Vzpomínáme

Profesor Antonín Svoboda

V roce 2007 uplynulo 100 let od narození významného českého vědce a zakladatele oboru výpočetní technika v Československu profesora Antonína Svobody. Dnešní mladá generace obdivující vymoženosti soudobé elektroniky a výpočetní techniky mnohdy ani netuší, že díky Svobodovi patřilo bývalé Československo ve výpočetní technice kdysi ke špičce v oboru. Připomeňme si alespoň nejdůležitější milníky ze Svobodova životního a odborného života.

Antonín Svoboda se narodil 14. 10. 1907 v Praze v rodině středoškolského učitele a již v dětství se projevila jeho mimořádná všestrannost a talent. Zajímala jej matematika, fyzika, ale i hudba, literatura, psychologie a cizí jazyky. Po maturitě v roce 1926 strávil prázdniny ve Francii, kde se naučil plynně francouzsky. Zde také vzniklo jeho celoživotní přátelství s Václavem Smetáčkem. Po prázdninách začal studovat elektrotechnický obor Vysoké školy strojního a elektrotechnického inženýrství na Českém vysokém učení technickém v Praze. Po složení státní závěrečné zkoušky ukončil studia v roce 1932 jako elektrotechnický inženýr. V té době jej již velmi zajímala také fyzika, a proto od roku 1931 začal souběžně studovat tento obor na Karlově univerzitě. Zde se také seznámil se studentkou astronomie Miladou Joanelliovou, s níž se pak v roce 1939 oženil.

Svoboda se od dětství zabýval hudbou. Hrál výborně na klavír, vystupoval se Smetáčkovým Pražským dechovým kvintetem a přivydělával si i jako korepetitor pěveckého sboru. Naučil se také hrát na bicí a příležitostně účinkoval dokonce v České filharmonii jako hráč na tympány. K okruhu jeho hudebních přátel patřili kromě dirigenta a hobojisty Václava Smetáčka také hudební skladatel Bohuslav Martinů a klavírista Rudolf Firkušný, které poznal později v emigraci, a také rodina hudebního skladatele a národního umělce Václava Trojana.

Kromě hudby byl Svoboda zapáleným vyznavačem bridže. Vytvořil dokonce vlastní strategii této hry a publikoval ji v knize Bridge – nová teorie (vydavatelství Jindřich Bačkovský, Praha 1935, 118 s.). Ale všechny tyto aktivity byly jen doplňkovou činností k jeho hlavnímu zájmu, a tím byla věda a technika.

V roce 1935 přijal Svoboda místo asistenta na katedře matematiky Vysoké školy strojního a elektrotechnického inženýrství ČVUT v Praze. V roce 1936 obhájil svou disertační práci, která se týkala využití tenzorového počtu při návrhu elektrických sítí. V témže roce byl povolán k výkonu základní vojenské služby, což mu zabránilo v dokončení druhé disertace na Karlově univerzitě. V armádě se dostal společně s astronomem Vladimírem Vandem k výzkumné skupině, která vyvinula novou koncepci zaměřovače pro dělostřelectvo. Svobodovy znalosti matematiky a mechaniky přispěly k úspěšné a originální konstrukci zaměřovače rozhodující měrou. Bylo to v situaci, kdy sousední Německo již usilovně vyzbrojovalo svou armádu k realizaci Hitlerových světovládných plánů. Když pak po mnichovské zradě došlo na podzim 1938 k obsazení československého pohraničí, rozhodlo se velení armády vyslat Antonína Svobodu a Vladimíra Vanda do Paříže, kde měli zaměřovač dokončit pro použití ve francouzské armádě. Antonín Svoboda odcestoval 26. 3. 1939 i se svou manželkou do Paříže. Po svém příjezdu do Francie se Svoboda hlásil na francouzském Ministerstvu obrany, které již mezitím obdrželo plány na konstrukci protiletadlového zaměřovače od československé tajné služby diplomatickou cestou. Zde přišlavelmi vhod Svobodova výborná znalost francouzštiny, díky níž snadno přesvědčil představitele armády o užitečnosti projektu zaměřovače. Zanedlouho po Svobodovi přicestoval do Paříže i Vladimír Vand. Oba byli jmenováni ministerskými poradci pro výrobu prototypu zaměřovače. Výrobou zaměřovače byla pověřena pařížská firma Société d’applications générales d’électricité et de mécanique (SAGEM) a Svoboda s Vandem pro ni museli v krátké době připravit výrobní výkresy. Dne 1. 9. 1939 vypukla válka a v této nelehké situaci se Svobodovým 6. prosince téhož roku narodila dvojčata. Ze dvou chlapců však přežil jen jeden. Dostal jméno Tomáš a v dospělosti se stal úspěšným hudebním skladatelem v USA.

