Charles Babbage je bio engleski matematičar i pronalazač koji je dizajnirao prvi automatski digitalni računar. Osim toga, pomogao je u stvaranju modernog engleskog poštanskog sistema i sastavio prve pouzdane aktuarske tablice, izumio vrstu brzinomjera i izmislio željeznički čistač.
Biografija Charlesa Babbagea
Rođen u Londonu 26. decembra 1791. u porodici Benjamina Babbagea, partnera u Praeds banci, vlasnika Bitton Estatea u Teignmouthu i Betsy Plumley Tip. Godine 1808. porodica je odlučila da se preseli u staru Rowden House u East Teignmouthu, a otac je postao upravnik obližnjeg St Michael's.
Charlesov otac je bio bogat čovjek, tako da je mogao studirati u nekoliko elitnih škola. Sa 8 godina morao je da ide u seosku školu da se oporavi od opasne bolesti. Njegovi roditelji su odlučili da djetetov mozak "nije trebao biti previše tvrd". Prema Babbageu, "ova velika besposlica je možda dovela do nekih njegovih djetinjastih razmišljanja."
Potom je upisao Gimnaziju kralja Edvarda VI u Totnesu, Južni Devon,uspješna javna škola koja i danas radi, ali zdravstveni uslovi natjerali su Charlesa da se neko vrijeme obrati privatnim učiteljima. Konačno je ušao u zatvorenu akademiju za 30 studenata, koju je vodio velečasni Stephen Freeman. Institucija je imala veliku biblioteku, koju je Babbage koristio da samostalno uči matematiku i naučio da je voli. Po izlasku sa akademije imao je još dva lična mentora. Jedan od njih je bio sveštenik iz Kembridža, čije je učenje Čarls prokomentarisao: "Bojim se da nisam iskoristio svu prednost koju sam mogao imati." Drugi je bio profesor s Oksforda. Predavao je klasike Charlesa Babbagea kako bi mogao biti primljen na Cambridge.
Univerzitetske studije
U oktobru 1810. Babbage je stigao u Cambridge i upisao Trinity College. Imao je briljantno obrazovanje - poznavao je Lagranža, Lajbnica, Lakroa, Simpsona i bio je ozbiljno razočaran dostupnim matematičkim programima. Stoga je odlučio da osnuje Analitičko društvo sa Johnom Herschelom, Georgeom Peacockom i drugim prijateljima.
Kada je Babbage prešao u Cambridge Peterhouse 1812. godine, bio je najbolji matematičar; ali nije diplomirao sa odličnim uspjehom. Dobio je počasni stepen kasnije, čak i bez polaganja ispita, 1814.
1814. Charles Babbage se oženio Georgianom Whitmore. Njegov otac ga, iz nekog razloga, nikada nije blagoslovio. Porodica je živjela u miru u ulici Devonshire 5 u Londonu. Samo troje od osmoro djece je preživjelo.do punoljetstva.
Charlesov otac, njegova žena i jedan od njegovih sinova poginuli su tragično 1827.
Kompjuterski projekat
U vrijeme Charlesa Babbagea, često je bilo grešaka u računanju matematičkih tabela, pa je odlučio pronaći novu metodu koja bi to radila mehanički, eliminirajući faktor ljudske greške. Ova ideja mu je pala na pamet vrlo rano, davne 1812.
Tri različita faktora su uticala na njegovu odluku:
- on nije volio aljkavost i nepreciznost;
- logaritamske tablice su mu bile lake;
- inspirisan je postojećim radom na računskim mašinama W. Schickard-a, B. Pascal-a i G. Leibniza.
Raspravljao je o osnovnim principima izračunavanja uređaja u pismu Sir H. Davyju početkom 1822.
Difference Engine
Babbage je Kraljevskom astronomskom društvu 14. juna 1822. predstavio ono što je nazvao "motor razlike" u radu pod naslovom "Napomene o primjeni mašinskog izračunavanja astronomskih i matematičkih tablica". Mogao je izračunati polinome koristeći numeričku metodu zvanu razlika.
