Чарльз Бэббидж (Charles Babbage) – отзывы, мнение, рейтинг

Чарльз Бэббидж

Биография

Чарльз Бэббидж – британский математик, философ, изобретатель и инженер, создатель концепции цифрового программируемого компьютера. Благодаря разносторонним знаниям и работе в различных научных сферах Бэббидж входит в число наиболее выдающихся полиматов XIX столетия.

Чарльз Бэббидж

Чарльз Бэббидж родился 26 декабря 1791 года в Лондоне, в семье Бенджамина Бэббиджа и Элизабет (Бетси) Пламли Тип. В семье, помимо мальчика, было еще трое детей. В 1808 году Бэббиджи переехали в Восточный Тинмут.

Отец будущего ученого был достаточно обеспечен, чтобы, когда сыну исполнилось 8 лет, отправить его в частную школу в Альфингтоне. Священнику, занимавшемуся образованием мальчика, рекомендовали не слишком загружать ребенка: в детстве Чарльз часто болел, и родители выбрали сельскую местность, чтобы помочь сыну справиться с последствиями тяжелой лихорадки.

Чарльз Бэббидж в молодости

Позже Чарльз некоторое время посещал гимназию в городе Тотнес в Южном Девоне, но слабое здоровье вскоре вынудило его вновь вернуться к учебе у частных преподавателей. Получив школьное образование, Бэббидж поступил в академию в Энфилде. В этом учебном заведении была обширная библиотека, благодаря которой юноша увлекся математикой. Позже Чарльз вновь учился у частных педагогов, чтобы достичь уровня знаний, достаточного для поступления в Кембридж.

В 1810 году Бэббидж стал студентом Тринити-колледжа, но учебная программа вскоре разочаровала юношу – он обладал большими знаниями, чем учителя. Вместе с друзьями в 1812 году Чарльз образовал Аналитическое общество, а затем перевелся в другой кембриджский колледж, Питерхаус, учебу в котором завершил в 1814 году, без экзаменов получив степень бакалавра.

Математика и изобретения

Благодаря репутации одного из лучших выпускников Чарльз быстро добился успеха в научной области. Уже в 1815 году он читал лекции в Королевском институте, а в 1816 году стал членом Королевского общества. С карьерой, однако, не ладилось, и, претендуя на преподавательские должности, он неоднократно получал отказы. Поэтому до 1827 года мужчина финансово зависел от отца и получил деньги в собственное распоряжение только после его смерти.

Ученый Чарльз Бэббидж

Чарльз Бэббидж был ученым, внесшим вклад во многие точные науки, от астрономии до экономики. Но наиболее известным его наследием стали труды в области разработки вычислительных аппаратов, предвосхитивших ЭВМ и современные компьютеры.

Первым таким проектом в биографии мужчины стала большая разностная машина. Идея о ее создании появилась у Чарльза в 1822 году. Аппарат по задумке должен был помочь людям в вычислениях, нужных для астрономии и навигации, которые в то время занимали много времени и были сопряжены с риском ошибок, допущенных человеком.

Часть разностной машины Чарльза Бэббиджа

В 1823 году молодому ученому выделили средства на создание аппарата, поскольку и Королевское, и Астрономическое общества с энтузиазмом восприняли идею Бэббиджа. Однако Чарльзу не удалось верно рассчитать ни время, ни средства. Запланированных 3-х лет и полученных £1500 категорически не хватило.

К 1827 году траты выросли более чем в 2 раза, причем немалые средства Бэббиджу пришлось выложить из собственного кармана. Работу временно пришлось оставить, после личной трагедии Чарльз не мог продолжать научные изыскания, и вернуться к разностной машине ученый сумел только в 1828 году. Деньги к тому времени закончились, а получить дополнительное финансирование от государства Бэббидж смог только в 1830 году.

Портрет Чарльза Бэббиджа

Спустя 4 года работа вновь встала, несмотря на огромные суммы, уже затраченные на конструирование изделия. £17 тыс. выделило на создание разностной машины государство, еще £6-7 тыс. вложил сам ученый. До 1842 года власти решали, продолжить ли вкладывать деньги в проект, и в итоге отказали. При жизни Чарльза аппарат так и не был доделан. В конце 1840-х мужчина вернулся к идее разностной машины и задумал создать улучшенную версию, но и эта попытка не увенчалась успехом.

Трудная и нерезультативная работа с разностной машиной не остановила полет мысли Чарльза, и в 1833 году ему в голову пришла новая идея – создать аналитическую машину, аппарат, который можно было бы программировать. В отличие от разностной машины, она смогла бы решать более сложные задачи.

Копия разностной машины в лондонском Музее науки

В 1834 году Бэббидж приступил к созданию аналитической машины, предшественницы цифровых компьютеров, принесшей ему славу, пусть и после смерти. Конструкция аппарата подразумевала наличие памяти (склада), мельницы (аналога процессора), управления и устройства для ввода и вывода данных. Также в конструкции был еще один элемент, который регулировал последовательность операций, взаимодействовал со «складом» и считывал данные с перфокарт.

Над проектом Чарльз работал самостоятельно, и единственным человеком, увидевшим полный потенциал идеи, стала Ада Лавлейс, женщина, которую сегодня считают первым программистом. Ее труды, основанные на проекте аналитической машины, считаются первой работой в области информатики.

Портрет Ады Лавлейс

Несмотря на то, что научные круги проявили интерес к аналитической вычислительной машине, она, так же, как и разностная машина, не была доделана. В 1851 году ученый писал, что его возможностей, в первую очередь финансовых, уже недостаточно для окончания работы.

Работу Чарльза после смерти ученого продолжил его сын Генри. К 1888 году ему удалось создать центральный узел аналитической машины, а в 1906 году при содействии фирмы «Монро» Бэббиджем-младшим была сделана полноценная и работоспособная модель.

Труды Чарльза в области разностной машины также имели продолжение: по его чертежам несколько аппаратов в 1854 году было выпущено в Швеции. Затем Мартин Виберг внес в модель улучшения, после чего использовал машину для расчетов в области логарифмических таблиц.

Читайте также:
Рене Декарт, биография, история жизни, факты из жизни

Чарльз Бэббидж

Частично причиной неудач стала чрезмерная разносторонняя увлеченность Бэббиджа. Он много времени уделял другим научным областям, причем с успехом. Интерес к железнодорожному сообщению привел к тому, что Чарльз изобрел спидометр и стал одним из создателей тахометра. Есть за что благодарить ученого и металлообработке: Бэббиджем сконструированы инновационные станки, а также разработан метод изготовления зубчатых колес.

Важной прижизненной работой ученого стал труд «Экономика технологий и производств». Тема, поднятая в книге, сегодня носит название «исследование операций». После публикации работа отлично продавалась и в 1836 году вышло уже 4 ее переиздание. Впоследствии трудами Чарльза по экономике вдохновлялся Джон Милль, а верность подхода Бэббиджа к разделению труда подмечал Карл Маркс.

Личная жизнь

25 июля 1814 года в тинмутской церкви Святого Михаила Чарльз Бэббидж сочетался браком с Джорджианой Уитмор. Вначале пара жила в Шропшире, затем в 1815 году переехала на Девоншир-стрит в Лондон.

Джорджиана Уитмор, жена Чарльза Бэббиджа

В браке у Чарльза и Джорджианы родились 8 детей, однако младенчество пережили только четверо – Бенджамин, Джорджиана, Дугалд и Генри. Самым трудным периодом в личной жизни Чарльза стал 1827 год, тогда умерли отец, жена и двое сыновей ученого.

Интересный факт: за заслуги Бэббиджу предлагали как баронский, так и рыцарский титулы, однако из-за своих политических воззрений он отказался и от того, и от другого.

Смерть

Чарльз Бэббидж скончался 18 октября 1871 года в 79 лет. Причиной смерти стала почечная недостаточность, вызванная инфекцией мочевыводящей системы. Ученый похоронен на лондонском кладбище Кенсал-Грин (оно же – Кладбище Всех Душ).

