Het was een wonderkind. Nauwelijks zes jaar oud en vlotjes bewerkingen met getallen van acht cijfers doen uit het blote hoofd: dat moest een wiskundeknobbel van formaat zijn. Een wiskundeknobbel, weten we inmiddels, zoals de 20ste eeuw er maar weinig heeft gekend. In "The Ascent of Man" noemt Jacob Bronowski hem "de intelligentste man die ik ooit heb ontmoet, zonder uitzondering. En hij was een genie, in de zin dat een genie iemand is met twee grote ideeën."
...

Het was een wonderkind. Nauwelijks zes jaar oud en vlotjes bewerkingen met getallen van acht cijfers doen uit het blote hoofd: dat moest een wiskundeknobbel van formaat zijn. Een wiskundeknobbel, weten we inmiddels, zoals de 20ste eeuw er maar weinig heeft gekend. In "The Ascent of Man" noemt Jacob Bronowski hem "de intelligentste man die ik ooit heb ontmoet, zonder uitzondering. En hij was een genie, in de zin dat een genie iemand is met twee grote ideeën." John von Neumann, een in 1903 geboren bankierszoon uit Boedapest, was behalve uitgesproken geniaal ook een workaholic. Die af en toe tijd inruimde voor een streepje humor. Aan het Institute for Advanced Studies in Princeton betrok hij in de jaren dertig een kantoor vlakbij dat van Albert Einstein. De legende wil dat hij Einstein ooit een lift gaf naar het station van Princeton en hem daar met opzet in de verkeerde trein stopte. Gelachen! Maar meer nog dan als practical joker genoot von Neumann bij zijn collega's aanzien als wiskundige halfgod. Zijn eerste Grote Idee was de speltheorie. In 1944 publiceerde hij samen met de econoom Oskar Morgenstern het invloedrijke "Theory of Games and Economic Behaviour", waarin hij het zogenaamde niet-nulsomspel mathematisch definieerde. Schaken is een nulsomspel: als de ene wint, verliest de andere - de som van winst en verlies is nul. Bij een niet-nulsomspel halen beide partijen voordeel uit een samenwerking om een zo gunstig mogelijk resultaat te bereiken. Al zullen ze vaak verkiezen om toch maar niet samen te werken, uit achterdocht. De speltheorie zou later onder meer een grote impact hebben op economische en militaire strategen. Von Neumann verrichtte trouwens tot aan zijn dood heel wat denkwerk voor het Amerikaanse ministerie van Defensie. De adviezen die aldus aan zijn logische brein ontsproten, waren vaak behoorlijk controversieel. Zo pleitte hij in 1947 voor een preventieve oorlog, waardoor de Sovjet-Unie in één klap van de kaart zou worden geveegd. Puur wiskundig bekeken leek een dergelijke operatie hem de enige "redelijke" mogelijkheid om een geldverslindende wapenwedloop en bijbehorende nucleaire proliferatie te voorkomen. Von Neumann had een verbluffend geheugen. Hij verbaasde collega's en studenten voortdurend met zijn parate kennis van fysische constanten, die een normale sterveling in een boek moest opzoeken. Met zijn tweede Grote Idee - het Random Access Memory (RAM) - zou hij de geschiedenis ingaan als de architect van de moderne computer. Het pad werd evenwel voor hem geëffend door twee andere verlichte geesten, die na het uitbreken van de Tweede Wereldoorlog en onder druk van de Amerikaanse overheid koortsachtig begonnen te werken aan de Eniac. DUIZEND BOMMEN EN GRANATENAan het begin van de Tweede Wereldoorlog was "computer" nog een functie bij het Amerikaanse leger. Computers (letterlijk: berekenaars) werkten bij het Ballistic Research Laboratory (BRL) in Aberdeen, Maryland. Daar berekenden ze, ten behoeve van de strijdkrachten, de verschillende banen die bommen en kogels volgen wanneer ze worden gelost of afgevuurd. Die ballistische "gebruiksaanwijzing" hoorde bij elk nieuw wapen en bij elke nieuwe wapen/munitie-combinatie. Om zowel de precisie als de snelheid van die slavenarbeid op te drijven, kocht het BRL in 1941 elektrische rekenmachines bij International Business Machine (IBM). Met zo'n ding kon een ervaren computer een kogeltraject van zestig seconden berekenen in ongeveer twintig uur. Maar inmiddels stond Europa in brand en stapelde het werk zich op. Begin 1942 kreeg het BRL per dag zes nieuwe opdrachten binnen. De vraag nam nog toe toen de