Charles Babbage oli englantilainen matemaatikko ja keksijä, joka suunnitteli ensimmäisen automaattisen digitaalisen tietokoneen. Lisäksi hän auttoi luomaan modernin Englannin postijärjestelmän ja laati ensimmäiset luotettavat vakuutusmatemaattiset taulukot, keksi eräänlaisen nopeusmittarin ja ratkaisi rautatien.
Charles Babbagen elämäkerta
Syntynyt Lontoossa 26. joulukuuta 1791 Benjamin Babbagen, Praeds Bankin partnerin, Bitton Estaten Teignmouthissa omistajan ja Betsy Plumley Tipin perheeseen. Vuonna 1808 perhe päätti muuttaa vanhaan Rowden Houseen East Teignmouthiin, ja isästä tuli läheisen St Michael'sin vartija.
Charlesin isä oli rikas mies, joten hän saattoi opiskella useissa eliittikouluissa. 8-vuotiaana hänen täytyi mennä maaseutukouluun toipuakseen vaarallisesta sairaudesta. Hänen vanhempansa päättivät, että lapsen aivojen "ei olisi pitänyt olla liian kovia". Babbagen mukaan "Tämä suuri joutilaisuus on saattanut johtaa joihinkin hänen lapsellisiin järkeilyihinsä."
Sitten hän astui kuningas Edward VI Grammar Schooliin Totnesissa, Etelä-Devonissa,kukoistava julkinen koulu, joka toimii edelleen tänäkin päivänä, mutta terveystilanteet pakottivat Charlesin kääntymään jonkin aikaa yksityisten opettajien puoleen. Lopulta hän pääsi suljettuun 30 opiskelijan akatemiaan, jota johti pastori Stephen Freeman. Laitoksella oli laaja kirjasto, jossa Babbage opiskeli matematiikkaa yksin ja oppi rakastamaan sitä. Akatemiasta lähdön jälkeen hänellä oli vielä kaksi henkilökohtaista mentoria. Yksi heistä oli Cambridgen pappi, jonka opetusta Charles kommentoi: "Pelkään, että en ole käyttänyt kaikkea mahdollista hyötyä." Toinen oli Oxfordin professori. Hän opetti klassikot Charles Babbagelle, jotta hän pääsisi Cambridgeen.
Yliopisto-opinnot
Lokakuussa 1810 Babbage saapui Cambridgeen ja astui Trinity Collegeen. Hänellä oli loistava koulutus – hän tunsi Lagrangen, Leibnizin, Lacroixin, Simpsonin ja oli vakavasti pettynyt saatavilla oleviin matemaattisiin ohjelmiin. Joten hän päätti perustaa Analytical Societyn John Herschelin, George Peacockin ja muiden ystäviensä kanssa.
Kun Babbage siirtyi Cambridge Peterhouseen vuonna 1812, hän oli paras matemaatikko; mutta hän ei valmistunut arvosanoin. Hän sai kunniatohtorin myöhemmin, jopa tenttiä suorittamatta, vuonna 1814.
Vuonna 1814 Charles Babbage meni naimisiin Georgiana Whitmoren kanssa. Hänen isänsä ei jostain syystä koskaan siunannut häntä. Perhe asui rauhassa Lontoossa osoitteessa 5 Devonshire Street. Vain kolme heidän kahdeksasta lapsestaan selvisi.aikuisuuteen asti.
Kaarlen isä, hänen vaimonsa ja yksi hänen pojistaan kuolivat traagisesti vuonna 1827.
Tietokoneprojekti
Charles Babbagen aikana matemaattisten taulukoiden laskennassa tapahtui usein virheitä, joten hän päätti löytää uuden menetelmän, joka tekisi sen mekaanisesti eliminoimalla inhimillisen virhetekijän. Tämä idea tuli hänelle hyvin varhain, vuonna 1812.
Hänen päätökseen vaikutti kolme eri tekijää:
- hän ei pitänyt huolimattomuudesta ja epätarkkuudesta;
- logaritmiset taulukot olivat hänelle helppoja;
- hänet inspiroivat W. Schikardin, B. Pascalin ja G. Leibnizin olemassa oleva työ laskukoneilla.
Hän keskusteli laitteen laskennan perusperiaatteista kirjeessään Sir H. Davylle vuoden 1822 alussa.
Eromoottori
Babbage esitteli "eromoottoriksi" kutsumansa Royal Astronomical Societylle 14. kesäkuuta 1822 asiakirjassa "Huomautuksia tähtitieteellisten ja matemaattisten taulukoiden konelaskennan soveltamisesta". Hän pystyi laskemaan polynomit numeerisella menetelmällä, jota kutsutaan erotukseksi.
Seura hyväksyi idean, ja vuonna 1823 hallitus antoi hänelle 1 500 puntaa sen rakentamiseen. Babbage teki työpajan yhteen talonsa huoneista ja palkkasi Joseph Clementin valvomaan laitteen rakentamista. Jokainen kappale piti tehdä käsin erikoistyökaluilla, joista monet hän suunnitteli itse. Charles teki monia matkoja teollisuusyrityksiin voidakseen paremminymmärtää valmistusprosesseja. Näiden matkojen ja oman koneenrakennuskokemuksensa perusteella Babbage julkaisi vuonna 1832 teoksen On the Economics of Machinery and Production. Se oli ensimmäinen julkaisu siitä, mitä nykyään kutsutaan "tieteelliseksi tuotannon järjestämiseksi".