Могила Чарльза Бэббиджа

Научные достижения и изобретения Бэббиджа в области вычислительной техники признали только после смерти Чарльза. В 2011 году британские исследователи начали многомиллионный проект «План 28», призванный создать аналитическую машину Бэббиджа. Аппарат должен иметь 675 байт памяти и работать на частоте 7 Гц. Завершить работу энтузиасты планируют к 2021 году, приурочив постройку машины к 150-летию со дня смерти Чарльза Бэббиджа.

Из-за связи ученого с Тотнесом в 2007 году его портрет появился на банкноте номиналом 5 тотнисских фунтов, региональной местной валюты.

Чарльз Бэббидж, или Почему мы не живем в стимпанке.

В общем, читаю книжку про шифры, там наткнулась на крайне интересного персонажа – мало того, что выглядит он один-в-один как Иэн Холм в роли старого Бильбо Бэггинса + характер имел прескверный, но харизматичный, так еще и оказалось, что именно из-за дурного характера сего дядьки мы с вами все так и не попали в стимпанк-реальность.

Но обо всём по порядку.

Родился Чарльз Бэббидж 26 декабря 1791 весьма удачно в семье богатого лондонского банкира, но, женившись без спросу, лишился доступа к состоянию отца. Впрочем, видимо, в англии того времени это не было особенной проблемой, и ничто не мешало (завидуй, анон) Бэббиджу “вести жизнь свободного ученого”, то есть тусоваться, общаться с Леоном Фуко, Пьером Лапласом, Чарльзом Дарвином, Чарльзом Диккенсоном, Александром Гумбольдтом, Юнгом, Фурье, Пуассоном, Бесселем, Мальтусом, ну то есть вообще почти всеми Лондонскими селебами своего времени. Он поднимался с экспедицией на Везувий, погружался на дно озера в водолазном колоколе, участвовал в археологических раскопках, изучал залегание руд, спускаясь в шахты. Но не одними тусовками жив будешь. Бэббидж – первый человек, который догадался, что ширина годовых колец дерева зависит от погоды, которая была в год образования кольца, т.е. основал определение климата по годовым кольцам, изобрел спидометр и (моё любимое) скотосбрасыватель (да, именно чтобы сбрасывать скот с пути несущегося на всех парах локомотива, ибо нефиг), составил статистические наборы таблиц смертности, предложил уже наконец не тратить на подсчет стоимости отправки каждого конкретного письма больше денег, чем оная стоимость, а просто слать все скопом по фикспрайсу, сконструировал поперечно-строгальный и токарно-револьверный станки, придумал методы изготовления зубчатых колес, предложил новый метод заточки инструментов и литья под давлением и, конечно (собственно через что я на него и вышла) первым взломал шифр Виженера.

“Как бы мне хотелось, чтобы эти вычисления производились паром!”

В 1821 году Бэббидж тусил с астрономом Джоном Гершелем и вместе они очень угорали над математическими таблицами, используемыми для астрономических, инженерных и навигационных рассчетов. В одних только “Навигационных астрономических таблицах для определения широты и долготы на море” они насчитыли больше тысячи ошибок – а это значит больше тысячи причин для эпичнейших кораблекрушений и аварий, смертей и убытков из-за тупости конкретных невнимательных придурков, составлявших эти книги.

Тогда-то Чарльз и произнёс фразу, вынесенную в заголовок и подарившую в итоге человечеству прообраз современного компьютера. Именно так – в самом начале 19го века!

В 1823 году он уже разработал “разностную машину №1” – штуковину из 25000 точно подогнанных деталей, которая должна была заменить огромное количество людей, занимающихся вычислением различных астрономических, навигационных и математических таблиц. Кроме того, разностная машина должна была быть оснащена печатным устройством для вывода результатов. Память была рассчитана на 1000 50-разрядных чисел. Это позволило бы сэкономить затраты на оплату труда, а также избавиться от ошибок, связанных с человеческим фактором.

Часть разностной машины Чарльза Бэббиджа, собранная после смерти учёного его сыном из деталей, найденных в лаборатории отца.

Читайте также:
Рене Декарт - отзывы, мнение, рейтинг

Конечно, весила бы эта штука почти 14 тонн и высотой планировалась в 2,5 метра, но разве не такими же масштабными были первые ЭВМ? А ведь речь идет не об электрической технике, а о паровой!

Однако – в лучших традициях “гения-который-хватается-за-все-подряд-и-ничего-не-доводит-до-конца” (каждый считает себя таким, верно?)), Бэббидж был очень крут в составлении чертежей, но как-то не очень в реализации своих амбициозных задумок на практике. Потратив 10 лет хаотичного труда (и изобретя в процессе кучу левых но оч. полезных инструментов), а так же 17000 фунтов государственных денег и от 6000 до 17000 личных (хватило бы на постройку пары линкоров), Чарльз внезапно решил, что проект гнилой и бессмысленный, и принялся строить “разностную машину №2”, что, понятное дело, не понравилось правительству, поэтому лавочку прикрыли.

Однако труды Бэббиджа по созданию разностной машины не пропали даром. В 1854 году шведский изобретатель Шойц по работам Бэббиджа построил несколько разностных машин. А ещё через некоторое время Мартин Виберг усовершенствовал машину Шойца и использовал её для расчётов и публикации логарифмических таблиц.

В 1891 году была построена «Разностная машина 2», которая находится сейчас в Лондонском научном музее.

Тут бы дело конечно могло и закончиться, но не такой Бэббидж был человек.

Несмотря на неудачу с разностной машиной, Бэббидж в 1834 году задумался о создании программируемой вычислительной машины, которую он назвал аналитической (прообраз современного компьютера). В отличие от разностной машины, аналитическая машина позволяла решать более широкий ряд задач. Именно эта машина стала делом его жизни и принесла посмертную славу. Он предполагал, что построение новой машины потребует меньше времени и средств, чем доработка разностной машины, так как она должна была состоять из более простых механических элементов. С 1834 года Бэббидж начал проектировать аналитическую машину.

Архитектура современного компьютера во многом схожа с архитектурой аналитической машины. В аналитической машине Бэббидж предусмотрел следующие части: склад (store), фабрика или мельница (mill), управляющий элемент (control) и устройства ввода-вывода информации.

Склад предназначался для хранения как значений переменных, с которыми производятся операции, так и результатов операций. В современной терминологии это называется памятью.

Мельница (арифметико-логическое устройство, часть современного процессора) должна была производить операции над переменными, а также хранить в регистрах значение переменных, с которыми в данный момент осуществляет операцию.

Третье устройство, которому Бэббидж не дал названия, осуществляло управление последовательностью операций, помещением переменных в склад и извлечением их из склада, а также выводом результатов. Оно считывало последовательность операций и переменные с перфокарт. Перфокарты были двух видов: операционные карты и карты переменных. Из операционных карт можно было составить библиотеку функций. Кроме того, по замыслу Бэббиджа, Аналитическая машина должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования.

Для создания компьютера в современном понимании оставалось лишь придумать схему с хранимой программой, что было сделано 100 лет спустя Эккертом, Мочли и Фон Нейманом.

Однако, аналитическая машина так и не была закончена. Вот, что писал Бэббидж в 1851 году: «Все разработки, связанные с Аналитической машиной, выполнены за мой счёт. Я провёл целый ряд экспериментов и дошёл до черты, за которой моих возможностей не хватает. В связи с этим я вынужден отказаться от дальнейшей работы». Несмотря на то, что Бэббидж подробно описал конструкцию аналитической машины и принципы её работы, она так и не была построена при его жизни. Причин этому было много. Но основными стали полное отсутствие финансирования проекта по созданию аналитической машины и низкий уровень технологий того времени. Бэббидж не стал в этот раз просить помощи у правительства, так как понимал, что после неудачи с разностной машиной ему всё равно откажут.