geallieerden - inclusief de VS - zich een jaar later in Noord-Afrika op onbekend terrein bevonden, dat in niets leek op de plekken waar ze voordien hadden gevochten. Gevolg: al het ballistische cijferwerk moest worden overgedaan. Een fysiek onmogelijke taak voor de computers in Aberdeen. Het ging al wat sneller, daar niet van: met de mechanische Bush Differential Analyzer kon een klus die twintig uur handwerk kostte, in een kwartier worden geklaard. In Aberdeen stond echter maar een van de zeven toen in gebruik zijnde analyzers. Dus ook dat schoot niet echt op. Er moesten steeds meer computers in dienst worden genomen - overwegend vrouwen, veel mannen waren gemobiliseerd - en er werd uitgekeken naar andere versterking. Het was kolonel Paul Gillon, assistent-directeur van het BRL, die besloot contact te zoeken met de Moore School of Electrical Engineering aan de universiteit van Pennsylvania. Ook daar hadden ze een analyzer, die bovendien op enkele cruciale punten was bijgespijkerd door de 23-jarige wiskundige John Presper Eckert. Die zou spoedig worden aangepord om een elektronische "berekenaar" te ontwikkelen. Want hoewel de twee analyzers dag en nacht op volle toeren draaiden, bleef de achterstand oplopen. Er was haast bij, 's werelds lot stond op het spel. Het vaderland had een vondst nodig. PROJECT PX: TOP SECRETJohn Mauchly, fysicus aan de Moore School, was in juni 1941 zijn licht gaan opsteken bij ene John Atanasoff, die aan het Ursinus College in Iowa een elektronisch toestel had gebouwd dat meer berekeningen aankon en ook een stuk sneller was dan zijn mechanische concurrenten. In augustus 1942 stelde de toen 32-jarige Mauchly aan de Moore School voor om samen met John Presper Eckert ook zo'n apparaat te ontwikkelen. Maar dan beter. Het plan werd afgedaan als esoterisch, krankzinnig en onuitvoerbaar. In april 1943 was de druk echter zo groot geworden dat zelfs krankzinnige ideeën het voordeel van de twijfel kregen. Dus maakte kolonel Gillon zijn positieve advies over aan de militaire top. Hij zou de volledige verantwoordelijkheid voor een eventuele mislukking op zich nemen. Op 5 juni 1943 tekende het BRL een contract met de Moore School voor de constructie van de Electronic Numerical Integrator And Computer, kortweg Eniac. Codenaam: Project PX. Status: Top Secret. Initiële investering van overheidswege: 61.700 dollar. Totaal kostenplaatje aan het einde van de rit: welgeteld 486.804,22 dollar. De Britse geheime dienst gebruikte al een elektronisch apparaat dat bliksemsnel kon rekenen: met de Colossus werden de boodschappen van de Duitse coderingsmachine Enigma ontcijferd. Maar daar bleef het bij, iets anders dan Enigma kraken kon de kolos niet. En in de VS hadden ze een toestel nodig dat kon worden ingezet voor de oplossing van verschillende wiskundige vergelijkingen, dat met andere woorden voor elke nieuwe ballistische berekening opnieuw kon worden geprogrammeerd. Aan die programmeerbaarheid dankt de Eniac zijn bijnaam van "eerste echte computer". Al was de manier waarop de Eniac moest worden geprogrammeerd, tegelijk ook zijn grootste tekortkoming. Mauchly, Eckert en de rest van het team stuurden tijdens de constructie de blauwdruk van hun geesteskind overigens voortdurend bij: het kon altijd nog compacter, nog sneller. Die verleiding om de capaciteit te blijven opdrijven, moesten ze echter weerstaan, op last van hun opdrachtgever. De essentie was: zo snel mogelijk een ding maken dat wérkte. Ironisch genoeg kwam de Eniac toch niet op tijd klaar om te doen waarvoor hij eigenlijk was bestemd. De oorlog was voorbij toen een legertje journalisten op1 februari 1946 de eerste publieke demonstratie van het nieuwe rekenwonder bijwoonde.EEN INDRUKWEKKEND MONSTERDe demonstratie maakte indruk: in één seconde tijd kon de Eniac zomaar eventjes vijftig vermenigvuldigingen en vijfduizend optellingen aan. En de journalisten stonden om nog een andere reden perplex: de Eniac besloeg ruim honderd vijftig vierkante meter, was drie meter hoog en woog dertig ton. De dertig verschillende units telden samen 17.468 vacuüm- of elektronenbuizen. Toen