Društvo je odobrilo ideju, a 1823. godine vlada mu je dala 1.500 funti da je izgradi. Babbage je napravio radionicu u jednoj od prostorija svoje kuće i unajmio Josepha Clementa da nadgleda izgradnju uređaja. Svaki komad je morao biti izrađen ručno pomoću posebnih alata, od kojih je mnoge sam dizajnirao. Charles je mnogo puta putovao u industrijska preduzeća kako bi bio boljirazumiju proizvodne procese. Na osnovu ovih putovanja i svog ličnog iskustva izgradnje mašine, Babbage je 1832. objavio O ekonomiji mašina i proizvodnje. To je bila prva publikacija onoga što se danas naziva "naučna organizacija proizvodnje".
Lična tragedija i putovanje Evropom
Smrt supruge Georgiane, oca Charlesa Babbagea i njegovog malog sina prekinula je gradnju 1827. Posao ga je jako opterećivao i bio je na ivici sloma. Džon Heršel i nekoliko drugih prijatelja nagovorili su Bebidža da ode u Evropu da se oporavi. Putovao je kroz Holandiju, Belgiju, Njemačku, Italiju, posjećujući univerzitete i fabrike.
U Italiji je saznao da je imenovan za Lucasian profesora matematike na Univerzitetu u Cambridgeu. U početku je želio da odbije, ali su ga prijatelji uvjerili u suprotno. Po povratku u Englesku 1828. preselio se u ulicu Dorset 1.
Nastavak rada
Tokom Babbageovog odsustva, projekat Difference Engine našao se na udaru kritike. Proširile su se glasine da je protraćio državni novac, da mašina ne radi i da ne bi imala nikakvu praktičnu vrijednost da je napravljena. John Herschel i Kraljevsko društvo javno su branili projekat. Vlada je nastavila svoju podršku davanjem 1.500 funti 29. aprila 1829. godine, 3.000 funti 3. decembra i isto toliko 24. februara 1830. godine. Posao se nastavio, ali Babbage neprestanoimao poteškoća da dobije novac iz riznice.
Napuštanje projekta
Finansijske nevolje Charlesa Babbagea poklopile su se s rastućim neslaganjima sa Clementom. Babbage je iza svoje kuće izgradio radionicu na dva sprata, dugu 15 metara. Imala je stakleni krov za rasvjetu, kao i vatrostalnu čistu prostoriju za odlaganje automobila. Klement je odbio da se preseli u novu radionicu i tražio je novac da putuje po gradu kako bi nadgledao posao. Kao odgovor, Babbage je predložio da mu se plati direktno iz trezora. Clement je odbio i prestao raditi na projektu.
Štaviše, odbio je predati nacrte i alate korištene za izgradnju Difference Enginea. Nakon ulaganja 23.000 funti, uključujući 6.000 funti Babbageovih vlastitih sredstava, radovi na nedovršenom uređaju prestali su 1834. Vlada je 1842. službeno odustala od projekta.
Charles Babbage i njegova analitička mašina
Daleko od motora razlike, izumitelj je počeo razmišljati o svojoj poboljšanoj verziji. Između 1833. i 1842. Čarls je pokušao da napravi uređaj koji se može programirati da izvrši bilo koje proračune, ne samo one vezane za polinomske jednačine. Prvi napredak došao je kada je preusmjerio izlaz mašine na njen ulaz da bi riješio daljnje jednačine. Opisao ju je kao mašinu koja "jede svoj rep". Nije mu trebalo dugo da shvati osnovne elemente analitičke mašine.
Kompjuter Charlesa Babbagea koristio je bušene kartice posuđene iz žakardskog razboja za unos podataka i označavanje redoslijeda potrebnih proračuna. Uređaj se sastojao od dva dijela: mlina i spremišta. Mlin, koji odgovara procesoru modernog računara, obavljao je operacije nad podacima primljenim iz skladišta, koji se mogu smatrati memorijom. Bio je to prvi računar opšte namene na svetu.
Kompjuter Charlesa Babbagea dizajniran je 1835. godine. Obim posla je bio zaista nevjerovatan. Babbage i nekoliko asistenata napravili su 500 velikih crteža dizajna, 1.000 listova mehaničkih oznaka i 7.000 listova opisa. Završeni mlin je bio visok 4,6 m i prečnik 1,8 m. Skladište za 100 cifara proširilo se 7,6 m. Za svoju novu mašinu, Babbage je napravio samo male probne delove. Uređaj nikada nije u potpunosti završen. Godine 1842, nakon uzastopnih neuspješnih pokušaja da dobije državna sredstva, obratio se Sir Robertu Peelu. On je to odbio i umjesto toga mu je ponudio titulu viteza. Babbage je odbio. Nastavio je modificirati i poboljšavati dizajn tokom godina.