Тут надо вбросить пару кулсторей из личной биографии Бэббиджа, которые идеально оттеняют его и без того шикарный образ нотками очаровательнейшего занудства. Например, известно, что одним из излюбленных способов поразвлечься у Чарльза с друзьями было (вот ведь поганцы)) расшифровывать любовные послания, которые в то время модно было публиковать в газетах в зашифрованном виде. Как-то раз, разобравшись с шифром одной парочки, планировавшей побег, Бэббидж апубликовал (опубликовал антимат не разрешил написать((( в той же газете тем же способом зашифрованное послание с призывом к парочке быть более осмотрительными и “не действовать так бунтарски и поспешно”.

Другая история связана с тем, что однажды Бэббидж написал пэту Альфреду Теннисону по поводу двух последних строк его поэмы “Видение греха”. Там было написано: “Каждую минуту умирает человек, но каждую минуту человек рождается» (Every minute dies a man, / Every minute one is born).

Бэббидж же (ведь я упоминала, что он занимался таким милым и кошерным делом, как составление таблиц смертности) написал поэту: «Вряд ли мне нужно указывать Вам, что это удерживало бы население мира в состоянии вечного равновесия, в то время как хорошо известно, что оно постоянно растет. Поэтому я хотел бы взять на себя смелость предложить, чтобы в следующем издании Вашего превосходного стихотворения, о неправильности вычисления в котором я сообщаю, эти строки были исправлены на Every moment dies a man / And one and a sixth is born. Точное значение — 1,167, однако я вынужден уступить законам стихосложения».

Во всех изданиях поэмы Теннисона «Видение греха» начиная с 1850 года это место звучит так: Every moment dies a man, / Every moment one is born.

А под конец жизни (вот она, секретная связь с Бильбо Бэггинсом!) Бэббидж стал особенно противным, и устроил целую кампанию против уличных музыкантов и шарманщиков. Он жаловался на то, что “под музыку танцуют уличные оборванцы, а иногда и полупьяный люд, которые своими визгливыми голосами порой присоединяются к шуму. Еще одной большой группой приверженцев уличной музыки являются леди лёгкого поведения и свободных взглядов, которым она даёт изрядный повод для демрестрации своих прелестей в открытых окнах”. В ответ музыканты стали собираться большими группами прчмо под окнами его дома и старались играть как можно громче и веселее).

Читайте также:
Исаак Ньютон, биография, история жизни, изобретения

В 1864 году Чарльз Бэббидж написал: «Пройдёт, вероятно, полстолетия, прежде чем люди убедятся, что без тех средств, которые я оставляю после себя, нельзя будет обойтись». В своём предположении он ошибся на 30 лет. Только через 80 лет после этого высказывания была построена машина МАРК-I, которую назвали «осуществлённой мечтой Бэббиджа». Архитектура МАРК-I была очень схожа с архитектурой аналитической машины. Говард Айкен на самом деле серьёзно изучал публикации Бэббиджа и Ады Лавлейс перед созданием своей машины, причём его машина идеологически незначительно ушла вперёд по сравнению с недостроенной аналитической машиной. Производительность МАРК-I оказалась всего в десять раз выше, чем расчётная скорость работы аналитической машины.

Что было бы, если бы этот человек оказался менее высокомерным? Более последовательным? Уже ко времени Крымской войны Англия могла бы обладать пусть невероятно примитивным, но все же компьютером, шифровать и производить подсчеты более сложные и точные, чем любые математики других стран, история пошла бы по сюжету стимпанка, моя фантазия, остановись, пожалуйста.

Вот картинки со стимпанковой няшей, чтобы набрать больше классов бонусов.Надеюсь, всем понравится бложик ^_

Чарльз Бэббидж, математик и изобретатель первого в мире компьютера: 224 года со дня рождения


Чарльз Бэббидж в 1860-м году

224 года назад, 26 декабря 1791 года, по адресу 44 Кросби Роу, Уолворт Роуд в Лондоне родился мальчик, которого назвали Чарльзом. Всего в семье банкира Бенджамина Бэббиджа было четверо детей.

Чарльз в детстве много болел, и в возрасте восьми лет был даже отправлен учиться в школу в сельской местности, чтобы поправить здоровье после сильной лихорадки, чуть не прервавшей его жизнь. И после этого по состоянию здоровья ему часто приходилось учиться дома с частными преподавателями.

Во время учёбы Чарльз всерьёз заинтересовался математикой. Поступив в академию Холмвуд, он много времени проводил в тамошней библиотеке за чтением книг по математике, а по его просьбе родители наняли дополнительных к институтской программе учителей, которые помогали ему постигать эту науку дома. Один из учителей подтянул образование Чарльза до степени, пригодной для поступления в Кембридж.

Поступив в Кембридж в октябре 1810 года, и отучившись там немного, Чарльз был разочарован местным уровнем преподавания математики. Чарльз познакомился с другими одарёнными студентами – Джорджем Пикоком (в будущем – известный математик), Джоном Гершелем (в будущем – математик, астроном, химик, ботаник, изобретатель и фотограф-экспериментатор), и другими.

Совместно они организовали в стенах университета т.н. «Аналитическое общество», к заслугам которого можно, в числе прочего, отнести пропаганду символики Лейбница для работы с дифференциальными уравнениями. До этого совместными усилиями они перевели учебник «Научные основы интегрального и дифференциального счисления» французского математика Сильвестра Лакруа. Начавшись в виде шуточного студенческого проекта, к 1830-х годам «Аналитическое общество» стало уже официальным подразделением университета, и существует там и поныне.

После Кембриджа Чарльз читал лекции, занимался совместно с Гершелем научной работой, связанной с электричеством. Писал книги и пробовал заниматься политикой. Его книга «Экономика механизмов и производств», посвящённая организации промышленных производств и изданная в 1832 году, оказала основополагающее влияние на математические методы исследования операций (разработку и применение методов нахождения оптимальных решений на основе математического моделирования, статистического моделирования и различных эвристических подходов). В частности, в книге активно пропагандировался принцип разделения труда, и доказывалось, что эта методика приводит к увеличению эффективности производства. Теперь этот принцип в Британии называют «Принципом Бэббиджа».

Кроме этого, Бэббидж интересовался инженерным делом, в частности работой поездов. Он изобрёл треугольное устройство «метельник» или «путеочиститель», которое часто называли «скотобойником» (по аналогии с этим можно вспомнить «кенгурятники» внедорожников) – оно помогало оперативно очищать железнодорожные пути от посторонних предметов (и существ). Также ему принадлежит разработка специального вагона-динамометра, измеряющего различные критичные параметры железнодорожного полотна.

Участвовал в создании Астрономического сообщества и в создании единого стандарта астрономических вычислений. Именно работа над исправлением ошибок в счётных таблицах натолкнула Бэббиджа на мысль о механизации рутинного труда по подсчётам.

Цитата из исторической биографии:

В 1812 году он сидел в одной из своих комнат, и смотрел на полные ошибок логарифмические таблицы. И внезапно ему пришла идея автоматических расчётов этих чисел при помощи машин. Французское правительство разработало новый метод подсчёта таблиц. 3-4 математика решали вопросы подсчётов, ещё десяток разбивал работу на более простые части, а сама рутинная работа, состоявшая из сложения и умножения, отдавалась на откуп 80-и работникам-счётчикам, которые и не смыслили в математике ничего больше, чем эти два простых действия. Таким образом массовое производство впервые было применено для математических целей. Бэббиджа захватила идея, что работу неопытных счетоводов можно полностью заменить механизмами, которые бы работали надёжнее и быстрее.

Идея разделения труда вычислителей принадлежала Гаспару де Прони, руководившего бюро переписи Франции с 1790 по 1800 года.

Читайте также:
Альфред Бернхард Нобель - отзывы, мнение, рейтинг

В 1822 году Бэббидж опубликовал статью с описанием машины, способной заменить людей-вычислителей, а вскоре приступил к её практическому созданию. Как математику, Бэббиджу был известен метод аппроксимации функций многочленами и вычислением конечных разностей. С целью автоматизации этого процесса он начал проектировать машину, которая так и называлась — разностная. Эта машина должна была уметь вычислять значения многочленов до шестой степени с точностью до 18-го знака.