al, en zeker naar hedendaagse micro-maatstaven, betrof het zowaar een monster. De Eniac werd aan de praat gehouden door zes fulltime technici, allemaal ex-computers. In z'n eentje was het kamervullende apparaat tot niets in staat. Voor input en output hing het af van ponskaarten. Het voeden van de input deden de technici a rato van 125 ponskaarten per minuut. De output nam iets meer tijd in beslag: 100 kaarten per minuut. Eén ponskaart bevatte maximaal acht gegevens of "woorden", elk bestaande uit getallen van maximaal tien cijfers of digits, exclusief het plus- of minteken. Dat men voor de digitale Eniac toch het decimale stelsel gebruikte, was ingegeven door zuinigheid: een binair systeem zou nóg meer vacuümbuizen hebben gevergd. Het zwaarste en meest tijdrovende onderdeel waarvoor de technici instonden, was het programmeren. Simpel gesteld is een programma een instructielijst met de volgorde waarin bewerkingen moeten worden uitgevoerd. Aangezien elk van de units maar één bewerking (optellen, delen, vermenigvuldigen, vierkantswortel trekken...) deed, moesten ze met kabels en stekkers in een bepaalde volgorde met elkaar worden verbonden. Een klus die dagen en zelfs weken in beslag kon nemen. Een digit correspondeerde met de aan- of afwezigheid van een bepaalde puls. De kloksnelheid, zeg maar de hartslag van de Eniac, bedroeg honderdduizend pulsen per seconde. De achilleshiel van het project was de betrouwbaarheid van de vacuümbuizen: om de tien microseconden zou er een fout optreden als een van die buizen het niet deed. Een risico dat in de hand werd gehouden door ver onder het maximale vermogen van de buizen te blijven en door ze geregeld allemaal te checken. Zo'n controle duurde acht uur. In weerwil van al dat tijdrovende mensenwerk dat er nog bij kwam kijken, haalde de Eniac toch makkelijk honderd vruchtbare operationele uren per week. Twee weken na de persconferentie, op 14 februari 1946, werd de Eniac officieel in gebruik genomen aan de Moore School. Later verhuisde het monster naar Aberdeen. Op 2 oktober 1955, na 80.223 uren succesvolle dienst, werd de machine definitief uitgezet. De Eniac had in zijn korte bestaan meer rekensommen opgeknapt dan alle mensen die tot die dag hadden geleefd tezamen. Al was het ding toen al compleet achterhaald. Dankzij John von Neumann.SNEL, MAAR TRAGER DAN HET WEERIn 1944 was Von Neumann in het station van Aberdeen toevallig luitenant Herman Goldstine tegen het lijf gelopen. Goldstine, die door het BRL naar de Moore School was gedetacheerd om het Eniac-project te leiden, bracht hem op de hoogte van de vorderingen en nodigde hem uit om eens een kijkje te komen nemen. Von Neumann was onmiddellijk geïnteresseerd. Als rechtgeaard en vaderlandslievend immigrant in The Land of the Free was geen enkele denkpiste hem te gek om het Rode Gevaar af te wenden. De mogelijkheid om het weer te voorspellen en - waarom niet - eventueel zelfs te beheersen, hield hem al een tijd bezig. Stel je voor: wie de elementen onder controle had, kon ervoor zorgen dat de vijand maandenlang geen regen zag en derhalve de graanoogsten wel kon vergeten. Los van dat alweer ietwat voortvarende idee bezat von Neumann ook een gezonde theoretische belangstelling voor de meteorologie. In die dagen was de droom der complete voorspelbaarheid nog niet in rook opgegaan - chaos en het butterfly-effect zouden pas in 1961 worden ontdekt. De allereerste computervoorspelling gebeurde met de Eniac, onder supervisie van Von Neumann. In de jaren twintig had de Britse amateur-meteoroloog Lewis Fry Richardson al een numerieke weersvoorspelling uitgewerkt. Met pen en papier. Het had hem twee jaar gekost om met de gegevens van dag één het weer van dag twee te voorspellen. De Eniac was sneller. Maar een prognose van vierentwintig uur ophoesten, duurde nog altijd net iets langer dan... vierentwintig uur. Indrukwekkend? Ja. Bruikbaar? Nog niet. Von Neumann was - het zal niemand verbazen - ook betrokken bij het Manhattan Project. In november 1945, slechts drie maanden na Hiroshima en Nagasaki, was de Eniac onder impuls van Von Neumann al een