Wallace Eckert – Deutsch

Ich erinnere mich, dass Dr. Eckert zu mir sagte: “Eines Tages wird jeder einen Computer direkt auf seinem Schreibtisch haben.” Meine Augen sprangen auf. Das muss in den frühen 50er Jahren gewesen sein. Er sah es voraus – Eleanor Krawitz Kolchin, Huffington Post Interview, Februar 2013.

Wallace Eckert, 1902-1971. Nach seinem Abschluss an der Columbia, der University of Chicago und Yale promovierte er 1931 bei Professor Ernest William Brown (1866-1938), der seine Karriere der Entwicklung einer Theorie der Mondbewegungen widmete. Eckert war von 1926 bis 1970 Astronomieprofessor an der Columbia University, Gründer und Direktor des Thomas J. Watson Astronomical Computing Bureau an der Columbia University (1937-40), Direktor des US Naval Observatory Nautical Almanac Office (1940-45) und Gründer und Direktor des Watson Scientific Computing Laboratory an der Columbia University (1945-1966). In erster Linie, und immer ein Astronom, fuhr und beaufsichtigte Eckert den Bau von immer leistungsfähigeren Computermaschinen, um Probleme in der Himmelsmechanik zu lösen, insbesondere um Browns Theorie zu überprüfen, zu erweitern und zu verbessern. Er war einer der ersten, der Stanzkartenmaschinen zur Lösung komplexer wissenschaftlicher Probleme einsetzte. Vielleicht noch wichtiger, er war der erste, der den Prozess automatisierte, als er 1933/34 verschiedene IBM-Rechner und Tabulatoren mit Steuerschaltungen und Vorrichtungen seines Entwurfs verband, um Differentialgleichungen zu lösen, Methoden, die später angepasst und erweitert wurden auf IBMs “Aberdeen” Pluggable Sequence Relay Calculator, Electronic Calculating Punch, Card Programmed Calculator und SSEC. Als Direktor von Watson Lab und IBMs Direktor für reine Wissenschaft leitete er den Bau des SSEC (wohl der erste echte Computer) und des NORC (weniger wohl der erste Supercomputer), der leistungsfähigsten Computer ihrer Zeit, sowie des IBM 610 – des ersten “Personalcomputers” der Welt – und installierte die ersten Computer in Columbia, die für Forschung und Lehre offen waren, während er 1946 den ersten Lehrplan der Informatik initiierte, einschließlich seines eigenen Kurses Astronomy 111-112: Maschinenmethoden im wissenschaftlichen Rechnen, zusammen mit anderen Kursen, die im selben Jahr von den Watson Lab Wissenschaftlern Groschund Thomas unterrichtet wurden.

Eckerts astronomische Interessen waren nicht auf den Mond beschränkt. Er produzierte auch eine Ephemeride der fünf äußeren Planeten und arbeitet an der Orbittheorie und den Messtechniken. Er nutzte die Ankunft der Watson Lab Aberdeens, um eine Nachkriegslücke in der Berechnung der jährlichen Asteroidenephemeride, der Kleine Planeten, zu schließen, als keine nationale Einrichtung rechtzeitig reagieren konnte [59].

Während Eckert viel Energie in die Automatisierung seiner eigenen Berechnungen investierte, war er nicht gerade darauf aus, alles, was in Sicht war, blind zu automatisieren. In einem Brief an IBMs D.W. Rubidge über das WPA Project for the Computation of Mathematical Tables schrieb Eckert am 11. Januar 1941: “Bei der Diskussion über ein großes Projekt der Tabellenherstellung muss man sich überlegen, ob die Idee ist, Arbeit zu vermeiden oder zu machen. Ihre Maschinen sind für letztere nicht gut geeignet und werden daher nicht als Lösung für das Problem der Arbeitslosigkeit während einer Depression empfohlen.

1948 erhielt Eckert die James Craig Watson Medaille der National Academy of Sciences für herausragende astronomische Forschung. Seine Verbesserte Mond-Ephemeride leitete die Apollo-Missionen [92]; er nahm am Start von Apollo 14 kurz vor seinem Tod teil. Eckert ist auch Autor von Punched Card Methods in Scientific Computation (1940), dem ersten Computerbuch, das andere Pioniere der Informatik wie Presper Eckert (keine Verwandtschaft!), Howard Aiken und Vannever Bush [90] beeinflusste, und er ist auch in gewisser Weise mit dem first „computer“-driven typesetting(1945) zu nennen. Eckert brachte Computing an die Columbia University und spielte eine Schlüsselrolle dabei, es in den Rest der Welt zu bringen.