В следующем году по рекомендации Королевского общества правительство Великобритании выделило ему субсидии в размере 1500 фунтов стерлингов на создание разностной машины.

К сожалению, изобретатель не смог при своей жизни построить полностью работающую версию задуманной им машины. Вместо трёх лет он потратил на неё более 9 лет, бюджет её создания вырос в 10 раз, но он не смог предвидеть всех трудностей, связанных с реализацией своей идеи.

После того, как правительство отказалось выделять дополнительные средства на финансирование неудавшегося проекта, Бэббидж занялся более общей версией механического компьютера, «аналитической машиной», которую он назвал «Разностная машина №2».

После его смерти во второй половине 19-го века другие изобретатели по его чертежам сумели построить работающие версии разностных машин, одна из которых даже использовалась по назначению, для расчёта и публикации логарифмических таблиц.


Одна из разностных машин, построенная другим изобретателем по чертежам Бэббиджа

В период 1989 по 1991 год к двухсотлетию со дня рождения Чарльза Бэббиджа на основе его оригинальных работ в лондонском Музее науки была собрана работающая копия разностной машины № 2. В 2000 году в том же музее заработал принтер, также придуманный Бэббиджем для своей машины. После устранения обнаруженных в старых чертежах небольших конструктивных неточностей, обе конструкции заработали безупречно.


Построенная в наше время по чертежам изобретателя разностная машина, находящаяся в лондонском музее

Аналитическая машина, придуманная изобретателем, является прямым прообразом современного цифрового компьютера. В единую логическую схему Бэббидж увязал арифметическое устройство (названное им «мельницей»), регистры памяти, объединённые в единое целое («склад»), и устройство ввода-вывода, реализованное с помощью перфокарт трёх типов. Перфокарты операций переключали машину между режимами сложения, вычитания, деления и умножения. Перфокарты переменных управляли передачей данных из памяти в арифметическое устройство и обратно. Числовые перфокарты могли быть использованы как для ввода данных в машину, так и для сохранения результатов вычислений, если памяти было недостаточно.

Ещё одна современная копия машины находится в музее компьютерной истории в Маунтин Вью в Калифорнии:

Во время работы над аналитической машиной Бэббидж вёл переписку с британским математиком Адой Лавлейс. Они познакомились с Бэббиджем, когда ей было всего 17 лет. Впоследствии она не только давала ему идеи по конструкции машины, но и разработала алгоритм её работы для вычисления чисел Бернулли. В связи с этим её часто называют первым программистом в истории.

В 2011 году британские поклонники Бэббиджа разработали план постройки Аналитической машины полностью в том виде, в котором её задумал автор. Инициатива получила название «Plan 28». Пока что им не удалось найти несколько миллионов фунтов на финансирование своего проекта, но они надеются завершить его хотя бы в 2021 году, к 150-й годовщине со дня смерти изобретателя. В переводе на современные единицы, такая машина будет обладать 675 байтами памяти и работать с частотой 7 Гц.

Более 40 лет Бэббидж жил и работал в доме №1 по Дорсет Стрит квартала Мэрилебон на севере Вестминстера. Умер он там же, в возрасте 79 лет, 18 октября 1871 года. Сейчас по этому адресу можно найти круглую мемориальную табличку с его именем.

Pop Hi-Tech

Новости высоких технологий

Чарльз Бэббидж — изобретатель первого компьютера

Биография Чарльза Бэббиджа.

В конце 1791 года в семье Бенджамина и Элизабет Бэббидж родился мальчик. При рождении его назвали Чарльз. По достижению восьмилетия, Бэнджамин Бэббидж определил своего отпрыска в частную школу в Альфингтоне. Слабое здоровье Чарльза не позволило ему посещать обычное, для детей его возраста, учебное заведение. В качестве учителя, будущий знаменитый изобретатель получил священника, который не мог дать полное образование. Поэтому когда в 1810 году Чарльз Бэббидж поступил в колледж, он заметно отставал от своих сверстников.

В детстве, Чарльз коротал время, разбирая механические игрушки. Конечно, многие из нас любят узнать, из чего же состоит та или иная игрушка, но не многие впоследствии связывают свою жизнь с механикой. Уже в детстве Бэббидж, разбирая игрушки, пытался понять, что заставляет их двигаться. И почти всегда это ему удавалось сделать.

До поступления в колледж, Чарльз отучился в Академии в Энфилде. Благодаря обширной математической библиотеке в этом учебном заведении, Бэббидж влюбился в эту науку и впоследствии стал на практике доказывать ее важность.

Благодаря надомному обучению, а именно так учился будущий изобретатель “Аналитической машины” в школе Альфингтона и академии в Энфильде, знаний Бэббиджу явно недоставало. Его отец после академии нанял репетиторов. Один из них смог дать Чарльзу необходимые для поступления в колледж знания.

В 1810 году Бэббидж поступил в Тринити-колледж в Кембридже. Все свободное время Чарльз посвятил самостоятельному изучению математики. Он изучал труды Лагранжа, Лейбница, Эйлера, Ньютона и других “великих математических умов”. Кроме того, молодой человек имел доступ к работам математиков Парижской, Берлинской и Санкт-Петербургской академий.

Читайте также:
Генрих Герман Роберт Кох - отзывы, мнение, рейтинг

Быстро обогнав своих сверстников, Бэббидж разочаровался в системе образования Кембриджа. Он, совместно со своими друзьями по колледжу Гершелем и Пикоком в 1812 основали “Аналитическое общество”. С его помощью молодые британцы смогли получить труды известных математиков того времени на английском языке. Кроме того, на собраниях общества можно было обсудить некоторые вопросы, поспорить и узнать много того, что не рассказывали преподаватели в колледже.

Неожиданно, в 1812 году Бэббидж покидает Тринити-колледж, сославшись на низкий уровень получаемых студентами знаний. Злые языки, знавшие Чарльза, говорили, что он ушел из-за того, что большинство учителей и учеников считали Бэббиджа третьим человеком в колледже после Гершеля и Пикока. Не смерившись с этим, Бэббидж отправился в колледж св. Петра, где через два года получил степень бакалавра.

В 1815 году Чарльз с молодой супругой (в год окончания колледжа св. Петра он женился на Джорджиане Витмур) перебрались в столицу Англии, где через год Бэббидж стал Членом Королевского общества Лондона.

1827 год для молодого ученого стал черным. Сначала он похоронил отца, затем жену и двоих детей. Для того, чтоб не погрязнуть в бесконечной депрессии, Бэббидж отправился в путешествие по Британским островам, после которого он занял пост профессора математических наук в Кембридже.

Малая разностная машина.

Первым изобретением, которое сделало Бэббиджа знаменитым, стала вычислительная машина, которую Чарльз назвал “разностная машина”. В 1812 году Бэббидж был занят за изучением логарифмических таблиц. Занятия его так утомили, что молодой математик заснул прямо за письменным столом. Когда его разбудил друг с вопросом: “Чем занят?”, Чарльз ответил, что хочет создать машину, которая сможет проводить сложные математические расчеты.
Бил Гейтс позирует на фоне машины Бэббиджа
Семь лет ушло у математика для того, чтоб он смог сформировать идеи и принципы вычисления при помощи машины. Еще через три года в 1822 Бэббидж начал создавать свою “разностную машину”. Она состояла из множества шестеренок и рычагов. Разностная машина оперировала 18-ти разрядными числами, с точностью до восьмого знака после запятой. Она могла сосчитать значение многочленов 7-й степени. За свое изобретение Чарльз Бэббидж получил медаль Астрономического общества.

Большая разностная машина.

В 1822 году для уменьшения количества людей занятых в астрономических, навигационных и математических расчетах Бэббидж задумал создание большой разностной машины. Королевское и Астрономическое общество, после запроса изобретателя, согласилось выделить средства.

С 1822 по 1834 на изготовление большой разностной машины было выделены 17000 фунтов от государства, и еще 6000 Чарльз потратил из своего кармана. Но низкая технологическая база того времени не позволила создать машину при жизни изобретателя.