eerste keer gebruikt. In Los Alamos hadden ze ermee berekend welke thermonucleaire kettingreacties de waterstofbom zoal op gang zou brengen. Over een eventuele commerciële toekomst voor de computer maakte niemand zich alsnog druk. Nee, geld was er niet mee te verdienen, met de fabricatie van zulke nieuwerwetsigheden. De wereldwijde markt werd ingeschat op slechts vijf exemplaren. Het dient natuurlijk gezegd dat omvang, omslachtigheid in gebruik en prijs van de Eniac inderdaad maar weinig rendabiliteit beloofden. Pas toen John von Neumann zich met de finetuning begon te bemoeien, ging de sneeuwbal van wat anno 1998 een miljardenlawine is geworden, aan het rollen. Von Neumann zag niet alleen dat al dat gedoe met kabels en stekkers de grote handicap van de Eniac was, hij had ook een behoorlijk revolutionair idee hoe het een stuk eenvoudiger kon.DE DERDE GENERATIE: DE CHIPEigenlijk was het heel simpel, vond hij - zoals hij alle vraagstukken heel simpel vond: je moest er gewoon voor zorgen dat zo'n computer een eenvoudige, vaste fysieke structuur had en toch om het even welk programma kon uitvoeren zonder dat er voortdurend allerlei manuele ingrepen aan te pas kwamen. Niet alleen de tussentijdse resultaten moesten kunnen worden opgeslagen, ook de programma's zelf hoorden thuis in het geheugen. Dat geheugen moest zo ontworpen zijn dat de computer voortdurend toegang kon krijgen tot specifieke gegevens. Vandaar: Random Access Memory, ofwel RAM. In juni 1945 schreef Von Neumann de beroemde First Draft of a report on the EDVAC ( Electronic Discrete Variable Computer). In dat rapport schetste hij de basisarchitectuur van de moderne computer, die nu was gepromoveerd van rekenmachine tot geheugenmachine. De razendsnelle circulatie van het document zou aan beide kanten van de Atlantische Oceaan leiden tot de constructie van talloze zogenaamde eerste-generatie-computers. Terwijl de ene nog niet klaar was, had men elders al een beter en sneller exemplaar in de steigers staan. Mauchly en Eckert namen op 31 maart 1946 ontslag aan de Moore School. Reden: de strijd om het Eniac-patent waarin ze met de universiteit verwikkeld waren. De kloof tussen Goldstine, Gillon en Von Neumann enerzijds en Mauchly en Eckert anderzijds werd nog groter toen die laatste twee aanspraak maakten op het co-auteurschap van de First Draft. Helemaal ongelijk hadden ze niet: aan Von Neumanns rapport waren inderdaad ettelijke groepsdiscussies voorafgegaan. Maar dat het centrale punt erin de vrucht was van von Neumanns hyperlogische brein, staat vast. Tragisch genoeg voor Mauchly en Eckert oordeelde een Amerikaans rechter in 1973 dat John Atanasoff de historische eer toekwam voor het idee van de eerste elektronische berekenaar. Als gevolg van dat vonnis komt het Eniac-team in sommige beknopte naslagwerken vandaag zelfs niet of nauwelijks voor. In de jaren vijftig werd John von Neumann consultant voor IBM. Eén keer per week verleende hij in New York auditie aan ingenieurs, wiskundigen en andere computerpioniers die hem hun ideeën kwamen voorleggen. Zijn op- en aanmerkingen waren evenwel hoe langer hoe minder to the point. Voor drie Grote Ideeën was zelfs in zijn hersenpan kennelijk geen plaats. De lawine was echter niet meer te stoppen. De vervanging van vacuüm- of elektronenbuizen door transistors luidde eind jaren vijftig het tijdperk van de tweede-generatiecomputers in. De chip vormde vanaf de jaren zestig het cruciale kenmerk van de derde generatie. De microchip: generatie vier. In 1981 introduceerde IBM de eerste pc, een microcomputer voor huis-, tuin- en keukengebruik. Von Neumann zou het allemaal niet meer beleven. Begin 1956 werd kanker aan zijn alvleesklier vastgesteld. Op 8 februari was hij dood. Omdat hij het leger zoveel waardevolle diensten had bewezen, hield een Amerikaans officier de wacht aan zijn sterfbed - voor het geval de halfgod op de valreep nog een bruikbaar idee zou prijsgeven. Helaas was des legers afgezant eraan voor de moeite: John "Janós" von Neumann blies zijn laatste adem uit in zijn moedertaal, het Hongaars.Volgende week: Kuifje.Joël De Ceulaer