Matematiko ir kompiuterių pradininko Charleso Babbage'o biografija
Kompiuterijos tėvas
Profesorius Charlesas Babbage'as (1792–1871), matematikas ir nebaigto Babbage Difference Engine, mechaninio programuojamo kompiuterio, išradėjas, apie 1860 m.
Corbis / Getty Images
Charlesas Babbage'as (1791 m. gruodžio 26 d. – 1871 m. spalio 18 d.) – anglų matematikas ir išradėjas, priskiriamas pirmojo skaitmeninio programuojamo kompiuterio koncepcijai. Sukurtas 1821 m., Babbage's Difference Engine Nr. 1 buvo pirmoji sėkminga, be klaidų automatinė skaičiavimo mašina ir yra laikoma šiuolaikinių programuojamų kompiuterių įkvėpimu. Dažnai vadinamas kompiuterių tėvu, Babbage'as taip pat buvo produktyvus rašytojas, domėjęsis daugybe pomėgių, įskaitant matematiką, inžineriją, ekonomiką, politiką ir technologijas.
Greiti faktai: Charlesas Babbage'as
- Babbage, Charles. „Ištraukos iš filosofo gyvenimo“. Charleso Babbage'o darbai. Red. Campbell-Kelly, Martinas. t. 11. Londonas: William Pickering, 1864. Spausdinti.
- Bromley, A.G. '.' Charleso Babbage'o analitinis variklis, 1838 m Kompiuterijos istorijos metraštis 4.3 (1982): 196–217. Spausdinti.
- Virkite, Simonai. '.' Protai, mašinos ir ekonomikos agentai: Kembridžo Boole ir Babbage priėmimai Mokslo istorijos ir filosofijos studijos A dalis 36.2 (2005): 331–50. Spausdinti.
- Crowley, Mary L. „Skirtumas“ Babbage's Difference Engine .' Matematikos mokytojas 78,5 (1985): 366–54. Spausdinti.
- Franksenas, Ole Immanuelis. ' Babbage ir kriptografija. Arba Admirolo Boforto šifro paslaptis .' Matematika ir kompiuteriai modeliuojant 35.4 (1993): 327–67.
- Hollingsas, Christopheris, Ursula Martin ir Adrianas Rice'as. “ Ankstyvasis Ada Lovelace matematinis išsilavinimas .' BSHM biuletenis: Britų matematikos istorijos draugijos žurnalas 32.3 (2017): 221–34. Spausdinti.
- Hymanas, Anthony. 'Charles'as Babbage'as, kompiuterių pradininkas. Princeton: Princeton University Press, 1982. Spausdinti.
- Kuskis, Džesika. “ Matematika ir mechaninis protas: Charlesas Babbage'as, Charlesas Dickensas ir protinis darbas „Little Dorrit“ .'' Dickens Studies Metinis 45 (2014): 247–74. Spausdinti.
- Lindgren, Michaelas. 'Šlovė ir nesėkmė: Johanno Müllerio, Charleso Babbage'o ir Georgo bei Edvardo Scheutzų skirtumų varikliai'. Trans. McKay, Craig G. Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 1990. Spausdinti.
Ankstyvasis gyvenimas ir išsilavinimas
Charlesas Babbage'as gimė 1791 m. gruodžio 26 d. Londone, Anglijoje, vyriausias iš keturių Londono bankininko Benjamino Babbage'o ir Elizabeth Pumleigh Teape vaikų. Ankstyvą vaikystę išgyveno tik Charlesas ir jo sesuo Mary Ann. Babbage'ų šeima buvo gana turtinga, o kaip vienintelis išgyvenęs sūnus Charlesas turėjo privačius mokytojus ir buvo išsiųstas į geriausias mokyklas, įskaitant Ekseterio, Enfildo, Totneso ir Oksfordo mokyklas, kol galiausiai įstojo į Kembridžo Trejybės koledžą 1810 m.
Trinity'e Babbage'as skaitė matematiką, o 1812 m. įstojo į Peterhouse'ą Kembridžo universitete, kur buvo geriausias matematikas. Būdamas Peterhauze, jis įkūrė Analitinę draugiją, daugiau ar mažiau padirbtą mokslinę draugiją, kurią sudaro vieni geriausiai žinomų jaunų Anglijos mokslininkų. Jis taip pat prisijungė prie mažiau į mokslinę orientaciją orientuotų studentų draugijų, tokių kaip „The Ghost Club“, besirūpinančių antgamtinių reiškinių tyrimu, ir „Extractors Club“, skirtu išlaisvinti savo narius iš psichikos įstaigų, kurias jie vadino beprotnamiais, jei kas nors būtų įsipareigojęs.