Henkilökohtainen tragedia ja matka Euroopan halki
Vaimon Georgianan, Charles Babbagen ja hänen pienen poikansa isän, kuolema keskeytti rakentamisen vuonna 1827. Työ kuormitti häntä suuresti, ja hän oli kaatuman partaalla. John Herschel ja useat muut ystävät suostuttelivat Babbagen lähtemään Eurooppaan toipumaan. Hän matkusti Alankomaiden, Belgian, Saksan ja Italian halki vieraillessaan yliopistoissa ja tehtaissa.
Italiassa hän sai tietää, että hänet oli nimitetty Lucasian matematiikan professoriksi Cambridgen yliopistoon. Aluksi hän halusi kieltäytyä, mutta ystävät vakuuttivat hänet toisin. Palattuaan Englantiin vuonna 1828 hän muutti osoitteeseen 1 Dorset Street.
Töiden jatkaminen
Babbagen poissaolon aikana Difference Engine -projekti joutui tulen kohteeksi. Huhut levisivät, että hän oli tuhlannut v altion rahoja, että kone ei toiminut ja ettei sillä olisi mitään käytännön arvoa, jos se tehdään. John Herschel ja Royal Society puolustivat hanketta julkisesti. Hallitus jatkoi tukeaan antamalla 1 500 puntaa 29. huhtikuuta 1829, 3 000 puntaa 3. joulukuuta ja saman summan 24. helmikuuta 1830. Työ jatkui, mutta Babbage jatkuvastihänellä oli vaikeuksia saada rahaa kassasta.
Projektin hylkääminen
Charles Babbagen taloudelliset ongelmat sattuivat samaan aikaan lisääntyvien erimielisyyksien kanssa Clementin kanssa. Babbage rakensi talonsa taakse kaksikerroksisen, 15 metriä pitkän työpajan. Hänellä oli lasikatto valaistusta varten sekä palonkestävä puhdastila autonsa säilyttämistä varten. Clement kieltäytyi muuttamasta uuteen työpajaan ja vaati rahaa matkustaakseen ympäri kaupunkia valvoakseen työtä. Vastauksena Babbage ehdotti, että hänelle maksettaisiin suoraan kassasta. Clement kieltäytyi ja lopetti työskentelyn projektin parissa.
Lisäksi kieltäytyi luovuttamasta suunnitelmia ja työkaluja, joita käytettiin Difference Enginen rakentamiseen. Investoinnin jälkeen 23 000 puntaa, mukaan lukien 6 000 puntaa Babbagen omia varoja, työ keskeneräisen laitteen parissa lopetettiin vuonna 1834. Vuonna 1842 hallitus hylkäsi hankkeen virallisesti.
Charles Babbage ja hänen analyyttinen koneensa
Pois eromoottorista keksijä alkoi miettiä sen parannettua versiota. Vuosina 1833–1842 Charles yritti rakentaa laitteen, joka voidaan ohjelmoida suorittamaan mitä tahansa laskutoimitusta, ei vain niitä, jotka liittyvät polynomiyhtälöihin. Ensimmäinen läpimurto tapahtui, kun hän ohjasi koneen lähdön sen tuloon ratkaistakseen lisää yhtälöitä. Hän kuvaili sitä koneeksi, joka "syö oman häntänsä". Ei kestänyt kauan, kun hän sai selville analyyttisen moottorin peruselementit.
Charles Babbagen tietokone käytti jacquard-kutomakoneesta lainattuja reikäkortteja tietojen syöttämiseen ja tarvittavien laskelmien järjestyksen osoittamiseen. Laite koostui kahdesta osasta: myllystä ja varastosta. Nykyaikaisen tietokoneen prosessoria vastaava mylly suoritti operaatioita muistista vastaanotetuille tiedoille, joita voidaan pitää muistina. Se oli maailman ensimmäinen yleiskäyttöinen tietokone.
Charles Babbagen tietokone suunniteltiin vuonna 1835. Työn mittakaava oli todella uskomaton. Babbage ja useat avustajat valmistivat 500 suurta suunnittelupiirustusta, 1 000 mekaanista merkintäarkkia ja 7 000 kuvausarkkia. Valmistunut mylly oli 4,6 m korkea ja 1,8 m halkaisija. 100 numeron tallennustila laajeni 7,6 m. Uuteen koneeseensa Babbage rakensi vain pieniä testiosia. Laitetta ei koskaan saatu kokonaan valmiiksi. Vuonna 1842, toistuvien epäonnistuneiden yritysten saada v altion rahoitusta, hän lähestyi Sir Robert Peeliä. Hän kieltäytyi ja tarjosi hänelle ritarin arvon. Babbage kieltäytyi. Hän jatkoi suunnittelun muokkaamista ja parantamista vuosien ajan.