V roce 1940 pak ještě Svoboda pracoval na speciálním zařízení pro korekci chyb gyrokompasu ponorek. Avšak dříve, než stihl zařízení dokončit, obešli Němci Maginotovu linii, vtrhli do Francie a Svobodovi i Vladimír Vand museli rychle uprchnout. Francouzská zpravodajská služba jim vystavila rozkaz, který je opravňoval k nalodění na britský křižník kotvící u Bordeaux. Museli urazit asi 400 km na kolech, protože jiný dopravní prostředek nebyl k dispozici. Svoboda při tom vezl v košíku nemluvně a Vladimír Vand jel na dvoukole s paní Svobodovou, která neuměla na kole jezdit. Když konečně dorazili do přístavu a našli loď, která je měla odvézt do Anglie, ukázalo se, že britský důstojník řídící naloďování, nehodlá francouzský rozkaz akceptovat. Utečencům nezbylo nic jiného, než pokračovat v cestě na jih ke španělským hranicím. Tam narazili v jednom přístavu na jednotku československých dobrovolníků, kteří se chystali k nalodění a přepravě do Anglie. Ti byli ochotni vzít Antonína Svobodu a Vladimíra Vanda s sebou. Předpisy však nedovolovaly, aby s nimi cestovala paní Svobodová s dítětem. Padlo tedy rozhodnutí, že pojede jen Vladimír Vand a vezme s sebou plány zaměřovače, které byly po celou dobu útěku na jih ukryty v rámu jednoho z kol. Při naloďování však velící důstojník Vandovi nedovolil vzít kolo na palubu, a tak kolo i s výkresy muselo být pohřbeno na dně přístavu. Ke vší smůle si ještě Vladimír Vand zapomněl vzít své doklady od Antonína Svobody, takže byl po přistání v Británii zatčen jako potenciální špion. Trvalo dost dlouho, než se mu podařilo prokázat svou totožnost a dosáhl propuštění. (I další Vandova životní dráha byla zajímavá. Zmiňme jen, že jeho výzkum v oblasti roentgenové difrakce molekul pomohl při objevu šroubovicové struktury DNA.)

Svobodovi se na tandemu museli po velkých útrapách vrátit zpět do Toulouse, kde jim zpravodajská služba vystavila nový rozkaz a pomohla jim dostat se do Marseille. V Marseille pobývali v utajení několik měsíců a stále se jim nedařilo sehnat víza a dostat se ze země. Chtěli jet do Spojených států a jedinou možností, jak se tam dostat, bylo přes Lisabon. K tomu však bylo nutné dostat tranzitní španělské vízum. V této svízelné situaci jim pomohla Československá evangelická misie ve Francii. Paní Svobodová s Tomášem odcestovala do Španělska na cizí pas a s pomocí československého konzula v Madridu se dostala do Lisabonu. Antonínu Svobodovi se v Marseille nepodařilo získat španělské tranzitní vízum, odplul proto do Casablanky, kde mu zásadním způsobem vypomohl obchodní zástupce firmy Baťa, jenž mu pomohl získal vízum, a zajistil mu lodní lístek z Lisabonu do New Yorku. Po opětovném setkání rodiny v Lisabonu nastal další problém s vízem pro paní Svobodovou, která ztratila svůj pas. Svoboda proto musel odcestovat do New Yorku sám a odtamtud se chtěl pokusit pomoci rodině dostat se do USA. Paní Svobodové v Lisabonu naštěstí opět pomohl reverend československé evangelické misie Blahoslav Hrubý, který jí zařídil náhradní československý doklad, pomocí nějž získala ještě týž den americké vízum. Shodou šťastných náhod jí finančně vypomohl jeden čechoamerický krajan, když se jí naskytla možnost získat vrácený lodní lístek do New Yorku, na který bylo možné prakticky okamžitě odplout.

