čase pomocí analogového počítače. Podstatné pro něj bylo, že měl být postaven z kloubových mechanizmů tvořených pákami, propojenými pomocí kuličkových ložisek. Je známo, že přesnost takových mechanizmů není ovlivněna otřesy, což byla zásadní vlastnost pro mechanický počítač, používaný na válečných lodích.

   Svoboda využil metod, které vyvinul při své dřívější práci na pákových mechanizmech pro firmu ABAX a tyto metody dále rozvinul. Výsledný analogový balistický počítač, označovaný jako MARK 42, který vyrobila společnost Librascope Corporation v kalifornském Burbanku, obsahoval okolo 150 kloubů tvořených kuličkovými ložisky a propojených příslušnými pákami. Po vyzkoušení fungoval výborně a přispěl významnou měrou k úspěchu celého systému MARK 56.

   ... foto vlevo jsou z publikace [1], další foto je u článku o prof. Svobodovi na serveru www.root.cz, popis systému MARK 56 včetně MARK 42 je na google.com jako Computing Linkages a na eugeneleeslover.com ...

   ... na obr. č. 8 vlevo je zřejmé, že dělostřelci se zabývají pouze nabíjením, zaměřování obstarává systém pro řízení palby ...

   Ačkoliv Svobodův závazek v Radiation Laboratory MIT skončil s koncem války, bylo mu v ní nabídnuto další působení. V rámci postupného odtajňování válečných výsledků byl Svoboda vyzván k napsání knihy, popisující jeho metodologii navrhování kloubových mechanizmů pro analogové výpočty a byla mu k tomu nabídnuta velkorysá redakční a sekretářská pomoc. A tak jedna z prvních knih o výpočetní technice, vydaná v roce 1948 světově renomovaným nakladatelstvím McGraw Hill [3] byla napsána českým autorem. V témže roce jako ocenění významného příspěvku ve válečném úsilí udělila vláda Spojených států Svobodovi vyznamenání "Naval Ordonance Development Award".

   Tím vlastně skončily jeho aktivity v oblasti analogových počítačů, protože při setkáních s Howardem Aikenem a dalšími americkými kolegy se seznámil s oblastí číslicových počítačů. Ty se od analogových zásadně lišily a zaujaly ho natolik, že po návratu do Prahy se začal zabývat úmyslem vybudovat v Československu základnu pro jejich vývoj a výrobu. To je už ale na portálu prog-story předmětem jiným kapitol.   

Použité podklady:
[1] ^ - Počítače z Loretánského náměstí, George J. Klir, Petr Vysoký, ČVUT Praha 2007, 48 s. a 35 obr.
         článek v časopise Vesmír č. 11/1999,
         Vzpomínáme > Profesor Antonín Svoboda, Petr Golan, článek na serveru FE/ČVUT 2007,
[2] ^ - Oral history interview with Antonín Svoboda - Robina Mapstone, Charles Babbage Institute 1979, 90 s.
         google překlad - česky
[3] ^ - Computing Mechanisms and Linkages - Antonín Svoboda, McGraw Hill 1948, 360 s.

Vlastimil Čevela, Modřice 6. května 2019