После себя Чарльз Бэббидж оставил чертежи большой разностной машины, которая должна была состоять из 25 тысяч деталей и весить 14 тонн. Швейцарский изобретатель Шойц в 1854 году создал по чертежам Бэббиджа несколько разностных машин.
Разностная машина Бэббиджа

Аналитическая машина — прототип первого компьютера

Бэббидж не очень расстроился неудаче с большой разностной машиной. Уже тогда он понимал, что дело будет за программируемыми машинами. В 1834 году Чарльз начал разрабатывать программируемую аналитическую машину, прообраз современной ЭВМ.

Аналитическая машина Бэббиджа должна была состоять из нескольких частей:
• Склада – хранение результатов операций и значения переменных. Современная память.
• Мельницы – отвечала за операции с переменными, хранения значения переменных участвующих в вычислении в данный момент. Современный процессор.
• Третьего устройства (в чертежах Бэббиджа его названия не называлось) – управление последовательностью операций, перемещение и извлечение переменных в склад, вывод результатов.

Аналитическая машина Бэббиджа программировалась с помощью двух видов перфокарт: операционных карт и карт переменных.

Чарльз Бэббидж умер в 1871 году. После себя он оставил чертежи аналитической машины Первый программист – Ада Лавлейс и конспекты лекций, которые записал преподаватель туринской артиллерийской академии Луиджи Менабреа. На английский язык конспекты перевела друг и соратник Бэббиджа – Ада Лавлейс (дочь Джорджа Байрона). Она снабдила конспекты своими комментариями, которые по объему превосходили основной текст.

Ада Лавлейс в своих комментариях к лекциям Бэббиджа составила и первые инструкции по программированию аналитической машины. После этих инструкций Аду Лавлейс стали считать первым программистом.

В 1888 году сын Чарльза – Генри Бэббидж, создал по чертежам отца основной узел аналитической машины. Полностью машину Бэббиджа удалось создать только в 1906 году усилиями компании Монро.

Личность Чарльза Бэббиджа и его заслуги.

Как мы уже писали выше, технологическая база того времени значительно уступала ходу мыслей Чарльза Бэббиджа. Для изготовления своих машин изобретатель сконструировал поперечно-строгальный и токарно-револьверный станок, открыл новый метод изготовления зубчатых колес и сконструировал еще множество различных устройств.
Перфокарты для програмирования аналитической машины Бэббиджа
Кроме того, ум Бэббиджа был использован в изобретении спидометра и тахометра. Так же ученый изобрел вагон-лабораторию оборудованную самописцами, приспособление для сбрасывания предметов с рельс.

Поучаствовал наш герой и в реформировании почтовой системы Англии, занимался вопросами шифрования и электромагнетизма.

Чарльз Бэббидж был очень разносторонним человеком. Среди его друзей значились Жан Фуко, Чарльз Дарвин, Юнг, Фурье и Пьер Лаплас. В истории талантливый изобретатель и математик оставил огромный след, недаром Бэббиджа называют изобретателем первого компьютера.

Чарлз Беббидж

Ча́рльз Бэ́ббидж (англ. Charles Babbage ; 26 декабря 1791, Лондон, Англия — 18 октября 1871, там же) — английский математик, изобретатель первой вычислительной машины. Иностранный член-корреспондент Императорской академии наук в Санкт-Петербурге (1832). Труды по теории функций, механизации счёта в экономике. Сконструировал и построил (1820-22) машину для табулирования. С 1822 работал над постройкой разностной машины. В 1833 разработал проект универсальной цифровой вычислительной машины — прообраза современной ЭВМ.

Читайте также:
Абу́ Али́ Хусе́йн ибн Абдулла́х ибн аль-Ха́сан ибн Али́ ибн Си́на - отзывы, мнение, рейтинг

Содержание

Биография

Чарльз Бэббидж родился 26 декабря 1791 года в Лондоне. Его отец, Бенджамин Бэббидж, был банкиром. Мать звали Элизабет Бэббидж, в девичестве — Тип (англ. Teape ). В детстве у Чарльза было очень слабое здоровье. В 8 лет его отправили в частную школу в Альфингтоне на воспитание священнику. На тот момент его отец уже был достаточно обеспечен, чтобы позволить обучение Чарльза в частной школе. Бенджамин Бэббидж попросил священника не давать Чарльзу сильных учебных нагрузок из-за слабого здоровья.

После школы в Альфингтоне Чарльз был отправлен в академию в Энфилде, где по существу и началось его настоящее обучение. Именно там Бэббидж начал проявлять интерес к математике, чему поспособствовала большая библиотека в академии.

После обучения в академии, Бэббидж обучался у двух репетиторов. Первый был священником, жившим возле Кембриджа. По словам Чарльза, священник не дал бы ему тех знаний, который он мог получить, обучаясь у более опытного репетитора. После священника у Бэббиджа был репетитор из Оксфорда. Он смог дать Бэббиджу основные классические знания, достаточные для поступления в колледж.

В 1810 году Бэббидж поступил в Тринити-колледж в Кембридже. Однако, основам математики он обучался самостоятельно по книжкам. Он тщательно изучал труды Ньютона, Лейбница, Лагранжа, Лакруа, Эйлера и других математиков академий Санкт-Петербурга, Берлина и Парижа. Бэббидж очень быстро обогнал своих преподавателей по знаниям и был сильно разочарован уровнем преподавания математики в Кембридже. Более того он заметил, что Британия вцелом заметно отстала от континентальных стран по уровню математической подготовки.

В связи с этим, он решил создать общество, целью которого являлось внесение современной европейской математики в Кембриджский университет. В 1812 году Чарльз Бэббидж, его друзья, Джон Гершель (John Herschel) и Джордж Пикок (George Peacock) и ещё несколько молодых математиков основали «Аналитическое общество». Они стали проводить собрания. Обсуждать различные вопросы, связанные с математикой. Начали публиковать свои труды. Например, в 1816 году они опубликовали переведённый ими на английский язык «Трактат по дифференциальному и интегральному исчислению» французского математика Лакруа, а в 1820 году опубликовали два тома примеров, дополняющих этот трактат. Аналитическое общество своей активностью инициировало реформу математического образования вначале в Кембридже, а затем и в других университетах Британии.

В 1812 году Бэббидж перешёл в колледж Св. Петра (Peterhouse). А в 1814 году он получил степень бакалавра. В том же году Чарльз Бэббидж женился на Джорджии Витмур (Georgiana Whitmore), и в 1815 году они переехали из Кембриджа в Лондон. За тринадцать лет брака у них было восемь детей, но пятеро из них умерли в детстве. В 1816 году он стал членом Королевского Общества Лондона. К тому времени он написал несколько больших научных статей в разных математических дисциплинах. В 1820 году он стал членом Королевского Общества Эдинбурга и Королевского Астрономического Общества. В 1827 году он похоронил отца, жену и двоих детей. В 1827 году он стал профессором математических наук в Кембридже, и занимал этот пост в течении 12 лет. После того, как он покинул этот пост, он большую часть своего времени посвятил делу его жизни — разработке вычислительных машин.

Последние годы жизни Бэббидж посвятил философии и политической экономии.

Чарльз Бэббидж умер в возрасте 79 лет 18 октября 1871 года.

Изобретения Бэббиджа

Бэббидж, без сомнения, является первым автором идеи создания вычислительной машины, которая в наши дни называется компьютером.

Малая разностная машина

Впервые Бэббидж задумался о создании механизма, который позволил бы производить автоматически сложные вычисления с большой точностью в 1812 году. На эти мысли его натолкнуло изучение логарифмических таблиц, при пересчёте которых были выявлены многочисленные ошибки в вычислениях, обусловленные человеческим фактором. Ещё тогда он начал осмысливать возможность проведения сложных математических расчётов при помощи механических аппаратов.

