Charles Babbage var en engelsk matematiker och uppfinnare som designade den första automatiska digitala datorn. Dessutom hjälpte han till att skapa det moderna engelska postsystemet och sammanställde de första tillförlitliga försäkringstekniska tabellerna, uppfann en typ av hastighetsmätare och uppfann järnvägsröjaren.
Biography of Charles Babbage
Född i London den 26 december 1791 i familjen Benjamin Babbage, en partner vid Praeds Bank, ägare till Bitton Estate i Teignmouth, och Betsy Plumley Tip. År 1808 beslutade familjen att flytta till det gamla Rowden House i East Teignmouth, och fadern blev vaktmästare för närliggande St Michael's.
Charles far var en rik man, så han kunde studera i flera elitskolor. Vid 8 års ålder var han tvungen att gå i en lantlig skola för att återhämta sig från en farlig sjukdom. Hans föräldrar bestämde att barnets hjärna "inte borde ha varit för hård". Enligt Babbage, "denna stora sysslolöshet kan ha lett till en del av hans barnsliga resonemang."
Sedan gick han in på King Edward VI Grammar School i Totnes, South Devon,en blomstrande allmän skola som fortfarande fungerar idag, men hälsotillstånden tvingade Charles att vända sig till privatlärare ett tag. Till slut kom han in på en stängd akademi för 30 studenter, ledd av pastor Stephen Freeman. Institutionen hade ett omfattande bibliotek, som Babbage använde för att studera matematik på egen hand och lärde sig att älska det. Efter att ha lämnat akademin hade han ytterligare två personliga mentorer. En av dem var en präst från Cambridge, vars undervisning Charles kommenterade: "Jag är rädd att jag inte har tagit alla fördelar jag kunde ha." Den andra var en Oxford-professor. Han lärde ut klassikerna till Charles Babbage så att han kunde bli antagen till Cambridge.
University studies
I oktober 1810 anlände Babbage till Cambridge och gick in på Trinity College. Han hade en lysande utbildning - han kände Lagrange, Leibniz, Lacroix, Simpson och var allvarligt besviken över de tillgängliga matematiska programmen. Så han bestämde sig för att bilda Analytical Society med John Herschel, George Peacock och andra vänner.
När Babbage flyttade till Cambridge Peterhouse 1812 var han den bästa matematikern; men han tog inte examen med heder. Han mottog en hedersexamen senare, utan att ens avlägga examen, 1814.
1814 gifte Charles Babbage sig med Georgiana Whitmore. Hans far välsignade honom av någon anledning aldrig. Familjen levde i fred på Devonshire Street 5 i London. Endast tre av deras åtta barn överlevde.till vuxen ålder.
Charles far, hans fru och en av hans söner dog tragiskt 1827.
Datorprojekt
Under Charles Babbages tid fanns det ofta misstag vid beräkning av matematiska tabeller, så han bestämde sig för att hitta en ny metod som skulle göra det mekaniskt och eliminera faktorn mänskliga fel. Denna idé kom till honom mycket tidigt, redan 1812.
Tre olika faktorer påverkade hans beslut:
- han ogillade slarv och inexakthet;
- logaritmiska tabeller var lätta för honom;
- han inspirerades av befintligt arbete med beräkningsmaskiner av W. Schickard, B. Pascal och G. Leibniz.
Han diskuterade de grundläggande principerna för att beräkna enheten i ett brev till Sir H. Davy i början av 1822.
Difference Engine
Babbage presenterade vad han kallade "skillnadsmotorn" för Royal Astronomical Society den 14 juni 1822, i en artikel med titeln "Remarks on the Application of the Machine Calculation of Astronomical and Mathematical Tables". Han kunde beräkna polynom med en numerisk metod som kallas differens.