Po několikaměsíčních útrapách se Svobodovi nakonec všichni šťastně shledali v New Yorku. Svoboda tam již několik týdnů před příjezdem manželky získal zásluhou Čechoameričana a newyorského podnikatele Rudolfa Jelinka místo jako vedoucí inženýr u firmy ABAX Corporation. Ta měla zájem o výrobu protiletadlového zaměřovače. Mexičtí majitelé firmy však nebyli pro vládu USA dostatečně důvěryhodní a po vstupu Spojených států do války 11. 12. 1941 přišli o vojenské dotace a museli stavbu prototypu zastavit. To bylo pro Svobodu zklamáním, na druhou stranu však díky vývoji prototypu nabyl důležitých zkušeností a řadu svých nápadů patentoval.

Možná proto si jej všimli v Massachusetts Institute of Technology (MIT), odkud dostal nabídku ke spolupráci. Svobodovi se přestěhovali do Cambridge na předměstí Bostonu a Svoboda začal pracovat v Radiation Laboratory MIT. Na MIT se v té době pracovalo na řadě vojenských projektů. Jedním z nich byl vývoj radarového zaměřovače pro řízení protiletadlové palby, kvůli němuž byl Svoboda na MIT přizván ke spolupráci. Zde mohl naplno uplatnit zkušeností nabytých u firmy ABAX a přispět svými tvůrčími schopnostmi k řešení složitých problémů. Svou metodologii návrhu kloubových mechanismů, které byly použity k řešení analogových výpočtů při řízení palby, popsal v knize Computing mechanism and linkages (McGraw-Hill, New York 1948), která patří k prvním knihám o výpočetní technice. Během svého působení v MIT dostal Svoboda jedinečnou příležitost seznámit se s právě vznikajícími zárodky budoucích analogových a číslicových počítačů. Svoboda se ocitl v mimořádně tvůrčím prostředí. Měl možnost se setkávat a diskutovat s takovými osobnostmi, jako byli tvůrci prvního diferenciálního analyzátoru Vannevar Bush a Samuel Caldwell, se zakladatelem kybernetiky Norbertem Wienerem, či hlavním konstruktérem jednoho z prvních číslicových počítačů Mark 1 Howardem Aikenem z Harvard University.

Svoboda přispěl svým dílem k úspěšnému dokončení prototypu radarového zaměřovače, který byl nainstalován na amerických válečných lodích a pomohl nemalou měrou k záchraně lidských životů při náletech japonských letadel na americké křižníky. Za svou práci byl Antonín Svoboda po válce po zásluze oceněn v roce 1948 americkou vládou, která mu udělila vyznamenání Naval Ordnance Development Award. Stal se tak prvním Čechem, který toto vyznamenání získal.

Po skončení 2. světové války se Svoboda vrátil do Československa a pracoval opět jako asistent na katedře matematiky Vysoké školy strojního a elektrotechnického inženýrství ČVUT v Praze. V roce 1947 podnikl společně s profesorem Zdeňkem Trnkou studijní cestu do Velké Británie a Spojených států. Společně navštívili řadu špičkových pracovišť, které se zabývaly vývojem počítačů, a setkali se s řadou světových odborníků, jako byli Alan Turing, Maurice Wilkes, Ralph Philips, Howard Aiken aj. Na Columbia University měli příležitost se seznámit s děrnoštítkovými stroji z produkce firmy IBM. To mělo zásadní vliv na další Svobodovo profesní zaměření.