Aus The Lunar Republic, um den Ursprung des Namens Eckertkrater (17,3 N Breitengrad; 58,3 E Längengrad) zu erklären:

Eckert, Wallace John(1902-1971), amerikanischer Astronom; ein Pionier in der Verwendung von Computern zur Erfassung astronomischer Daten. Direktor des U.S. Nautical Almanac Office während des Zweiten Weltkriegs. In diesem Beitrag führte er Maschinenmethoden zur Berechnung und zum Drucken von Tabellen ein und begann 1940 mit der Veröffentlichung des Luftalmanaks. Eckert leitete den Bau einer Reihe innovativer Computer zur Durchführung astronomischer Berechnungen, darunter denSelective Sequence Electronic Calculator (SSEC, 1949) und den Naval Ordnance Research Calculator(NORC, 1954), der viele Jahre lang der leistungsfähigste Computer der Welt war. Die Genauigkeit von Eckerts Berechnungen der Mondumlaufbahn war so gut, dass er 1965 korrekt nachweisen konnte, dass es in der Nähe der Mondoberfläche eine Massenkonzentration gab. Im Jahr 1967 produzierte er Daten, die sich auf Browns Theorie des Mondes verbesserten.

Eine Vorbemerkung (nicht zugeschrieben) im Opus des 1966er Eckert-Smith Nautical Almanac schließt: “W.J. Eckert hatte mit E.W. Brown bei der Ausarbeitung seiner Theorie in den 1930er Jahren zusammengearbeitet. In den 1950er Jahren wandte er sich wieder der Mondtheorie zu, als automatische Rechenmaschinen – für deren Entwicklung er selbst maßgeblich verantwortlich war – ein solches Vorhaben viel überschaubarer machten. Es ist melancholisch zu bemerken, dass er kurz nach der Fertigstellung des Textes für den allerletzten Abschnitt dieses Manuskripts starb.” Seine Arbeit wurde von Martin Gutzwiller (Physiker und Eckert’s Watson-Lab-Kollege) und Dieter S. Schmidt (jetzt an der EE&CS-Fakultät der University of Cincinnati) abgeschlossen und in den unten aufgeführten Gutzwiller-Papieren veröffentlicht.

Martin Gutzwiller sagt: “Trotz aller [seiner] wunderbaren Leistungen blieb Eckert ein Individuum ohne die geringste Spur von Vortäuschung. Seine Ideen waren klar und sein Urteilsvermögen war immer begründet und unkompliziert.” [90]. Alle, die ihn kannten, stimmten zu, dass er ruhig, angenehm zu sein und bescheiden bis zum Umfallen war.

Von Wallace Eckert sagt Herb Grosch: “Wenn er die Astronomie aufgeben und ein Computermann werden wollte, bin ich sicher, dass er eine viel bekanntere Figur gewesen wäre. Seine Beiträge waren enorm, aber sie wurden dadurch verschleiert, dass er sie wirklich tat, um die Astronomie zu verbessern” (Computer Museum Vortrag, 22. Oktober 1982). Und später, “Wenn es einen Nobelpreis für Astronomie [Eckert] und seine Mitbrüder Dirk Brouwer in Yale und Gerald Clemence am Naval Observatorium gegeben hätte, hätten sie ihn für ihre enormen Beiträge zu unserer genauen Kenntnis der Bewegung des Mondes und der Planeten unter Verwendung der SSEC- und später IBM-Ausrüstung gewonnen”. [57,p.118].

1973, kurz nach seinem Tod, wurden Eckerts Beiträge zur Astronomie und Informatik in einer Ausstellung im Smithsonian Institute in Washington gefeiert:

 

Offene Fragen:

  • Eckerts Rolle bei der Entwicklung moderner Computer wird weitgehend übersehen und, wie ich glaube, unterschätzt. Sein Schlüsselbeitrag ist die Errungenschaft der automatischen Sequenzierung, zuerst 1933-34 in seinem Rutherford Observatory apparatus, dann bis zu einem gewissen Grad 1941-46 am Naval Observatory (in seinem table-operated table printer), dann im Watson Lab in Columbia nach dem Krieg, zuerst mit den experimentellen Relaisrechnern Nancy und Virginia, dann mit SSEC und NORC. Eine Form der automatischen Sequenzierung war in IBMs Aberdeen Relay Calculators(1944) vorhanden und mindestens eine Historie (Campbell-Kelly-Referenz unten) Credits Eckert (aber ohne Zuschreibung) mit der “Spezifizierung” dieser Maschinen während des Marine-Observatoriums, während John McPherson Kriegsreisen mit Eckert an das Ballistics Research Lab erwähnt [74]. Herb Grosch sagt:

Bezüglich der Aberdeens bin ich auf deiner Seite: Ich kann nicht anders, als zu glauben, dass [Eckert] dazu beigetragen hat. Aber es scheint keine Spur von Beweisen zu geben. Zum Beispiel, wie hat er die für die WSCL “bestellt”? War es Teil seines Einstellungsverfahrens Anfang 1945? IBM bewegte sich so schnell mit The Old Man in der Kontrollposition – die Erhöhung des Produktionslaufs von drei (zwei Upgrades und Dahlgren) auf fünf wäre ein Kinderspiel gewesen, und kein Wort hätte schriftlich sein müssen. Aber das bedeutet, dass Wallace wusste, dass die Aufrüstung stattfinden würde, während er noch am Naval Observatorium war! Ich wette, Cunningham hat Ende 1944 mit ihm telefoniert, vielleicht wiederholt, aber wir werden es nie erfahren.

Schon gut! 29. Juli 2010: Allan Olley berichtet über ein IBM Oral History Interview von 1967, in dem das Rätsel gelöst wird:

Nancy und Virginia wurden von Pete Luhn bei IBM gebaut und 1946 an Watson Lab geliefert; was war Eckerts Rolle bei Design und Produktion? Was ist mit IBMs Card Programmed Calculator(1949)? Letzteres geht gemeinhin auf einen Prototyp bei Northrop Aircraft zurück, der 1948 aus einem IBM 603 Multiplikator und einer 405 Buchhaltungsmaschine gebaut wurde, aber ich vermute stark, dass Northrop die Idee von Eckert’s 1946 und/oder 1947 IBM Forum Präsentationen oder Proceedings bekam, in denen er Nancy und Virginia (wenn auch nicht namentlich) als “Baby-Sequenzrechner” vorstellte, die aus Karten programmiert wurden [89,105]. Brennan [9] schreibt über:

…elektromechanische Multiplikatoren verschiedener Art (bekannt nur durch Codenamen wie Nancy und Virginia). Von besonderem Interesse war ein experimentelles Modell eines schnellen arithmetischen Prozessors, den Eckert an eine Buchungsmaschine anbrachte. Anstatt durch Verkabelung auf dem Bedienfeld programmiert zu werden, wurde die Maschine durch codierte Stempel auf Karten gesteuert. Das Ergebnis war eine frühe Form des Sequenzrechners, der den berühmten Card Programmed Calculator von IBM vorwegnahm.

  • Welche Rolle spielte Eckert’s Astronomical Computerlabor ab in der Pupin Hall im frühen Manhattan Project, als Fermi, Szilard, Rabi, Urey, et al. Ende der 1930er Jahre in Columbia im selben Gebäude waren? Angesichts der Bereitschaft der nächsten Generation von Nuklearwissenschaftlern, riesige Datenmengen zu sammeln und zu analysieren, ist es schwer zu glauben, dass sie an diesen Maschinen nichts gewollt hätten. Aber laut Herb Grosch war dies nicht der Fall:

Die [nuklearen] Jungen wollten alle auf die Maschinen springen, NACHDEM sie von Neumann und Feynman sie benutzen sahen (1944, etwa). Nicht früher. Urey und Rabi kannten Eckert als Mitstreiter der MFCCU [Columbia Men’s Faculty Club] Mittagessen und Astronom, aber wie ich auf S.30sage, hat niemand seine Sachen tatsächlich berechnet – außer Frage. Was wenig getan wurde, um PDEs numerisch zu lösen, wurde durch Entspannungstechniken getan, und mehr durch Ingenieure wie Southwell als durch Courants. Es gab eine Methode, die auf einen Kerl namens Ritz zurückzuführen war….. Diese waren NICHT gut an [gestanzte Karten-] Maschinen oder frühe Biggies angepasst. Die Art von Abschleifen, die Astronomen widerstrebend getan hatten – ein Leben lang für eine Kneipe – fand in den dreißiger [Jahren in der Physik] keine Abnehmer. Sie bauten stattdessen Zyklotronen!

Fakt ist jedenfalls, dass die Rechenanlagen des Los Alamos Scientific Laboratory of the Manhattan Project sowie das Aberdeen Proving Ground der US Army auf Eckert’s Columbia Lab basierten.