Charlesas Babbage'as (1791-1871) anglų matematikas ir skaičiavimo pradininkas, 1871 m. Print Collector / Getty Images
Nors ir buvo geriausias matematikas, Babbage'as su pagyrimu nebaigė Peterhauso Kembridže. Kilus ginčui dėl baigiamojo darbo tinkamumo viešai peržiūrai, 1814 m. jis gavo diplomą be egzamino.
Baigęs studijas, Babbage'as tapo astronomijos dėstytoju Didžiosios Britanijos karališkojoje institucijoje, moksliniam švietimui ir tyrimams skirtoje organizacijoje, įsikūrusioje Londone. Tada jis buvo išrinktas į Londono karališkosios gamtos žinių tobulinimo draugijos stipendiją 1816 m.
Babbage'o kelias į skaičiavimo mašinas
Idėja apie mašiną, galinčią be klaidų apskaičiuoti ir spausdinti matematines lenteles, pirmą kartą kilo 1812 ar 1813 m. Babbage'ui. XIX amžiaus pradžioje navigacijos, astronomijos ir aktuarinės lentelės buvo gyvybiškai svarbios klestėjimo dalys. Pramonės revoliucija . Navigacijos metu jie buvo naudojami skaičiuojant laiką, potvynius, sroves, vėjus, saulės ir mėnulio padėtį, pakrantes ir platumas. Tuo metu sunkiai rankomis sukonstruotos netikslios lentelės lėmė pražūtingus vėlavimus ir netgi laivų praradimą.
Žakardinių staklių, naudojamų gobelenų ir apmušalų gamyboje, veikimas. Nuotrauka be datos. Corbis / Getty Images
Babbage'as sėmėsi įkvėpimo savo skaičiavimo mašinoms nuo 1801 m Žakardo staklės , automatizuota audimo mašina, kuri buvo sukama rankomis ir programuojama pagal perfokortelių pateiktas instrukcijas. Pamatęs įmantrius portretus, automatiškai įaustus į šilką žakardo staklėmis, Babbage'as ėmėsi sukurti neklystantį garu varomą arba ranka sukamą skaičiavimo mašiną, kuri panašiai skaičiuotų ir spausdintų matematines lenteles.
Skirtumų varikliai
Babbage'as pradėjo kurti mašiną matematinėms lentelėms mechaniškai gaminti 1819 m. 1822 m. birželio mėn. jis paskelbė apie savo išradimą Karališkajai astronomijos draugijai straipsnyje Pastaba apie mašinų taikymą astronominių ir matematinių lentelių skaičiavimui. Jis pavadino jį Difference Engine Nr. 1 pagal baigtinių skirtumų principą, matematinio sprendimo principą daugianario išraiškos pridedant, todėl gali būti išsprendžiama naudojant paprastą mechanizmą. „Babbage“ dizainas reikalavo rankinio sukimo mašinos, galinčios pateikti skaičiavimus iki 20 skaičių po kablelio.
Skirtumų variklio iliustracija. Bettmann / bendradarbis / Getty Images
1823 m. Didžiosios Britanijos vyriausybė susidomėjo ir skyrė Babbage'ui 1 700 svarų sterlingų, kad šis pradėtų dirbti su projektu, tikėdamasis, kad jo mašina padės sukurti svarbias matematines lenteles mažiau laiko ir brangiai. Nors Babbage'o dizainas buvo įmanomas, dėl to laikmečio metalo apdirbimo buvo per brangu pagaminti tūkstančius tiksliai apdirbtų dalių, kurių reikia. Dėl to faktinės Difference Engine Nr. 1 statybos sąnaudos gerokai viršijo pradinę vyriausybės sąmatą. 1832 m. Babbage'ui pavyko sukurti veikiantį sumažintos mašinos modelį, galintį pateikti skaičiavimus iki šešių skaičių po kablelio, o ne 20 skaitmenų po kablelio, numatytų originaliame projekte.