V únoru 1947 proběhlo habilitační řízení na ČVUT v Praze a Antonín Svoboda byl po peripetiích jmenován docentem. Koncem roku 1947 se bývalý německý podnik Rheinmetal Werke změnil na národní podnik ARITMA a Svoboda byl požádán, aby tam vedl vývoj děrnoštítkových strojů. Nabídku přijal a založil v Aritmě vývojovou laboratoř. Pod jeho vedením zde byl mj. vyvinut kalkulační děrovač T-50, který umožňoval provádět základní aritmetické operace s čísly vyděrovanými na děrných štítcích. Za vývoj děrnoštítkových zařízení dostal Svoboda v roce 1953 státní cenu.

Antonín Svoboda však i nadále pracoval na vysoké škole, kde zavedl výuku nového předmětu s názvem Matematické stroje. Tento předmět přednášel až do začátku šedesátých let. Později po něm převzali tyto přednášky jeho aspiranti Miroslav Valach a Jiří (George) Klír. V roce 1950 přešel Svoboda do Ústředního ústavu matematického, který tehdy vedl vynikající matematik, profesor Eduard Čech. Ten jmenoval Antonína Svobodu do čela nově založeného oddělení matematických strojů. Po vzniku Československé akademie věd v roce 1952 byl Čechův ústav do ní začleněn. Oddělení matematických strojů bylo v roce 1953 transformováno na samostatnou Laboratoř matematických strojů a později, v roce 1955, na Ústav matematických strojů s vlastním rozpočtem a s cílem postavit první československý samočinný počítač. Svoboda se stal jeho prvním ředitelem.

Na koncepci reléového číslicového počítače s názvem SAPO (SAmočinný POčítač) pracoval Svoboda s několika spolupracovníky již od roku 1947. Tento počítač měl některé unikátní vlastnosti. Byl to historicky první počítač na světě, který lze zařadit do kategorie počítačů odolných vůči poruchám. Měl tři nezávislé aritmetické jednotky a správnost výsledku byla určována na principu majority. Tato architektura byla tehdy nutná, protože počítač SAPO obsahoval nejméně 7 000 relé, jejichž spolehlivost byla nevalná. Princip třímodulární redundance byl pak použit až o mnoho let později v USA při kosmických letech a v leteckém průmyslu.

Vývoj počítače SAPO byl dokončen v roce 1957. Počítač pak byl provozován v budově ústavu na Loretánském náměstí až do roku 1961, kdy v něm vyhořel jeden panel. V té době byl již v úzké spolupráci se Svobodovým prvním vědeckým aspirantem Janem Oblonským rozběhnut vývoj elektronkového počítače nové generace EPOS 1 (Elektronický Počítač Samočinný), proto bylo rozhodnuto SAPO již neopravovat.

Také počítač EPOS vynikal některými unikátními řešeními, jež předběhla svou dobu. Hardware byl modulární. Byl použit princip multiprogrammingu s přerušením a vnitřním i vnějším sdílením času (timesharing). Počítač by dekadický, číslice byly kódovány v kódu 2 z 5 a slova uložená v paměti byla doplněna kontrolním součtem, takže všechny jednociferné chyby bylo možné automaticky opravit. Další prioritou bylo použití kódu zbytkových tříd při aritmetických operacích sčítání a násobení. Autorem této myšlenky byl Svobodův aspirant Ing. Miroslav Valach, CSc. Vývoj elektronických prvků probíhal podle vzpomínek Jana Oblonského pod vedením Zdeňka Korvase. Alois Marek ověřil parametry diodové logiky a její napájení katodovými sledovači. Bohumír (Bo) Šrámek sestrojil jednobitový paměťový prvek a regenerátor signálu, Zdeněk Brunclík pracoval na paměťových registrech na podkladě niklových zpožďovacích linek, Vladimír Bubeník se zabýval vývojem obrazovkového číslicového displeje a systémového ovládacího stolu. Vlastimil Vyšín vyvinul feritovou paměť a Václav Chlouba navrhl magnetickou bubnovou paměť.