Countess Lovelace
U oktobru 1842. godine, Federico Luigi, italijanski general i matematičar, objavio je članak o analitičkoj mašini. Augusta Ada King, grofica od Lovelacea, Babbageova stara prijateljica, prevela je djelo na engleski. Charles joj je predložio da napomene prijevod. Između 1842. i 1843. par je zajedno napisao 7 bilješki,čija je ukupna dužina bila tri puta veća od stvarne veličine članaka. U jednom od njih, Ada je pripremila tabelu izvršavanja programa koju je Babbage kreirao za izračunavanje Bernulijevih brojeva. U drugom je pisala o generalizovanoj algebarskoj mašini koja je mogla da obavlja operacije nad simbolima kao i nad brojevima. Lovelace je bio možda prvi koji je razumio opštije ciljeve Babbageovog uređaja, a neki ga smatraju prvim svjetskim kompjuterskim programerom. Počela je da radi na knjizi koja detaljnije opisuje analitičku mašinu, ali nije imala vremena da je završi.
Miracle of Engineering
Između oktobra 1846. i marta 1849. Bebidž je počeo da projektuje drugu mašinu razlike, koristeći znanje koje je stekao izgradnjom analitičkog. Koristio je samo 8.000 dijelova, tri puta manje od prvog. Bilo je to čudo inženjerstva.
Za razliku od analitičkog, koji je konstantno ispravljao i modificirao, drugi motor razlike Charlesa Babbagea nije promijenjen nakon završetka početne faze razvoja. U budućnosti, izumitelj nije pokušavao da napravi uređaj.
24 crteža su ostali u arhivi Muzeja nauke sve dok ideje Charlesa Babbagea nisu realizovane 1985.-1991. stvaranjem replike u punoj veličini povodom 200. godišnjice njegovog rođenja. Dimenzije uređaja bile su 3,4 m dužine, 2,1 m visine i 46 cm dubine, a težina 2,6 tona. Granice tačnosti bile su ograničene na ono što se moglo postići u to vrijeme.
Postignuća
Godine 1824, Babbage je dobio zlatnu medalju Kraljevskog astronomskog društva "za svoj izum mašine za izračunavanje matematičkih i astronomskih tablica."
Od 1828. do 1839. Babbage je bio Lukasov profesor matematike na Kembridžu. Pisao je opsežno za brojne naučne periodike i bio je ključan u osnivanju Astronomskog društva 1820. i Statističkog društva 1834.
Godine 1837, kao odgovor na 8 zvaničnih Bridgewater rasprava "O moći, mudrosti i dobroti Boga koji se manifestuju u stvaranju", objavio je deveti Bridgewater raspravu, izlažući tezu da je Bog, posjedujući svemoć i predviđanje, stvorio božanski zakonodavac koji proizvodi zakone (ili programe) koji zatim stvaraju vrste u odgovarajuće vrijeme, čime se eliminira potreba da se čine čuda svaki put kada je potrebna nova vrsta. Knjiga sadrži odlomke iz autorove prepiske sa Johnom Herschelom na ovu temu.
Charles Babbage je također postigao zapažene rezultate u kriptografiji. On je razbio šifru autoključa kao i mnogo slabiju šifru koja se danas zove Vigenèreova šifra. Babbageovo otkriće koristila je britanska vojska i objavljeno je tek nekoliko godina kasnije. Kao rezultat toga, pravo prvenstva je prešlo na Friedricha Kasiskog, koji je nekoliko godina kasnije došao do istog rezultata.
Godine 1838, Babbage je izumio čistač kolosijeka, metalni okvir pričvršćen na prednji dio lokomotiva kako bi očistio kolosijekebarijere. Također je izvršio niz studija Velike zapadne željeznice Isambard Kraljevine Brunel.
Samo je jednom pokušao da uđe u politiku, kada je 1832. godine učestvovao na izborima u gradu Finsberi. Prema rezultatima glasanja, Babbage je zauzeo posljednje mjesto.
Matematičar i pronalazač umro je 18. oktobra 1871. u 79. godini života.
Dijelovi nedovršenih mehanizama računarskih uređaja koje je stvorio dostupni su za posjetu u Muzeju nauke u Londonu. Godine 1991. Difference Engine Charlesa Babbagea je napravljen na osnovu njegovih originalnih planova i savršeno je radio.