  • Welche Kontakte gab es zwischen Wallace Eckert und Presper Eckert und John Mauchly? Welchen Einfluss hatte das Columbia-Labor auf ENIAC, wenn überhaupt? Der Trail (falls vorhanden) ist gut versteckt, da Aspekte des ENIAC-Projekts klassifiziert oder zumindest geheim im eigentlichen Sinne des Wortes waren. Es gibt keine Korrespondenz in Eckerts Papieren, aber diese beinhalten nicht seine Papiere vom Naval Observatory, die verschwunden sind. Allan Olley berichtet am 25. Juli 2006:

Ich fand vor kurzem heraus, dass es einen IEEE Spectrum-Artikel von Henry Tropp (der den DSB-Eintrag über Eckert schrieb) gab, der Eckerts Buch von 1940 zitierte. Der Titel lautet “The Effervescent years: a retrospective” (IEEE Spectrum Vol. 11 (2) S. 70-79, 1974). Es geht vor allem um George Stibitz, Howard Aiken und John Mauchly. Wallace Eckert wird auf Seite 74 erwähnt, während er über John Mauchly spricht:

“Während er bei Ursinus [begann 1933] auf die Publikationen über die Verwendung von Lochkarten für die Berechnung stieß, die von Wallace J. Eckert vom Rechenlabor der Columbia University geschrieben worden waren… Als Mauchly Eckert’s Papiere las, erkannte er, wie wenig er über Statistiken verstand und begann, das Thema zu studieren. 1936 bekam er einen Sommerjob in der Abteilung seines Vaters an der Carnegie Institution und begann, das, was er über Statistiken gelernt hatte, auf Wetterdaten anzuwenden….”

Leider ist das Zitat in diesem Artikel lasch (er zitiert in diesem Abschnitt nichts außer Eckerts Buch). Wenn ich es richtig verstehe, ist seine Quelle wahrscheinlich etwas im Smithsonian Computer History Project, an dem Tropp zu dieser Zeit gearbeitet hat, also ein Brief, ein unveröffentlichter Bericht oder ein Interview).

Ich schätze, es könnte eine Erinnerung von Mauchly selbst sein, die die Grundlage dafür ist. Unter der Annahme, dass die Daten richtig sind, 1933-1936 waren die einzigen Papiere von Eckert über die Berechnung von Lochkarten, die veröffentlicht wurden, die Zusammenfassung seines Vortrags vor dem Astronomieverein (1934), sein Artikel über die numerische Integration von Asteroiden in AJ und der Artikel im Baehne book. Angesichts des Interesses an Statistiken, die die Lektüre ausgelöst hat, scheint das Baehne-Buch der wahrscheinlichste Kandidat zu sein (da ich denke, dass es mehr Dinge in dieser Richtung hatte).

  • War Eckerts Naval Observatory Table Printer auch die erste Instanz der Kartenprogrammierung? Die Details sind skizzenhaft, aber ich kann kein früheres Beispiel finden. Wenn dies wahr ist, ist es von Bedeutung. Wessen Idee war es, das Programm teilweise von Karten und nicht vollständig von dem Plugboard aus auszuführen? Wiederum sind Eckerts Papiere aus den Jahren seines Naval Observatory verschwunden. (Herb Grosch sagt, dass “kartengesteuert” nicht dasselbe ist wie “kartenprogrammiert”; es scheint, dass die Datenkarten und Masterkarten getrennt waren und viel manuelles Umschalten von Masterkarten und Plugboards erforderlich war, im Gegensatz zu Eckert’s Rutherford Lab Switchbox von 1934, die, wie Herb sagt, “‘das Plugboard’ ohne Unterbrechung geändert hat – völlig anders und viel origineller.)
  • Hatte Eckert direkten Kontakt zur NASA? Da er seine Arbeit in der Mondumlaufbahn wieder aufgenommen hat, während Apollo sich aufrichtete, sollte man meinen, dass es eine Verbindung geben würde, aber ich kann keinen Beweis dafür finden. (Alle Berichte deuten darauf hin, dass seine 1949 verbesserte Mond-Ephemeride “gut genug” war und die NASA die Sache nicht durch die Einführung neuer Tabellen oder Methoden komplizieren wollte.) Aber so oder so, Eckert’s Arbeit hat die Apollo-Missionen tatsächlich geleitet. Und es ist sehr wahrscheinlich, dass die Hidden Figure Katherine Johnson(und andere) ihre Arbeit auf Eckerts Werk basiert. Ich frage mich, ob sie jemals kommuniziert oder sich getroffen haben.

Frank da Cruz / fdc@columbia.edu / Columbia University Computing History

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