Так же, очень большое влияние на Бэббиджа оказали работы французского учёного барона де Прони, который предложил идею разделения труда при вычислении больших таблиц (логарифмических, тригонометрических и др.). Он предлагал разделить процесс вычисления на три уровня. Первый уровень — несколько выдающихся математиков, подготавливающих математическое обеспечение. Второй уровень — образованные технологи, которые организовывали рутинный процесс вычислительных работ. А третий уровень занимали сами вычислители, от которых требовалось лишь умение складывать и вычитать. Идеи Прони навели Бэббиджа на мысль о замене третьего уровня (вычислителей) механическим устройством.

Однако, Бэббидж не сразу начал заниматься развитием идеи построения вычислительного механизма. Лишь в 1819 году, когда он заинтересовался астрономией, он более точно определил свои идеи и сформулировал принципы вычисления таблиц разностным методом при помощи машины, которую он впоследствии назвал разностной. Эта машина должна была производить комплекс вычислений, используя только операцию сложения. В 1819 году Чарльз Бэббидж приступил к созданию малой разностной машины, а в 1822 году он закончил её строительство и выступил перед Королевским Астрономическим обществом с докладом о применении машинного механизма для вычисления астрономических и математических таблиц. Он продемонстрировал работу машины на примере вычисления членов последовательности. Работа разностной машины была основана на методе конечных разностей. Малая машина была полностью механической и состояла из множества шестерёнок и рычагов. В ней использовалась десятичная система счисления. Она оперировала 18 разрядными числами с точностью до восьмого знака после запятой и обеспечивала скорость вычислений 12 членов последовательности в 1 минуту. Малая разностная машина могла считать значения многочленов 7-ой степени.

Читайте также:
Джонас Солк, биография, история жизни, факты.

За создание разностной машины Бэббидж был награждён первой золотой медалью Астрономического общества. Однако, малая разностная машина была экспериментальной, так как имела небольшую память и не могла быть использована для больших вычислений.

Большая разностная машина

В 1822 году Бэббидж задумался о создании большой разностной машины, которая позволила бы заменить огромное количество людей, занимающихся вычислением различных астрономических, навигационных и математических таблиц. Это позволило бы сэкономить затраты на оплату труда, а так же избавиться от ошибок, связанных с человеческим фактором.

Со своими предложением профинансировать создание большой разностной машины Чарльз Бэббидж обратился в Королевское и Астрономическое общества. И те, и другие отозвались на это предложение положительно. В 1823 году Бэббидж получил 1500 фунтов стерлингов и приступил к разработке новой машины. Он планировал сконструировать машину за 3 года. Однако Бэббидж не учёл сложности конструкции, а также технические возможности того времени. И уже к 1827 году было затрачено 3500 фунтов стерлингов (более 1000 личных денег). Ход работы по созданию разностной машины сильно замедлился.

Кроме того, на процесс конструирования машины большое влияние оказали трагические события в жизни Бэббиджа в 1827 году. В этот год он похоронил отца, жену и двоих детей. После этих событий у него ухудшилось самочувствие и он не мог заниматься конструированием машины. Чтобы восстановить здоровье он поехал в путешествие по континенту.

После путешествия в 1828 году Бэббидж продолжил разработку, но денег уже не было. Он обращался ко многим обществам и правительству с просьбой о помощи. Только в 1830 году он получил от правительства ещё 9000 фунтов стерлингов, после чего продолжил конструирование разностной машины.

В 1834 году работы по созданию машины были приостановлены. На тот момент уже было затрачено 17000 фунтов государственных денег и 6000 личных. С 1834 по 1842 год правительство обдумывало оказывать поддержку проекту или нет. А в 1842 году отказалось финансировать проект. Разностная машина так и не была достроена.

Большая разностная машина должна была состоять из 25 000 деталей, весить почти 14 тонн и 2,5 метра высотой. Кроме того, разностная машина должна была быть оснащена печатным устройством для вывода результатов. Память была рассчитана на 1000 50-разрядных чисел.

Возможно, причиной неудачи создания разностной машиной, наряду с трагическими событий 1827 года и недостаточным уровнем технологий того времени, стала излишняя разносторонность Бэббиджа. Он поднимался с экспедицией на Везувий, погружался на дно озера в водолазном колоколе, участвовал в археологических раскопках, изучал залегание руд, спускаясь в шахты. Почти год он занимался безопасностью железнодорожного движения и сделал очень много специального оборудования. В том числе создал спидометр. Кроме того, при конструировании разностной машины, он разработал немало оборудования для обработки металла. В 1851 году Чарльз Бэббидж предпринял попытку сконструировать улучшенную версию разностной машины — «Разностную машину 2». Но и этот проект не был удачным.

Однако, труды Бэббиджа по созданию разностной машины не пропали даром. В 1854 году шведский изобретатель Шойц по работам Бэббиджа построил несколько разностных машин. А ещё через некоторое время Мартин Виберг усовершенствовал машину Шойца и использовал её для расчётов и публикации логарифмических таблиц.

В 1891 году была построена «Разностная машина 2», которая расположена сейчас в Лондонском научном музее.

Аналитическая машина

Несмотря на неудачу с разностной машиной, Бэббидж в 1834 году задумался о создании программируемой вычислительной машины, которую он назвал аналитической (прообраз современного компьютера). В отличие от разностной машины, аналитическая машина позволяла решать более широкий ряд задач. Именно эта машина стала делом его жизни и принесла посмертную славу. Он предполагал, что построение новой машины потребует меньше время и средств, чем доработка разностной машины, так как она должна была состоять из более простых механических элементов. С 1834 года Бэббидж начал проектировать аналитическую машину.

Архитектура современного компьютера во многом схожа с архитектурой аналитической машины. В аналитической машине Бэббидж предусмотрел следующие части: склад (store), фабрика или мельница (mill), управляющий элемент (control) и устройства ввода/вывода информации.

Склад предназначался для хранения как значений переменных, с которыми производятся операции, так и результатов операций. В современной терминологии это называется памятью.

Мельница (арифметико-логическое устройство, часть современного процессора) должна была производить операции над переменными, а так же хранить в регистрах значение переменных, с которыми в данный момент осуществляет операцию.

Третье устройство, которому Бэббидж не дал названия, осуществляло управление последовательностью операций, помещение переменных в склад и извлечение их из склада, а также выводом результатов. Оно считывало последовательность операций и переменные с перфокарт. Перфокарты были двух видов: операционные карты и карты переменных. Из операционных карт можно было составить библиотеку функций. Кроме того, по замыслу Бэббиджа, Аналитическая машина должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования.

Для создания компьютера в современном понимании оставалось лишь придумать схему с хранимой программой, что было сделано 100 лет спустя Эккертом, Мочли и Фон Нейманом.

Читайте также:
Ибн Сина, биография, история жизни, творчество

Бэббидж разрабатывал конструкцию аналитической машины в одиночку. Он часто посещал промышленные выставки, где были представлены различные новинки науки и техники. Именно там состоялось его знакомство с Адой Августой Лавлейс (дочерью Джорджа Байрона), которая стала его очень близким другом, помощником и единственным единомышленником. В 1840 году Бэббидж ездил по приглашению итальянских математиков в Турин, где читал лекции о своей машине. Луиджи Менабреа, преподаватель туринской артиллерийской академии, создал и опубликовал конспект лекций на французском языке. Позже Ада Лавлейс перевела эти лекции на английский язык, дополнив их комментариями по объёму превосходящих исходный текст. В комментариях Ада сделала описание ЦВМ и инструкции по программированию к ней. Это были первые в мире программы. Именно поэтому Аду Лавлейс справедливо называют первым программистом. Однако, аналитическая машина так и не была закончена. Вот, что писал Бэббидж в 1851 году: « Все разработки, связанные с Аналитической машиной, выполнены за мой счёт. Я провёл целый ряд экспериментов и дошёл до черты, за которой моих возможностей не хватает. В связи с этим я вынужден отказаться от дальнейшей работы». Несмотря на то, что Бэббидж подробно описал конструкцию аналитической машины и принципы её работы, она так и не была построена при его жизни. Причин этому было много. Но основными стали: полное отсутствие финансирования проекта по созданию аналитической машины и низкий уровень технологий того времени. Бэббидж не стал в этот раз просить помощи у правительства, так как понимал, что после неудачи с разностной машиной ему всё равно откажут.

