Charles Babbage: Britisk matematikar, informatikar og ingeniør

desember 1791–18. oktober 1871) var ein engelsk matematikar. Han er kjend for skissene sine av maskiner, til dømes ein differansemaskin (Difference Engine), som var forløparen for dagens datamaskinar. Påbegynte konstruksjonar og teikningar av desse maskinene finst på London Science Museum. I 1991 vart det produsert, på grunnlag av teikningane til Babbage, ein ferdig differansemaskin som fungerte slik det var tenkt. Han vart produsert med presisjonsnivå og toleransar som var fullt moglege på 1700-talet, noko som beviser at maskinen til Babbage ville ha fungert viss han hadde fått ferdigstilt han.

Charles Babbage
Fødd	26. desember 1791 London, Walworth
Død	18. oktober 1871 Marylebone
Nasjonalitet	Det sameinte kongeriket Storbritannia og Irland
Område	matematikk, analytisk filosofi, datateknikk
Yrke	matematikar, informatikar, oppfinnar, samfunnsøkonom, filosof, universitetslærar, ingeniør, astronom, skribent
Institusjonar	University of Cambridge
Alma mater	Peterhouse Trinity College i Cambridge Totnes Grammar School King Edward VI Community College
Ektefelle	Georgiana Whitmore
Barn	Benjamin Babbage, Henry Babbage
Medlem	Royal Society Det bayerske vitskapsakademiet Vitskapsakademiet i St. Petersburg Det ungarske vitskapsakademiet American Academy of Arts and Sciences Royal Society of Edinburgh Royal Statistical Society Analytical Society Royal Astronomical Society Accademia delle Scienze di Torino

Charles Babbage var den eldste sonen til Benjamin Babbage og Betsy Plumleigh Teape. Han vart anten fødd i Teignmouth i Devonshire eller i faren sitt hus i Crosby Row i Southwark i London. Sidan han vart døypt i St Mary's Newington i London den 6. januar 1792, reknar ein med at fødestaden var Londhon. Begge foreldra, Benjamin Babbage og Betsy Plumleigh Teape, var fødde i Totnes, og familien budde seinare i Teignmouth.

Charles Babbage hadde ein oppstykka skulegang på grunn av dårleg helse. Etter ein kraftig feber blei han send til ein landsens skule i Alpington i Devon for å koma seg. Ei kort stund var han elev ved King Edward VI Grammar School i Totnes, før helsa gjorde at han måtte ha privatlærarar att. Deretter vart han elev ved Holmwood academy i Enfield i Middlesex, med 30 elevar under presten Stephen Freeman. Skulen hadde eit bibliotek der Babbage kunne gjera seg kjend med matematikk. Etter vidare privat opplæring vart han student ved Universitetet i Cambridge.

Babbage byrja som student veed Trinity College i Cambridge i oktober 1810. Som sjølvlært i delar av samtidigi matematikk, frå verk av Robert Woodhouse, Joseph Louis Lagrange og Marie Agnesi, var han skuffa over nivået på den matematiske undervisinga ved universitet.

Babbage dyrka studentlivet og dreiv mellom anna med sjakk- og whistspel, båtliv og dyrka revolusjonære idear. Han beundra Frankrike under Napoleon, som Storbritannia framleis var i krig med, og var kritisk til den ufleksible doktrinen ein følgde ved Cambridge, både i høve til religion og matematisk teori. Han vart vener med John Herschel, George Peacock og fleire andre som skipa Analytical Society i 1812. Han var også medlem i andre selskap som The Ghost Club, som tok for seg overnaturlege fenomen, og Extractors Club, som lova å fri eitkvart medlem frå galehuset om dei nokon gong skulle koma der.

I 1812 flytta Babbage til colleget Peterhouse. Han var rekna som den beste matematikaren der, og var forventa å få toppkarakter. I staden fekk han ein mindre prestisjefylt grad utan eksamen. Ei religiøs avhandling han hadde skrive var blitt avfeid som blasfemisk, men det er uklart om det var dette som gjorde at han ikkje avla eksamen.

Same året som han avslutte studiane sine, i 1814, gifta han seg med Georgiana Whitmore. Dei slo seg ned i Marylebone i London. Paret fekk åtte born, men berre fire levde opp. I 1827 mista Babbage far sin, kona og to born.

I oktober dette året la han ut på ei reise til Kontinentet for å koma seg. Saman med Richard Wright, som arbeidde for han, vitja han vitskapsfolk, fabrikkar og handverkarar for å studera teknikk og maskineri. Babbage hadde arva formuen etter faren, og hadde derfor solid økonomi. I april 1828, medan han var i Roma, fekk han vita at han var vorten utnemnd til professor i Cambridge, ei stilling han tre gonger tidlegare hadde prøvd å få utan å lukkast.

Babbage gifta seg ikkje opp att. Under reisa hans tok svigerinna hans Harriet Isaac seg av dei to yngste borna, medan mora hans passa på dei to eldste. Etter at han kom tilbake slo Babbage seg ned i 1 Dorset Street ved Manchester Square, medan mora tok vare på familien i Devonshire Street i nærleiken. Den einaste dottera hans, Georgiana, døydde som tenåring i 1834.

I 1816 vart Babbage medlem i Royal Society.

Frå 1828 til 1839 var Babbage lucasiansk professor i matematikk ved universitetet i Cambridge. Han bidrog med artiklar i fleire vitskaplege tidsskrift, og var delaktig i skipingar av The Astronomical Society i 1820 og The Statistical Society i 1834. Dei siste åra budde han i London og arbeidde med å konstruere maskinar som kunne utføre aritmetiske og algebraiske utrekningar.

