Na Alemanha, em 1936, Konrad Zuse adicionou uma capacidade limitada de programação a uma calculadora binária mecânica. Ele é considerado por alguns como o inventor do computador digital moderno. Vannevar Bush havia inventado o computador analógico em 1927. Bush o chamou de analisador diferencial, um computador analógico com alguns componentes digitais que podia resolver equações diferenciais. Os componentes do Z1 de Zuse eram simples interruptores digitais que ele mesmo fabricava. Máquinas posteriores, como o Z2 em 1939, usavam relés telefônicos. O Z2 foi financiado pelo exército alemão.

Em maio de 1941, Zuse concluiu o Z3, uma calculadora binária de ponto flutuante de 22 bits que apresentava programabilidade com loops, mas sem saltos condicionais, com memória e unidade de cálculo separadas. O Z3 era um computador Turing completo, embora Zuse não soubesse nada sobre Turing. O Z3 era uma máquina de ponto flutuante. O Mark I de Howard Aiken (em Harvard) e o ENIAC (na Escola Moore da Universidade da Pensilvânia) eram de ponto fixo.

Em 1942, Zuse começou a escrever um programa de xadrez em Plankalkül. Isso ocorreu quatro anos antes do lançamento do ENIAC.

Para o Z4, em 1945, Zuse desenvolveu a primeira linguagem de programação para computadores, Plankalkül (Plan-cálculo). Este foi o primeiro sistema formal conhecido com uma notação algorítmica, capaz de lidar com ramificações e loops.

Anos mais tarde, Zuse argumentou que o universo é um autômato celular sendo computado por máquinas de computação discretas como o seu Z1. Isso ocorreu alguns anos antes do "jogo da vida" de John Conway , em 1970, talvez o exemplo mais famoso de autômatos celulares, e do Mathematica de Stephen Wolfram .

Zuse acreditava que as leis da natureza deveriam ser discretas e não contínuas, e que equações de diferenças poderiam descrever o universo melhor do que equações diferenciais, como Einstein havia especulado no final da vida. Zuse argumentou corretamente que a entropia e seu crescimento não fazem sentido em universos calculados deterministicamente.

Isso está correto. A informação é uma constante em um universo determinístico . Mas, é claro, a entropia e seu aumento são fatos comprovados do universo. Há muito mais entropia, assim como informação, no universo hoje do que em sua origem. O crescimento imparável da entropia superficialmente parece entrar em conflito com o crescimento da informação .

A irreversibilidade macroscópica do aumento da entropia depende da irreversibilidade microscópica , como Ludwig Boltzmann argumentou inicialmente, chamando-a de "caos molecular". O aumento da informação depende, de forma semelhante, da aleatoriedade da física quântica, que fornece as possibilidades alternativas necessárias para a criação de novas estruturas de informação.

Na década de 1960, Zuse propôs que o próprio espaço é digital e que poderia estar "calculando o universo". Ele chamou essa ideia de Rechnender Raum , ou "Espaço Calculador". Seu trabalho inspirou diversos pensadores que às vezes são chamados de " filósofos digitais " ou físicos digitais . Entre eles estão Gregory Chaitin , Edward Fredkin , Seth Lloyd , Rudy Rucker , Jürgen Schmidhuber , Stephen Wolfram e, claro, Zuse.

Estruturas de informação podem ser descritas digitalmente. Mas não é o espaço em si que é digital. É a disposição espacial de partículas discretas de matéria que constitui uma estrutura de informação.

E não se trata de uma natureza discreta intrínseca do próprio espaço, mas sim de limites quânticos na ocupação do espaço por partículas, o princípio de exclusão de Pauli, que afirma que apenas um número finito de partículas materiais é permitido em um determinado volume espacial, dada a energia média por partícula (ou seja, a temperatura cinética).

Não existe tal limite para partículas de energia, fótons e outros bósons.

"Rechnender Raum", Elektronische Datenverarbeitung , vol. 8, páginas 336-344, 1967

Calculando o espaço

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