Tuo metu, kai 1842 m. Didžiosios Britanijos vyriausybė atsisakė Difference Engine Nr. 1 projekto, Babbage'as jau dirbo kurdamas savo Analitinį variklį, daug sudėtingesnę ir programuojamą skaičiavimo mašiną. 1846–1849 m. Babbage'as sukūrė patobulinto skirtumo variklio Nr. 2 dizainą, galintį greičiau ir su mažiau judančių dalių apskaičiuoti iki 31 skaitmens po kablelio.
1834 m. Švedijos spaustuvininkas Peras Georgas Scheutzas sėkmingai sukonstravo parduodamą mašiną, pagrįstą Babbage's Difference Engine, žinomu kaip Scheutzian skaičiavimo variklis. Nors jis buvo netobulas, svėrė pusę tonos ir buvo fortepijono dydžio, Scheutzian variklis buvo sėkmingai pademonstruotas Paryžiuje 1855 m., o versijos buvo parduotos JAV ir Didžiosios Britanijos vyriausybėms.
Charleso Babbage'o skirtumų variklis Nr. 1, skaičiavimo mašinos prototipas, 1824–1832 m., 1832 m. surinktas Josepho Clemento, įgudusio įrankių gamintojo ir braižytojo. Ann Ronan nuotraukos / Spaudinių kolekcionierius / Getty Images
Analitinis variklis, tikras kompiuteris
Iki 1834 m. Babbage'as nutraukė Difference Engine darbą ir pradėjo planuoti didesnę ir išsamesnę mašiną, kurią jis pavadino analitiniu varikliu. Nauja Babbage mašina buvo didžiulis žingsnis į priekį. Galintis apskaičiuoti daugiau nei vieną matematinę užduotį, tai tikrai turėjo būti tai, ką šiandien vadiname programuojama.
Panašiai kaip šiuolaikiniai kompiuteriai, „Babbage's Analytical Engine“ apėmė aritmetinį loginį bloką, valdymo srautą sąlyginio šakojimo ir kilpų pavidalu bei integruotą atmintį. Kaip ir žakardo staklės, kurios daugelį metų anksčiau įkvėpė Babbage'ą, jo analitinis variklis turėjo būti užprogramuotas atlikti skaičiavimus perforuotomis kortelėmis. Rezultatai – išvestis – būtų pateikti spausdintuvu, kreivių braižytuvu ir varpeliu.
Parduotuve vadinamo analitinio variklio atmintis turėjo talpinti 1000 skaičių po 40 skaitmenų po kablelio. Variklio malūnėlis, kaip ir aritmetinis loginis blokas (ALU) šiuolaikiniuose kompiuteriuose, turėjo atlikti visas keturias pagrindines aritmetines operacijas, taip pat palyginimus ir pasirinktinai kvadratines šaknis. Panašiai kaip ir šiuolaikinio kompiuterio centrinis procesorius (CPU), gamykla turėjo pasikliauti savo vidinėmis procedūromis, kad vykdytų programos nurodymus. Babbage'as netgi sukūrė programavimo kalbą, skirtą naudoti su analitiniu varikliu. Panašus į šiuolaikinį programavimo kalbos , tai leido instrukcijų kilpa ir sąlyginis išsišakojimas .
Daugeliu atvejų dėl finansavimo trūkumo Babbage'as niekada negalėjo sukurti visos veikiančios savo skaičiavimo mašinos versijos. Tik 1941 m., praėjus daugiau nei šimtmečiui po to, kai Babbage'as pasiūlė savo analitinį variklį, vokiečių mechanikos inžinierius Konradas Zuse parodyti savo Z3 , pirmasis pasaulyje veikiantis programuojamas kompiuteris.
1878 m., net ir paskelbęs, kad Babbage's Analytical Engine yra „mechaninio išradingumo stebuklas“, Didžiosios Britanijos mokslo pažangos asociacijos vykdomasis komitetas rekomendavo jo nestatyti. Nors ir pripažino mašinos naudingumą ir vertę, komitetas atsisakė apskaičiuoti jos sukūrimo sąnaudas, negarantuodamas, kad ji tinkamai veiks.
Babbage'as ir Ada Lovelace, pirmoji programuotoja
1883 m. birželio 5 d. Babbage'as sutiko 17-metę garsaus poeto dukrą. Lordas Baironas , Augusta Ada Byron, Lovelace grafienė – geriau žinoma kaip Yra Lovelace'as . Ada su mama lankė vieną iš Babbage paskaitų, o po tam tikro susirašinėjimo Babbage pakvietė jas pamatyti nedidelės apimties skirtumų variklio versiją. Ada buvo sužavėta, ji paprašė ir gavo skirtumų variklio brėžinių kopijas. Ji su mama lankydavosi gamyklose, kad pamatytų, kaip veikia kitos mašinos.