Sällskapet godkände idén, och 1823 gav regeringen honom 1 500 pund för att bygga den. Babbage gjorde en verkstad i ett av rummen i sitt hus och anlitade Joseph Clement för att övervaka konstruktionen av enheten. Varje pjäs måste tillverkas för hand med hjälp av specialverktyg, många av dem designade han själv. Charles gjorde många resor till industriföretag för att bli bättreförstå tillverkningsprocesser. På grundval av dessa resor och hans personliga erfarenhet av att bygga en maskin publicerade Babbage 1832 On the Economics of Machinery and Production. Det var den första publikationen av vad som idag kallas "vetenskaplig organisation av produktionen".
Personlig tragedi och resor genom Europa
Hustru Georgianas död, far till Charles Babbage och hans späda son avbröt bygget 1827. Arbetet belastade honom mycket och han var på randen till ett sammanbrott. John Herschel och flera andra vänner övertalade Babbage att göra en resa till Europa för att återhämta sig. Han reste genom Nederländerna, Belgien, Tyskland, Italien och besökte universitet och fabriker.
I Italien fick han veta att han hade utnämnts till Lucasian professor i matematik vid University of Cambridge. Till en början ville han vägra, men vänner övertygade honom om annat. När han återvände till England 1828 flyttade han till 1 Dorset Street.
Återuppta arbetet
Under Babbages frånvaro hamnade Difference Engine-projektet under eld. Rykten spreds om att han hade slösat med statliga pengar, att maskinen inte fungerade och att den inte skulle ha något praktiskt värde om den tillverkades. John Herschel och Royal Society försvarade projektet offentligt. Regeringen fortsatte sitt stöd genom att tillhandahålla £1 500 den 29 april 1829, 3 000 £ den 3 december och samma summa den 24 februari 1830. Arbetet fortsatte, men Babbage ständigthade svårt att få pengar från statskassan.
Överger projektet
Charles Babbages ekonomiska problem sammanföll med växande oenighet med Clement. Babbage byggde en tvåvånings, 15 meter lång verkstad bakom sitt hus. Hon hade ett glastak för belysning, samt ett brandsäkert renrum för att förvara sin bil. Clement vägrade att flytta till en ny verkstad och krävde pengar för att resa runt i staden för att övervaka arbetet. Som svar föreslog Babbage att han skulle få bet alt direkt från statskassan. Clement vägrade och slutade arbeta med projektet.
Dessutom vägrade jag att lämna över ritningarna och verktygen som användes för att bygga Difference Engine. Efter att ha investerat 23 000 pund, inklusive 6 000 pund av Babbages egna medel, upphörde arbetet med den ofullbordade enheten 1834. 1842 övergav regeringen officiellt projektet.
Charles Babbage och hans analytiska motor
Bort från skillnadsmotorn började uppfinnaren fundera på dess förbättrade version. Mellan 1833 och 1842 försökte Charles bygga en enhet som kunde programmeras för att utföra vilken beräkning som helst, inte bara de som är relaterade till polynomekvationer. Det första genombrottet kom när han omdirigerade maskinens utdata till dess input för att lösa ytterligare ekvationer. Han beskrev det som en maskin som "äter sin egen svans". Det tog inte lång tid för honom att ta reda på de grundläggande delarna av den analytiska motorn.
Charles Babbages dator använde hålkort lånade från en jacquardvävstol för att mata in data och ange ordningen för nödvändiga beräkningar. Apparaten bestod av två delar: en kvarn och förråd. Bruket, motsvarande processorn i en modern dator, utförde operationer på data som tagits emot från lagring, vilket kan betraktas som minne. Det var världens första allmänna dator.
Charles Babbages dator designades 1835. Omfattningen av arbetet var verkligen otrolig. Babbage och flera assistenter producerade 500 stora designritningar, 1 000 mekaniska beteckningsblad och 7 000 beskrivningsblad. Den färdiga kvarnen var 4,6 m hög och 1,8 m i diameter. Lagringen för 100 siffror utökades med 7,6 m. Till sin nya maskin byggde Babbage bara små testdelar. Enheten blev aldrig helt färdig. 1842, efter upprepade misslyckade försök att få statlig finansiering, vände han sig till Sir Robert Peel. Han vägrade och erbjöd honom istället ett riddarskap. Babbage vägrade. Han fortsatte att modifiera och förbättra designen under åren.