 

Astronomar og navigatørar utfører mange rekneoperasjonar, t.d. multiplikasjon og divisjon, og heilt opp til dagane våre (før datamaskinar og andre elektroniske hjelpemiddel) har det viktigaste hjelpemidlet til dette vore logaritmar. Enklare logaritmetabellar strekkjer ikkje til for presisjonsbehova i astronomi og navigasjon. Sidan det er arbeidskrevjande å rekne ut ein logaritme for hand, vart det publisert logaritmetabellar i tjukke bind, med meir nøyaktige logaritmar. Desse vart framstilt ved hjelp av mange tilsette som rekna ut tabellar for hand. Deretter vart tabellane sett i bly for trykking. Denne arbeidskrevjande prosessen resulterte i mange feil, noko som skapte store og kostbare problem for fartøy.

Med bakgrunn i den høge feilfrekvensen i logaritmetabellane på denne tida, leitte Babbage etter ein metode for å gjere desse utrekningane manuelt. Målet var at utrekningar og setting skulle gjerast utan menneskeleg inngrep. Han kjende til, og var sikkert påverka av dei tidlegare arbeida med utrekningsmaskinar av Blaise Pascal og Gottfried Leibniz. I 1822 skildra han i eit brev til sir Humphry Davy idene sine om korleis ein utrekningsmaskin skulle kunne brukast til å rekne ut og trykkje matematiske tabellar.

Differansemaskinen

I 1821 presenterte Babbage ein modell til noko han kalla differansemaskinen (The Difference Engine) for Royal Astronomical Society. Formålet med denne maskinen var å framstille logaritmetabellar der logaritmeberekninga vart tilnærma av polynom med ein numerisk metode, differansemetoden. Ideen vart godkjent, og i 1823 mottok han eit bidrag frå den britiske regjeringa på 1500 pund for å realisere konstruksjonen.

Arbeidet vart påbegynt, men aldri avslutta. For det første var friksjonen i tannhjulmekanismane som kunne produserast med teknikken på den tida for stor – vibrasjonar var eit konstant problem. For det andre ombestemte han seg stadig med omsyn til korleis maskinen skulle konstruerast. I 1833 hadde han brukt 17 000 pund utan at han kunne vise til tilfredsstillande resultat.

Den analytiske maskinen

 

 

Mellom 1833 og 1842 gjorde han eit nytt forsøk. Denne gongen freista han å byggje ein maskin som skulle kunne programmerast til å utføre alle typar utrekningar, ikkje berre polynomfunksjonar. Denne maskinen kalla han «den analytiske maskinen» (the Analytical Engine). Konstruksjonen bygde på prinsipp frå vevstolproduksjonen til Joseph-Marie Jacquard, som brukte holkort til å styre arbeidet. Babbage tilpassa denne konstruksjonen til å styre korleis ulike matematiske utrekningar skulle utførast.

Den analytiske maskinen hadde innmatingseiningar som bygde på holkort, etter idear frå Jacquard, ei utrekningseining som utførte ulike matematiske operasjonar, ei styreeining som sørgde for at riktige operasjonar vart utført, og eit minne der utrekna mellomresultat kunne lagrast for seinare bruk. Dette var den første datamaskinen i verda.

Konstruksjonen var ferdig i 1835, men han såg aldri dagens lys. Dette skulda i stor grad dei tidlegare problema til Baggage med differansemaskinen, han fekk fleire avslag på søknad om økonomiske bidrag til arbeidet frå styresmaktene.

I oktober 1842 publiserte den italienske generalen og matematikaren Federico Luigi, Conte Menabrea ein forskingsrapport om den analytiske maskinen. Augusta Ada King, grevinne av Lovelace, ein mangeårig ven av Babbage, omsette rapporten til engelsk. Babbage føreslo at ho skreiv kommentarar til rapporten. I ein serie brev mellom 1842 og 1843, samarbeidde paret om sju kommentarar. I den eine kommentaren utarbeidde Ada Lovelace ein utføringstabell for eit program som Babbage skreiv for å rekne ut bernoullitala. I ein annan skreiv ho om eit generalisert algebraprogram som kunne utføre operasjonar på symbol i tillegg til tal. Av einskilde blir Lovelace rekna som den første programmeraren i historia. Ho byrja på arbeidet med ein meir detaljert skildring av den analytiske maskinen, men ho vart aldri ferdig. Over hundre år seinare vart eit av dei tidlege programmeringsspråka, Ada, kalla opp til minne om henne.

Seinare år

I 1837 lukkast ein svensk advokat, Georg Scheutz, i å byggje ein fungerande versjon av differansemaskinen. Konstruksjonen bygde på skildringane til Babbage frå 1834. Babbage var blant dei som undersøkte maskinen og uttalte seg positivt om han. Den britiske regjeringa kjøpte eit eksemplar av maskinen.

Arbeidet til Babbage med å forbetre produksjonen av tannhjulmekanismar til maskinane sine, har etter mange si meining bidrege til at britane fekk eit teknisk forsprang, og til at den britiske flåten vart overlegen under første verdskrigen.

• 1824 – Royal Astronomical Societys gullmedalje

• Kryptoanalyse
• Kryptering
• Datamaskin

• Biografi om Babbage
• Science Museum's utstilling om differansemaskinen Arkivert 2006-09-08 ved Wayback Machine.