Laikoma gabia matematike, Ada Lovelace studijavo pas du geriausius savo dienų matematikus: Augustus De Morgan ir Mary Somerville. Paprašyta išversti italų inžinieriaus Luigi Federico Menabrea straipsnį apie Babbage's Analytical Engine, Ada ne tik išvertė originalų prancūzų tekstą į anglų kalbą, bet ir pridėjo savo minčių bei idėjų apie mašiną. Pridėtose pastabose ji aprašė, kaip analitinis variklis galėtų apdoroti ne tik skaičius, bet ir raides ir simbolius. Ji taip pat teoretizavo instrukcijų kartojimo procesą arba kilpą – esminę funkciją, šiandien naudojamą kompiuterių programose.
1843 m. paskelbtame Ada vertime ir pastabose buvo aprašyta, kaip programuoti Babbage's Analytical Engine, todėl Ada Byron Lovelace tapo pirmąja pasaulyje kompiuterių programuotoja.
Santuoka ir asmeninis gyvenimas
Prieš tėvo norą Babbage'as 1814 m. liepos 2 d. vedė Džordžianą Whitmore. Jo tėvas nenorėjo, kad sūnus vestų tol, kol neturės pakankamai pinigų, kad galėtų išlaikyti save, bet vis tiek pažadėjo duoti jam 300 svarų sterlingų (2019 m. – 36 175 svarus) per metus. gyvenimą. Pora galiausiai susilaukė aštuonių bendrų vaikų, iš kurių tik trys gyveno iki pilnametystės.
Vos per vienerius metus, nuo 1827 ir 1828 m., Babbage'ą ištiko tragedija, kai mirė jo tėvas, antrasis sūnus (Charles), žmona Georgiana ir naujagimis sūnus. Beveik nepaguodžiamas jis leidosi į ilgą kelionę per Europą. Kai apie 1834 m. mirė jo mylima dukra Georgiana, nusiaubtas Babbage'as nusprendė pasinerti į savo darbą ir daugiau niekada nesusituokė.
1827 m. mirus tėvui, Babbage'as paveldėjo 100 000 svarų sterlingų (daugiau nei 13,2 mln. JAV dolerių 2019 m.). Iš esmės dėl didelio paveldėjimo Babbage'as galėjo pašvęsti savo gyvenimą aistrai kurti skaičiavimo mašinas.
Kadangi mokslas dar nebuvo pripažintas kaip profesija, jo amžininkai Babbage'ą vertino kaip džentelmeną mokslininką – didelės aristokratų mėgėjų grupės narį, kuris, būdamas savarankiškai turtingas, galėjo įgyvendinti savo interesus be jokių pašalinių priemonių. paramos. Babbage'o interesai jokiu būdu neapsiribojo matematika. 1813–1868 m. jis parašė keletą knygų ir straipsnių apie gamybą, pramoninės gamybos procesus ir tarptautinę ekonominę politiką.
Dr. Kenas Arnoldas, Wellcome Trust parodų vadovas, pozuoja nuotraukai šalia Charleso Babbage'o smegenų 2002 m. kovo 14 d. parodoje „Head On, Art with the Brain in Mind“ Londono mokslo muziejuje. Sion Touhig / Getty Images
Kiti Babbage'o išradimai, nors ir niekada nebuvo taip plačiai reklamuojami kaip jo skaičiavimo mašinos, buvo oftalmoskopas, juodosios dėžės registratorius geležinkelio katastrofoms, seismografas, aukščiamatis ir karvių gaudytuvas, skirtas apsaugoti nuo geležinkelio lokomotyvų priekinės dalies pažeidimo. Be to, jis pasiūlė panaudoti vandenynų potvynius ir atoslūgius energijai gaminti – šis procesas šiandien kuriamas kaip atsinaujinančios energijos šaltinis.
