计算机发展史之查尔斯·巴贝奇

news2025/1/10 20:49:54

查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage,1791年12月26日—1871年10月18日)是一名英国数学家、发明家、科学家,科学管理的先驱者,出生于一个富有的银行家的家庭,曾就读于剑桥大学三一学院。

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他在24岁时就被选为英国皇家学会会员、卢卡斯讲座数学教授,参与创建了英国天文学会和统计学会,并且还是天文学会金奖获得者;是巴黎伦理科学院、爱尔兰皇家学会和美国科学学院的成员之一。却因为差分机被人嘲笑了一辈子。
查尔斯·巴贝奇
1812年
查尔斯·巴贝奇在检验对数表重复繁杂的事务中昏昏欲睡,
在睡梦中萌生了:借用机器的力量,来帮助人们整理分析大量信息。
对数表类似于我们日常生活中的乘法表,但是有很多复杂的表需要运用到航海和天文学中,由于人工的演算会出现错误,会导致严重的事故,所以需要很多数学大佬进行验算。

1822年
亲自动手打造出来了小型差分机演示模型:差分机零号。
并提交了《论机械在天文及数学用表计算中的应用》的论文。
但是天文学会回复:您的研究实在太过于深奥,恐怕我们书刊的订阅者中没有一个人能看得懂。
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后来又向英国政府演示,不仅可以节省对数表的人力成本又能降低错误率,
于是投资了1500英镑,这些钱在当时可以买下英国伦敦的房子了。

1832年
十年的时间里,他与工程师克莱门特研制出来了十分之一的差分机。
有六根轮轴,几十个竖轮,只能进行六位数的计算和两位数的差分方程。
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因为要想制作出高性能的差分机,需要制造高精度的齿轮进行匹配,
但是在当时的制造工业下,还远远不足以制造出如此精密的机器。
政府此时已经投入了一万七千英镑,而且还没有一个结果,
以为他们是在合伙牟取暴利,后来就没有投入一分钱了。

1842年
阿达·洛芙莱斯伯爵夫人加入,
正是因为1833年巴贝奇在一次晚宴中演示自己的差分机模型,小阿达被差分机深深的吸引住了,并决定和巴贝奇并肩作战。
阿达·洛夫莱斯与查尔斯·巴贝奇
阿达是著名诗人拜伦的独生女,不到十岁就学习了欧几里得的数学理论并自学了微积分、函数方程等数学知识,下一篇章我们再来详细介绍历史上第一位程序员。

经过巴贝奇和阿达一起的构想,他们迸发出了一个伟大的机器设想——分析机:可以通过计算指令的形式来计算存储所有数学计算。那如何灵活的操作机器按不同的算式进行计算呢?这时候不得不提科学家们善于从生活中获取知识,其灵感来源:雅卡尔提花机,通过打孔卡片将不同颜色的线穿过孔洞,设计好的图案就能根据不同卡片的打孔位置完整的织在衣物上。有孔没孔就相当0和1,也对应提花机的话本显花不显花。
这个时候的分析机已经具备了:输入、输出、运算室、存储室

分析机设计图
而软件方面就是阿达的贡献:求解伯努利数的数学指令,这也是在1843年底人类计算机历史上第一套算法程序。
世界上第一套程序算法

1852年
阿达去世,她曾经说过:
分析机的思想
就像是静静躺在黑暗橱柜里
慢慢泛黄的蓝图
等待着被后世再次偶然发现
人们常说
未来发生的事情可能会提前埋下伏笔
虽然经常是悲伤的伏笔
但它们有时也会提前发出光芒

她的一辈子算是上了贼船,
用了余生来潜心研究分析机的可编程性,
为后来一百多年的人类提供了跟多的思路。

1871年
巴贝奇带着遗憾离世,离世前他曾经说过:
我真愿意
放弃剩下不管多少活着的日子
只希望能在五个世纪后的未来
生活上三天
哪怕只有三天就好

他追了一辈子的梦,
虽然在那个年代输的一塌糊涂,
但是这个时代的人们还有人在缅怀。

2002年
英国科学博物馆技术团队成功复原分析机

他的其他著作还有:
《各种人寿保险机构的比较观点》
《关于科学在英国的衰落及其某些原因的思考》
《对数表样本》
《论机器和制造业的经济》
《有关征税原则的思考、关于财产税及其免除》
《一个哲学家生涯的片段》
此外,还有以下一些论文:
《机器在数学表计算中的应用》
《论用符号表示机器动作的方法》
《关于调节机器的应用一般原则的论文》

CCTV10 纪录片:
《解码科技史》 计算机往事——往事缘起

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