Только после смерти Чарльза Бэббиджа его сын, Генри Бэббидж, продолжил начатое отцом дело. В 1888 году Генри сумел построить по чертежам отца центральный узел аналитической машины. А в 1906 году Генри совместно с фирмой Монро построил действующую модель аналитической машины, включающая арифметическое устройство и устройство для печатания результатов. Машина Бэббиджа оказалась работоспособной, но Чарльз не дожил до этих дней.

В 1864 году Чарльз Бэббидж написал: «Пройдёт, вероятно, полстолетия, прежде чем люди убедятся, что без тех средств, которые я оставляю после себя, нельзя будет обойтись». В своём предположении он ошибся на 30 лет. Только через 80 лет после этого высказывания была построена машина МАРК-I, которую назвали «осуществлённой мечтой Бэббиджа». Архитектура МАРК-I была очень схожа с архитектурой аналитической машины. Говард Айкен на самом деле серьёзно изучал публикации Бэббиджа и Ады Лавлейс перед созданием своей машины, причём его машина идеологически незначительно ушла вперёд по сравнению с недостроенной аналитической машиной. Производительность МАРК-I оказалась всего в десять раз выше, чем расчётная скорость работы аналитической машины.

Прочие заслуги Чарльза Бэббиджа

Несмотря на то, что Чарльз Бэббидж считается изобретателем вычислительных машин, на самом деле он был очень разносторонний человек. Бэббидж занимался безопасностью железнодорожного движения, для чего оборудовал вагон-лабораторию всевозможными датчиками, показания которых фиксировались самописцами. Изобрёл спидометр. Участвовал в изобретении тахометра. Создал приспособление, сбрасывающее случайные предметы с путей перед локомотивом.

В ходе работ над созданием вычислительных машин, сделал большой прогресс в металлообработке. Сконструировал поперечно-строгальный и токарно-револьверный станки, придумал методы изготовления зубчатых колес. Предложил новый метод заточки инструментов и литья под давлением.

Он содействовал реформированию почтовой системы в Англии. Составил первые надёжные страховые таблицы. Занимался теорией функционального анализа, экспериментальными исследованиями электромагнетизма, вопросами шифрования, оптикой, геологией, религиозно-философскими вопросами.

В 1834 году Бэббидж написал одну из самых важных работ «Экономика технологий и производств», в которой он предлагал то, что сейчас называется «Исследованием операций».

Он был одним из основателей Лондонского статистического общества. В числе его изобретений были спидометр, офтальмоскоп, сейсмограф, устройство для наведения артиллерийского орудия.

Кроме того, Бэббидж был очень общительным человеком. Часто по субботам он собирал в доме гостей. Иногда приходило от 200 до 300 гостей, среди которых были такие знаменитые люди того времени: Жан Фуко, Пьер Лаплас, Чарльз Дарвин, Чарльз Диккенс, Александр Гумбольдт. Помимо этого он поддерживал близкие отношения с Юнгом, Фурье, Пуассоном, Бесселем, Мальтусом.

Бэббидж оставил огромный след в истории XIX века. И сделал переворот не только в математике и вычислительной технике, но и в науке в целом.

Чарльз Бэббидж

Чарлз Бэббидж (1791-1871) – английский математик, изобретатель первой аналитической вычислительной машины. Иностранный член-корреспондент Императорской академии наук в Санкт-Петербурге. Автор работ по теории функций и механизации счета в экономике. Создал машину для табулирования. Разработал проект универсальной цифровой вычислительной машины – прототипа современной ЭВМ.

В биографии Бэббиджа есть много интересных фактов, о которых мы расскажем в данной статье.

Итак, перед вами краткая биография Чарлза Бэббиджа.

Биография Бэббиджа

Чарлз Бэббидж появился на свет 26 декабря 1791 года в Лондоне. Он рос и воспитывался в семье банкира Бенджамина Бэббиджа и Элизабет Тип. У своих родителей Чарлз был одним из 4-х детей.

Детство и юность

В детстве Бэббидж был очень слабым и болезненным ребенком. Когда ему исполнилось 8 лет он начал обучение в частной школе, где его воспитывал священник. Любопытно, что родители попросили священника не перегружать их сына знаниями, поскольку беспокоились о его здоровье.

После получения среднего образования Чарлз поступил в академию в Энфилде. Именно в данный период биографии у него проявился живой интерес к математике. В академии была крупная библиотека, что позволило юноше изучать разные труды по математике.

Читайте также:
Джуймс Уатт, биография, история жизни, изобретения

По окончании высшего учебного заведения Бэббидж продолжил получать знания у репетиторов. В 19-летнем возрасте он успешно сдал экзамены в Тринити-колледж в Кембридже. Помимо основной программы, парень продолжал самостоятельно исследовать учебники по математике.

Чарлз днями напролет читал работы Ньютона, Лейбница, Лакруа, Эйлера и прочих светил науки. В результате, ему удалось в кратчайшие сроки обогнать собственных педагогов по знаниям. Вскоре он пришел к выводу, что уровень преподавания математики в колледже довольно низкий.

Это привело к тому, что Бэббидж вместе с друзьями основал «Аналитическое общество», где талантливые студенты могли обсуждать наиболее острые математические вопросы. Одновременно с этим студенты издавали научные статьи и трактаты.

Общество приобрело такую популярность, что в Кембридже были проведены изменения в области математического образования. Любопытно, что позднее подобные реформы были проведены и в ряде других вузах Великобритании. В 1812 г. Чарлз перевелся в колледж Св. Петра, где спустя пару лет удостоился степени бакалавра.

Математика и изобретения

Благодаря выдающимся способностям Бэббидж быстро приобрел репутацию одного из лучших молодых математиков. В результате, в 1816 г. его избрали в Королевское Общество Лондона.

За годы научной биографии Чарлз оставил заметный след в разных точных науках, включая астрономию и экономику. Однако самый значительный вклад он внес в разработку вычислительных устройств, ставших прототипами ЭВМ и современных компьютеров.

Этой теме Бэббидж посвятил немало крупных трудов, в которых подробно изложил свои идеи. Его первым проектом была большая разностная машина, разработкой которой он занимался долгие годы.

Она предназначалась для разного рода вычислений, необходимых для астрономии и навигации, которые в то время отнимали у людей массу времени и были подвержены человеческим просчетам. Однако по причине больших расходов на конструирование машины, проект так и не был полностью реализован.

Интересен факт, что согласно чертежам Чарлза Бэббиджа, большая разностная машина должна была состоять из 25 000 элементов, весить до 14 тонн и иметь в высоту около 2,5 м. Стоит заметить, что по мнению некоторых биографов, математику не удалось окончить проект по причине своей разносторонности.

Дело в том, что помимо научной деятельности, Чарлз участвовал в разных экспедициях и археологических раскопках, погружался на дно водоемов в водолазном колоколе, исследовал недра земли, спускаясь в шахты, изобретал разные приборы, включая спидометр и т.д.

Тем не менее, уже после смерти ученого, его труды легли в основу конструирования разностных машин. В 1830-х годах Бэббидж задался целью создать аналитическую машину, устройство, которое можно было бы программировать, а, следовательно, решать более трудные задания.

В 1834 г. Чарлз приступил к реализации аналитической машины, прообраза цифровых компьютеров, которая принесла ему мировое признание, пусть и после смерти. Данный аппарат должен был иметь память (склад), мельницу (аналог процессора), а также управление и приборы для ввода и вывода информации.

Над своим детищем Бэббидж трудился сам, при этом единственным человеком, которому он изложил свои мысли в отношении аналитической машины, была Ада Лавлейс. Примечательно, что сейчас Аду считают первым программистом.

Труды Чарлза в этой области науки, являются первыми работами в сфере информатики. Ему не удалось успеть при жизни сконструировать данный аппарат по ряду причин, главной из которых было – отсутствие финансирования.