Nors dažnai laikomas ekscentriku, Babbage'as buvo superžvaigždė 1830-ųjų Londono socialiniuose ir intelektualiniuose sluoksniuose. Jo įprastiniai šeštadieniniai vakarėliai jo namuose Dorset gatvėje buvo laikomi „nepraleisk“ reikalais. Būdamas ištikimas savo, kaip žavaus rašytojo, reputacijai, Babbage'as savo svečius sužavėjo naujausiomis Londono paskalomis ir paskaitomis apie mokslą, meną, literatūrą, filosofiją, religiją, politiką ir meną. Visi troško eiti į jo šlovingus vakarėlius, rašė filosofas Harieta Martino Babbage’o vakarėlių.
Nepaisant socialinio populiarumo, Babbage'as niekada nebuvo klaidingas kaip diplomatas. Jis dažnai surengdavo įnirtingus viešus žodinius išpuolius prieš, jo nuomone, mokslo įstaigos narius dėl vizijos stokos. Deja, kartais net užpuldavo tuos žmones, kuriems ieškojo finansinės ar techninės paramos. Iš tiesų, pirmoji jo gyvenimo biografija, kurią 1964 m. parašė Mabothas Moseley, vadinasi „Irrascible Genius: A Life of Charles Babbage, Inventor“.
Mirtis ir palikimas
Babbage'as mirė sulaukęs 79 metų 1871 m. spalio 18 d. savo namuose ir laboratorijoje Dorset Street 1, Londono Marylebone kaimynystėje, ir buvo palaidotas Londono Kensal Green kapinėse. Šiandien pusė Babbage'o smegenų saugoma Hunterian muziejuje Karališkajame chirurgų koledže Londone, o kita pusė – Mokslo muziejuje Londone.
Mokslo muziejaus skirtumų variklis Nr. 2, sukurtas pagal Charleso Babbage'o projektą. Geni / Wikimedia Commons / Viešasis domenas
Po Babbage'o mirties jo sūnus Henris tęsė tėvo darbą, bet taip pat nesugebėjo sukurti visiškai veikiančios mašinos. Kitas jo sūnus Benjaminas emigravo į Pietų Australiją, kur 2015 m. buvo aptikta daug Babbage'o dokumentų ir jo prototipų dalių.
1991 m. visiškai funkcionali versija Babbage's Difference Engine Nr. 2 sėkmingai pastatė Doronas Swade'as, Londono mokslo muziejaus kuratorius. 31 skaitmens tikslumas, daugiau nei 4000 dalių ir sveriantis daugiau nei tris metrines tonas, jis veikia tiksliai taip, kaip Babbage'as įsivaizdavo prieš 142 metus. 2000 m. baigtas spausdintuvas turėjo dar 4000 dalių ir svėrė 2,5 metrinės tonos. Šiandien Swade yra pagrindinis komandos narys 28 planas projektą, Londono mokslo muziejaus bandymą sukurti viso masto veikiančią Babbage Analytical Engine.
Artėjant savo gyvenimo pabaigai, Babbage'as suprato, kad niekada nebaigs veikiančios savo mašinos versijos. Savo knygoje 1864 m. Ištraukos iš Filosofo gyvenimo , jis pranašiškai patvirtino savo įsitikinimą, kad jo darbo metai nenuėjo veltui.
Jei, mano pavyzdžio neįspėjęs, kuris nors žmogus imsis ir jam pavyks iš tikrųjų sukonstruoti variklį, įkūnijantį visą vykdomąją matematinės analizės skyrių, remiantis skirtingais principais arba paprastesnėmis mechaninėmis priemonėmis, aš nebijau palikti savo reputacijos jo žinioje. mokestis, nes jis vienas galės visiškai įvertinti mano pastangų pobūdį ir jų rezultatų vertę.
Charlesas Babbage'as buvo viena įtakingiausių figūrų technologijų plėtrai. Jo mašinos tarnavo kaip intelektualinis daugelio gamybos valdymo ir skaičiavimo metodų pirmtakas. Be to, jis laikomas reikšminga figūra XIX amžiaus Anglijos visuomenėje. Jis paskelbė šešias monografijas ir mažiausiai 86 straipsnius, skaitė paskaitas temomis nuo kriptografijos ir statistikos iki mokslinės teorijos ir pramonės praktikos sąveikos. Jis padarė didelę įtaką žymiems politiniams ir socialiniams filosofams, įskaitant Džonas Stiuartas Milas ir Karlas Marksas .
Šaltiniai ir tolimesnė nuoroda
AtnaujinoRobertas Longlis