Po zahájení vývoje EPOSu se Ústav matematických strojů stal v roce 1958 oborovým výzkumným ústavem Ministerstva strojírenství a byl přejmenován na Výzkumný ústav matematických strojů (VÚMS). V podezíravé atmosféře 50. let 20. století se stal Svoboda pro své styky se západem nespolehlivým a byl z funkce ředitele ústavu sesazen. Přesto nadále vedl společně s Janem Oblonským vývoj elektronkového počítače EPOS I i tranzistorového počítače EPOS II a stihl vyškolit celou řadu svých nástupců a pokračovatelů. Návrh EPOSu II byl dokončen v roce 1964, ale A. Svoboda byl v té době již rozhodnut k emigraci. V létě 1964 využila jeho rodina a rodina jeho spolupracovníka a přítele Miroslava Valacha příležitosti odcestovat na dovolenou s Čedokem do Jugoslávie. Odtud se jim pak za poněkud dobrodružných okolností podařilo uprchnout do Rakouska. V nemalé míře při tom Svobodovipomohlo jeho válečné vyznamenání. Celkem snadno se dostal přes Německo do Spojených států a získal tam dobré zaměstnání u firmy General Electric. Svobodu s Valachem v krátké době následovali kolegové Vyšín a Šrámek s rodinami a dalších cca 40 pracovníků VÚMS. Všichni našli ve Spojených státech dobré uplatnění a s povděkem dodnes vzpomínají na to, co je Svoboda naučil.

Antonín Svoboda se stal v roce 1968 profesorem informatiky na kalifornské univerzitě UCLA a učil tam až do svého odchodu do penze v roce 1977. V roce 1975 navštívil jako americký občan Prahu kvůli svým patentům a krátce se také setkal s pracovníky VÚMS, jimiž byl vřele uvítán. Zemřel o 5 let později v Portlandu v americkém státě Oregon po výbuchu sopky St. Helen dne 18. 5. 1980. Na jeho počest byla na budově bývalého VÚMSu na Loretánském náměstí umístěna v roce 1997 pamětní deska. V roce 1997 bylo profesoru Antonínu Svobodovi také uděleno prestižní ocenění IEEE Computer Society za pionýrskou práci vedoucí k rozvoji výzkumu počítačů a za návrh a konstrukci počítačů SAPO a EPOS. V roce 1999 si na svého významného rodáka vzpomněla i jeho vlast. Dne 28. října 1999 udělil prezident Václav Havel profesoru Antonínu Svobodovi in memoriam medaili Za zásluhy I. stupně.

V roce 2007 jsme uctili památku profesora Antonína Svobody oslavou jeho nedožitých 100. narozenin. Vzpomínkové akce se zúčastnili pracovníci ČVUT, Akademie věd ČR a bývalí zaměstnanci VÚMSu. Na organizaci akce se významnou měrou podílel Spolek ELEKTRA, FEL ČVUT, FD ČVUT a firma VUMS Computers, za vydatného sponzorského přispění soukromých firem, vlastněných bývalými pracovníky Výzkumného ústavu matematických strojů, jako Alwil, Borland Česká republika, EEproject, VITA Software, VUMS Datacom, VUMS Computers, VUMS Legend, VUMS POWEPRAG a VUMS SENSE. Mimořádný zájem o akci byl důkazem, že odkaz profesora Antonína Svobody je stále živý a ani v budoucnu nebude zapomenut.

Podle interview Robiny Mapstoneové s Antonínem Svobodou z roku 1979:

https://conservancy.umn.edu/bitstream/handle/11299/107664/oh035as.pdf?sequence=1&isAllowed=y

a dále podle knihy

Klír, George J., Vysoký, Petr. Počítače z Loretánského náměstí: Život a dílo Antonína Svobody. Vyd.1., Praha: Česká technika – nakladatelství ČVUT 2007, 47 s. ISBN 978-80-01-03953-3

a podle osobních vzpomínek pamětníků i svých zpracoval v prosinci 2007

Ing. Petr Golan, CSc., člen spolku ELEKTRA a bývalý vědecký pracovník VÚMS Praha

Za obsah odpovídá: Ing. Josef Fárka