Countess Lovelace
I oktober 1842 publicerade Federico Luigi, en italiensk general och matematiker, en artikel om den analytiska motorn. Augusta Ada King, grevinnan av Lovelace, en gammal vän till Babbage, översatte verket till engelska. Charles föreslog att hon skulle kommentera översättningen. Mellan 1842 och 1843 skrev paret 7 anteckningar tillsammans,vars totala längd var tre gånger den faktiska storleken på artiklarna. I en av dem förberedde Ada en programexekveringstabell som Babbage skapade för att beräkna Bernoullis tal. I en annan skrev hon om en generaliserad algebraisk maskin som kunde utföra operationer på symboler såväl som på siffror. Lovelace var kanske den första att förstå de mer allmänna målen med Babbages enhet, och anses av vissa vara världens första datorprogrammerare. Hon började arbeta på en bok som beskrev den analytiska motorn mer i detalj, men hann inte avsluta den.
Miracle of Engineering
Mellan oktober 1846 och mars 1849 började Babbage designa en andra skillnadsmotor, med hjälp av den kunskap han hade fått genom att bygga den analytiska. Den använde bara 8 000 delar, tre gånger mindre än den första. Det var ett tekniskt underverk.
Till skillnad från den analytiska, som han ständigt felsökte och modifierade, ändrades inte Charles Babbages andra skillnadsmotor efter att det inledande utvecklingsskedet hade slutförts. I framtiden gjorde inte uppfinnaren några försök att bygga enheten.
24 teckningar fanns kvar i Vetenskapsmuseets arkiv tills Charles Babbages idéer förverkligades 1985-1991 genom skapandet av en replik i full storlek i samband med 200-årsdagen av hans födelse. Måtten på enheten var 3,4 m lång, 2,1 m höjd och 46 cm djup, och dess vikt var 2,6 ton. Gränserna för noggrannhet var begränsade till vad som kunde uppnås vid den tiden.
prestationer
År 1824 fick Babbage Royal Astronomical Societys guldmedalj "för sin uppfinning av en maskin för att beräkna matematiska och astronomiska tabeller."
Från 1828 till 1839 var Babbage den lucasiska professorn i matematik vid Cambridge. Han skrev mycket för ett antal vetenskapliga tidskrifter och var avgörande för att grunda Astronomical Society 1820 och Statistical Society 1834.
År 1837, som svar på 8 officiella Bridgewater-avhandlingar "Om Guds kraft, visdom och godhet manifesterad i skapelsen", publicerade han den nionde Bridgewater-avhandlingen, och lade fram tesen att Gud, som hade allmakt och förutseende, skapade den gudomliga en lagstiftare som producerar lagar (eller program) som sedan skapade arter vid lämpliga tidpunkter, vilket eliminerar behovet av att utföra mirakel varje gång en ny art krävdes. Boken innehåller utdrag ur författarens korrespondens med John Herschel om detta ämne.
Charles Babbage uppnådde också anmärkningsvärda resultat inom kryptografi. Han bröt autonyckelchifferet såväl som det mycket svagare chiffer som idag kallas Vigenère-chifferet. Babbages upptäckt användes av den brittiska militären och publicerades bara några år senare. Som ett resultat övergick företrädesrätten till Friedrich Kasiski, som kom fram till samma resultat några år senare.
År 1838 uppfann Babbage spårrenaren, en metallram fäst på framsidan av lokomotiv för att rensa spåren avbarriärer. Han genomförde också ett antal studier av Isambard Kingdom Brunels Great Western Railway.
Han försökte bara en gång komma in i politiken, när han 1832 deltog i valet i staden Finsbury. Enligt omröstningsresultatet tog Babbage den sista platsen.
Matematikern och uppfinnaren dog den 18 oktober 1871 vid 79 års ålder.
Delar av de ofullbordade mekanismerna för datorenheter som han skapade är tillgängliga för besök på Science Museum i London. 1991 byggdes Charles Babbages Difference Engine utifrån hans ursprungliga planer, och den fungerade perfekt.