kreivitär Lovelace
Lokakuussa 1842 Federico Luigi, italialainen kenraali ja matemaatikko, julkaisi artikkelin Analytical Enginestä. Augusta Ada King, Lovelacen kreivitär, Babbagen vanha ystävä, käänsi teoksen englanniksi. Charles ehdotti, että hän kommentoi käännöstä. Vuosina 1842-1843 pariskunta kirjoitti 7 nuottia yhdessä,joiden kokonaispituus oli kolme kertaa artikkelien todellinen koko. Yhdessä niistä Ada valmisteli ohjelman suoritustaulukon, jonka Babbage loi laskeakseen Bernoulli-lukuja. Toisessa hän kirjoitti yleistetystä algebrallisesta koneesta, joka pystyi suorittamaan operaatioita sekä symboleilla että numeroilla. Lovelace oli ehkä ensimmäinen, joka ymmärsi Babbagen laitteen yleisemmät tavoitteet, ja jotkut pitävät häntä maailman ensimmäisenä tietokoneohjelmoijana. Hän alkoi työstää kirjaa, jossa kuvataan analyyttistä konetta yksityiskohtaisemmin, mutta hänellä ei ollut aikaa saada sitä loppuun.
Insinööritaidon ihme
Lokakuun 1846 ja maaliskuun 1849 välisenä aikana Babbage alkoi suunnitella toista eromoottoria käyttämällä analyyttisen moottorin rakentamisesta saamaansa tietoa. Siinä käytettiin vain 8 000 osaa, kolme kertaa vähemmän kuin ensimmäinen. Se oli tekniikan ihme.
Toisin kuin analyyttinen, jota hän jatkuvasti korjasi ja muokkasi, Charles Babbagen toista eromoottoria ei muutettu alkukehitysvaiheen päätyttyä. Jatkossa keksijä ei yrittänyt rakentaa laitetta.
24 piirustusta jäi Tiedemuseon arkistoon, kunnes Charles Babbagen ideat toteutuivat vuosina 1985-1991 luomalla täysikokoinen kopio hänen syntymänsä 200-vuotispäivän kunniaksi. Laitteen mitat olivat pituus 3,4 m, korkeus 2,1 m ja syvyys 46 cm ja paino 2,6 tonnia. Tarkkuusrajat rajoittuivat siihen, mitä sillä hetkellä voitiin saavuttaa.
Saavutukset
Vuonna 1824 Babbage sai Royal Astronomical Societyn kultamitalin "matemaattisten ja tähtitieteellisten taulukoiden laskentakoneen keksimisestä".
Vuodesta 1828 vuoteen 1839 Babbage oli lucasilainen matematiikan professori Cambridgessa. Hän kirjoitti laajasti useisiin tieteellisiin aikakauslehtiin ja oli ratkaisevassa asemassa Astronomical Societyn vuonna 1820 ja Statistical Societyn perustamisessa vuonna 1834.
Vuonna 1837 hän julkaisi yhdeksännen Bridgewaterin tutkielman vastauksena kahdeksaan Bridgewaterin viralliseen tutkielmaan "Jumalan voimasta, viisaudesta ja hyvyydestä luomakunnassa", jossa hän esitti teesin, jonka mukaan Jumala loi kaikkivoipa ja kaukonäköinen. jumalallinen lainsäätäjä, joka tuottaa lakeja (tai ohjelmia), jotka sitten loivat lajit sopivina aikoina, mikä eliminoi tarpeen tehdä ihmeitä joka kerta, kun uusi laji vaadittiin. Kirja sisältää otteita kirjoittajan kirjeenvaihdosta John Herschelin kanssa tästä aiheesta.
Charles Babbage saavutti myös merkittäviä tuloksia kryptografiassa. Hän rikkoi automaattisen avaimen salauksen sekä paljon heikomman salauksen, jota nykyään kutsutaan Vigenère-salaukseksi. Ison-Britannian armeija käytti Babbagen löytöä, ja se julkaistiin vasta muutamaa vuotta myöhemmin. Tämän seurauksena ensisijaisuus siirtyi Friedrich Kasiskille, joka päätyi samaan tulokseen muutama vuosi myöhemmin.
Vuonna 1838 Babbage keksi raiteen selkeämmän, metallirungon, joka kiinnitettiin veturien etuosaan raitojen poistamiseksi.rajat. Hän suoritti myös useita tutkimuksia Isambard Kingdom Brunel's Great Western Railwaysta.
Hän yritti päästä politiikkaan vain kerran, kun vuonna 1832 hän osallistui vaaleihin Finsburyn kaupungissa. Äänestystulosten mukaan Babbage sijoittui viimeiseksi.
Matemaatiko ja keksijä kuoli 18. lokakuuta 1871 79-vuotiaana.
Osia hänen luomiensa tietojenkäsittelylaitteiden keskeneräisistä mekanismeista on nähtävillä Lontoon tiedemuseossa. Vuonna 1991 Charles Babbagen Difference Engine rakennettiin hänen alkuperäisten suunnitelmiensa perusteella, ja se toimi täydellisesti.