Разностная машина Бэббиджа

Работу Бэббиджа после его смерти продолжил его сын Генри. В 1906 г. при поддержке компании «Монро» Бэббидж-младший сконструировал работоспособную модель машины отца. Важно отметить, что за годы научной биографии Чарлз стал автором ряда изобретений.

Мужчина участвовал в создании тахометра, сконструировал новаторские станки по обработке металлов, улучшил способ производства зубчатых колес, а также изобрел офтальмоскоп, сейсмограф и прибор для наведения артиллерийского орудия. Отдельного внимания заслуживает его труд «Экономика технологий и производств», который выдержал несколько переизданий.

Личная жизнь

В возрасте Чарлз Бэббидж взял в жены Джорджиану Витмор. В этом браке, который продолжался 13 лет, родилось 8 детей – пятеро из которых умерли еще в детстве. 1827 год стал самым трудным в биографии ученого, поскольку тогда умерли его отец, супруга и двое сыновей.

Чарлз был очень общительным человеком. Почти каждую неделю в его доме собиралось много друзей и знакомых. Иногда, количество приглашенных достигало 300 гостей. Он поддерживал дружбу с такими знаменитостями, как Фуко, Чарльз Дарвин, Александр Гумбольдт, Чарльз Диккенс, Фурье и многими другими выдающимися личностями.

Смерть

Чарльз Бэббидж умер 18 октября 1871 года в возрасте 79 лет. Причиной его кончины стала почечная недостаточность. После смерти мозг математика был извлечен и на протяжении 36 лет хранился в шотландском музее Хантера. После этого он был препарирован профессором Чарлзом Стюартом.

Чарльз Бэббидж

Каждое утро тысячи служащих заполняли тесные лондонские улочки начала XIX века. Они спешили в свои конторы, чтобы погрузиться в душный мир цифр – финансовые прогнозы и отчеты о сборе налогов, мореходные астрономические таблицы и календари. Могущество “Владычицы морей” опиралось в том числе на армию безвестных вычислителей, терпеливо перемалывающих мириады чисел. В 1812 г. Чарльз Бэббидж дремал над открытой таблицей логарифмов. Приятель молодого математика разбудил его возгласом: “О чем замечтался?”, на что Бэббидж ответил: “. А ведь все эти таблицы могли быть вычислены с помощью машины!”

В эпоху, когда пароходы и паровозы еще считались многообещающей новинкой, Чарльз Бэббидж решил избавить людей от гнета рутинных вычислений. Он говорил: “Я отдаю себе отчет, что мои утверждения могут рассматриваться как нечто сверхутопическое и что они вызовут в памяти философов Лапуты. ” ( Лапута – летающий остров, придуманный Джонатаном Свифтом. На Лапуте жили мудрецы, примечательные своей оторванностью от реальной жизни и пространными псевдонаучными рассуждениями.) И точно – в возможности создания автоматической вычислительной машины сомневались тогда не только обыватели, но и многие ученые.

Читайте также:
Дмитрий Менделеев - отзывы, мнение, рейтинг

Чарльз родился в 1791 году в семье банкира Бенджамина Бэббиджа. Из-за неважного здоровья он до 11 лет учился дома. Потом его отдали в одну из лучших частных школ Англии, где Чарльза сразу покорила богатая библиотека. Среди прочего там были прекрасные книги по математике. К этой науке Бэббидж относился с трепетом всю дальнейшую жизнь. Иногда дело доходило до курьезов.

Каждую минуту умирает человек,
Но каждую минуту человек рождается.

Этот фрагмент из стихотворной поэмы Альфреда Теннисона заставил Бэббиджа отправить поэту письмо, где математик придирчиво заметил: “. Хорошо известно, что упомянутая сумма (население Земли) постоянно увеличивается. Поэтому я беру на себя смелость предположить, что в следующем издании Вашей превосходной поэмы ошибочные расчеты будут исправлены следующим образом:

Каждое мгновение умирает человек,
Но 1,16 человека рождается.

Может, это был своеобразный юмор Бэббиджа? Его отношение к предмету выдает следующее добавление: “Я мог бы указать Вам и более точную цифру -1,167; но это, конечно, нарушило бы ритм стиха. “

Также безоглядно он увлекался изобретательством. Например, попав в оперу на “Дон Жуана”, смертельно заскучал и уже через пять минут ушел из зала – посмотреть, как устроен механизм сцены. Бэббидж пытался вдохнуть жизнь в “нагромождение” валов, шестеренок и рычагов, названное им “Разностной машиной” не один год. Поначалу некоторые средства ученому выделяло Министерство финансов Ее Величества. Но исследования затянулись и господин министр соскучился ждать. Ученому удалось построить только отдельные узлы своей машины. Неудача с “Разностной машиной” нисколько не обескуражила Бэббиджа. Напротив, он сразу же “замахнулся” на новый, несравненно более сложный агрегат. В 1834 году конструктор впервые в мире задумал создать механическое устройство, способное не просто считать, но управлять ходом собственной работы, в зависимости от заложенной программы и результатов промежуточных вычислений! Прародитель ЭВМ был назван им “Аналитической машиной”.

Бэббидж придумал все основные части, которые сегодня составляют компьютер: накопитель для хранения чисел, арифметическое устройство, механизм, управляющий последовательностью операций, устройства ввода и вывода данных. До него никто еще не пытался создать по-настоящему универсальный вычислитель. Даже собранный на несколько лет раньше “арифмометр” Блеза Паскаля был, по сути, не более чем усложненными счетами.

Ход вычислений в машине Бэббиджа определяли перфокарты с программой. А первым в мире программистом стала леди Ада Лавлейс. Дочь Джорджа Байрона – она проявляла несравненно больший интерес к математике, нежели к поэзии, и в этом походила на Бэббиджа. Ада была знакома со многими учеными своего времени, часто принимала их у себя дома, выступая не только в роли хозяйки, но и как активная участница научных споров. Бэббидж “заразил” Аду идеей создания программируемой вычислительной машины, и она составила несколько программ для его агрегата. Применить их так и не пришлось, зато леди Лавлейс разработала все основные принципы программирования, применяемые до сих пор. Ее именем даже назвали один из компьютерных языков – “Ада”. ЧАРЛЬЗ БЫЛ ГОТОВ ПОЙТИ на самые экзотические авантюры, чтобы добыть средства на постройку “Аналитической машины”” Сначала, вместе с леди Лавлейс, Бэббидж придумал “беспроигрышную” систему ставок на скачках. Однако математический талант Ады не помог: изобретатели проигрались в пух и прах, и леди Лавлейс пришлось продать свой фамильный жемчуг.

Неунывающий Бэббидж решил написать роман в трех томах, рассчитывая выручить за него 500 фунтов, но быстро охладел к идее. Зато загорелся новым проектом – деньги ему должен принести автомат. для игры в крестики-нолики, с которым Бэббидж предполагал разъезжать по стране. Знакомый Чарльза отговорил его от этой затеи, уверяя, что данным способом не удастся выколотить из чопорной английской публики требуемую сумму. Автомат для крестиков-ноликов так и не был создан. Как и сама “Аналитическая машина”, хотя Бэббидж продолжал работу над ней до конца жизни. Вскоре после смерти Бэббиджа журнал “Панч” написал:

Служа науке, он терпел лишенья.
Был рок его тревожен и суров,
Он злой судьбою избран был мишенью
Скорей ударов, нежели даров.
(Перевод И. Липкина.)

Тогда же британский комитет по науке отозвался о его изобретении: “Мы полагаем, что подобные машины, помимо экономии труда, сделают осуществимым то, что находится слишком близко к пределам человеческих возможностей”. Почему это признание не появилось при жизни изобретателя?

Только после смерти Бэббиджа его сын Генри сумел построить по чертежам отца центральный узел “Аналитической машины” – арифметическое устройство, которое в 1888 году вычислило произведения числа “пи” на числа натурального ряда от одного до 32 с точностью до 29 знаков! Машина Бэббиджа оказалась работоспособной, но Чарльз этого уже не увидел.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: