Charles Babbage era un matematico e inventore inglese che progettò il primo computer digitale automatico. Inoltre, ha contribuito a creare il moderno sistema postale inglese e ha compilato le prime tabelle attuariali affidabili, ha inventato un tipo di tachimetro e ha inventato lo sgombero ferroviario.
Biografia di Charles Babbage
Nato a Londra il 26 dicembre 1791 nella famiglia di Benjamin Babbage, socio della Praeds Bank, proprietario della Bitton Estate a Teignmouth, e Betsy Plumley Tip. Nel 1808 la famiglia decise di trasferirsi nella vecchia Rowden House a East Teignmouth, e il padre divenne direttore della vicina St Michael's.
Il padre di Charles era un uomo ricco, quindi poteva studiare in diverse scuole d'élite. All'età di 8 anni dovette frequentare una scuola rurale per riprendersi da una pericolosa malattia. I suoi genitori hanno deciso che il cervello del bambino "non avrebbe dovuto essere troppo duro". Secondo Babbage, "Questa grande pigrizia potrebbe aver portato ad alcuni dei suoi ragionamenti infantili."
Poi entrò nella King Edward VI Grammar School di Totnes, nel South Devon,una fiorente scuola pubblica che opera ancora oggi, ma le condizioni di salute costrinsero Charles a rivolgersi per un po' a insegnanti privati. Alla fine è entrato in un'accademia chiusa per 30 studenti, guidata dal reverendo Stephen Freeman. L'istituto aveva una vasta biblioteca, che Babbage usava per studiare matematica da solo e imparò ad amarla. Dopo aver lasciato l'accademia, ha avuto altri due mentori personali. Uno di loro era un pastore di Cambridge, del cui insegnamento Charles commentò: "Temo di non aver sfruttato tutto il vantaggio che potevo avere". L' altro era un professore di Oxford. Insegnò i classici a Charles Babbage in modo che potesse essere ammesso a Cambridge.
Studi universitari
Nell'ottobre del 1810, Babbage arrivò a Cambridge ed entrò al Trinity College. Ha avuto un'istruzione brillante: conosceva Lagrange, Leibniz, Lacroix, Simpson ed era seriamente deluso dai programmi matematici disponibili. Così decise di formare la Società analitica con John Herschel, George Peacock e altri amici.
Quando Babbage si trasferì alla Cambridge Peterhouse nel 1812, era il miglior matematico; ma non si è laureato con lode. Ricevette la laurea honoris causa in seguito, senza nemmeno sostenere esami, nel 1814.
Nel 1814, Charles Babbage sposò Georgiana Whitmore. Suo padre, per qualche ragione, non lo ha mai benedetto. La famiglia viveva in pace al numero 5 di Devonshire Street a Londra e solo tre dei loro otto figli sopravvissero.fino all'età adulta.
Il padre di Charles, sua moglie e uno dei suoi figli morirono tragicamente nel 1827.
Progetto informatico
Al tempo di Charles Babbage, c'erano spesso errori nel calcolo delle tabelle matematiche, così decise di trovare un nuovo metodo che lo facesse meccanicamente, eliminando il fattore dell'errore umano. Questa idea gli venne molto presto, nel 1812.
Tre diversi fattori hanno influenzato la sua decisione:
- non gli piacevano la sciatteria e l'imprecisione;
- Le tabelle logaritmiche gli sono state facili;
- è stato ispirato dal lavoro esistente sulle macchine calcolatrici di W. Schickard, B. Pascal e G. Leibniz.
Ha discusso i principi di base del calcolo del dispositivo in una lettera a Sir H. Davy all'inizio del 1822.
Motore di differenza
Babbage presentò quello che chiamò il "motore di differenza" alla Royal Astronomical Society il 14 giugno 1822, in un documento intitolato "Remarks on the Application of the Machine Calculation of Astronomical and Mathematical Tables". Poteva calcolare i polinomi usando un metodo numerico chiamato differenza.
La Società approvò l'idea e nel 1823 il governo gli diede 1.500 sterline per costruirla. Babbage fece un laboratorio in una delle stanze della sua casa e assunse Joseph Clement per supervisionare la costruzione del dispositivo. Ogni pezzo doveva essere realizzato a mano utilizzando strumenti speciali, molti dei quali disegnò lui stesso. Carlo fece molti viaggi in imprese industriali per migliorarecomprendere i processi di produzione. Sulla base di questi viaggi e della sua esperienza personale di costruzione di una macchina, nel 1832 Babbage pubblicò On the Economics of Machinery and Production. Fu la prima pubblicazione di quella che oggi viene chiamata "organizzazione scientifica della produzione".
Tragedia personale e viaggi in Europa
La morte della moglie Georgiana, padre di Charles Babbage e di suo figlio neonato interruppe la costruzione nel 1827. Il lavoro lo ha gravato molto ed era sull'orlo di un esaurimento. John Herschel e molti altri amici convinsero Babbage a fare un viaggio in Europa per riprendersi. Ha viaggiato attraverso Paesi Bassi, Belgio, Germania, Italia, visitando università e fabbriche.
In Italia, ha appreso di essere stato nominato Professore Lucasiano di Matematica all'Università di Cambridge. Inizialmente voleva rifiutare, ma gli amici lo convinsero del contrario. Al suo ritorno in Inghilterra nel 1828 si trasferì in 1 Dorset Street.
Riprendere il lavoro
Durante l'assenza di Babbage, il progetto Difference Engine è stato preso di mira. Si sparse la voce che avesse sprecato i soldi del governo, che la macchina non funzionasse e che non avrebbe avuto alcun valore pratico se fosse stata costruita. John Herschel e la Royal Society hanno difeso pubblicamente il progetto. Il governo ha continuato il suo sostegno fornendo £ 1.500 il 29 aprile 1829, £ 3.000 il 3 dicembre e lo stesso importo il 24 febbraio 1830. Il lavoro è andato avanti, ma Babbage costantementeha avuto difficoltà a ottenere denaro dal tesoro.
Abbandonare il progetto
I problemi finanziari di Charles Babbage hanno coinciso con crescenti disaccordi con Clement. Babbage ha costruito un laboratorio a due piani lungo 15 metri dietro casa sua. Aveva un tetto di vetro per l'illuminazione e una camera bianca ignifuga per riporre la sua auto. Clemente si rifiutò di trasferirsi in una nuova officina e chiese soldi per viaggiare per la città per supervisionare i lavori. In risposta, Babbage suggerì di essere pagato direttamente dal tesoro. Clement ha rifiutato e ha smesso di lavorare al progetto.
Inoltre, ha rifiutato di consegnare i progetti e gli strumenti utilizzati per costruire il Difference Engine. Dopo aver investito £ 23.000, di cui £ 6.000 dei fondi propri di Babbage, il lavoro sul dispositivo incompiuto cessò nel 1834. Nel 1842 il governo abbandonò ufficialmente il progetto.
Charles Babbage e il suo motore analitico
Lontano dal motore di differenza, l'inventore iniziò a pensare alla sua versione migliorata. Tra il 1833 e il 1842, Charles cercò di costruire un dispositivo che potesse essere programmato per eseguire qualsiasi calcolo, non solo quelli relativi alle equazioni polinomiali. La prima svolta è arrivata quando ha reindirizzato l'output della macchina al suo input per risolvere ulteriori equazioni. Lo ha descritto come una macchina che "si mangia la coda". Non ci volle molto per capire gli elementi di base del motore analitico.
Il computer di Charles Babbage utilizzava schede perforate prese in prestito da un telaio jacquard per inserire i dati e indicare l'ordine dei calcoli necessari. Il dispositivo era costituito da due parti: un mulino e un deposito. Il mulino, corrispondente al processore di un moderno computer, eseguiva operazioni sui dati ricevuti dalla memoria, che possono essere considerati memoria. È stato il primo computer multiuso al mondo.
Il computer di Charles Babbage è stato progettato nel 1835. La portata del lavoro è stata davvero incredibile. Babbage e diversi assistenti hanno prodotto 500 grandi disegni di progettazione, 1.000 fogli di designazione meccanica e 7.000 fogli di descrizione. Il mulino completato era alto 4,6 m e aveva un diametro di 1,8 m. La memoria per 100 cifre si estendeva per 7,6 M. Per la sua nuova macchina, Babbage costruì solo piccole parti di prova. Il dispositivo non è mai stato completato completamente. Nel 1842, dopo ripetuti tentativi falliti di ottenere finanziamenti governativi, si avvicinò a Sir Robert Peel. Ha rifiutato e invece gli ha offerto un cavalierato. Babbage ha rifiutato. Ha continuato a modificare e migliorare il design nel corso degli anni.
Contessa Lovelace
Nell'ottobre 1842, Federico Luigi, generale e matematico italiano, pubblicò un articolo sulla macchina analitica. Augusta Ada King, contessa di Lovelace, una vecchia amica di Babbage, tradusse l'opera in inglese. Charles le suggerì di annotare la traduzione. Tra il 1842 e il 1843 la coppia scrisse insieme 7 note,la cui lunghezza totale era tre volte la dimensione effettiva degli articoli. In uno di essi, Ada ha preparato una tabella di esecuzione del programma che Babbage ha creato per calcolare i numeri di Bernoulli. In un altro, ha scritto di una macchina algebrica generalizzata in grado di eseguire operazioni sui simboli oltre che sui numeri. Lovelace è stato forse il primo a comprendere gli obiettivi più generali del dispositivo di Babbage ed è considerato da alcuni il primo programmatore di computer al mondo. Ha iniziato a lavorare su un libro che descriveva il motore analitico in modo più dettagliato, ma non ha avuto il tempo di finirlo.
Miracolo dell'ingegneria
Tra ottobre 1846 e marzo 1849, Babbage iniziò a progettare un secondo motore differenziale, utilizzando le conoscenze acquisite costruendo quello analitico. Ha utilizzato solo 8.000 parti, tre volte meno del primo. È stata una meraviglia dell'ingegneria.
A differenza di quello analitico, che ha costantemente messo a punto e modificato, il secondo motore differenziale di Charles Babbage non è stato modificato dopo il completamento della fase iniziale di sviluppo. In futuro, l'inventore non ha tentato di costruire il dispositivo.
24 disegni rimasero negli archivi del Museo della Scienza fino a quando le idee di Charles Babbage furono realizzate nel 1985-1991 con la creazione di una replica a grandezza naturale in occasione del 200° anniversario della sua nascita. Le dimensioni del dispositivo erano di 3,4 m di lunghezza, 2,1 m di altezza e 46 cm di profondità e il suo peso era di 2,6 tonnellate. I limiti di precisione erano limitati a ciò che si poteva ottenere in quel momento.
Risultati
Nel 1824, Babbage ricevette la medaglia d'oro della Royal Astronomical Society "per la sua invenzione di una macchina per il calcolo di tabelle matematiche e astronomiche."
Dal 1828 al 1839 Babbage fu professore di matematica lucasiano a Cambridge. Scrisse ampiamente per numerosi periodici scientifici e fu determinante nella fondazione della Società Astronomica nel 1820 e della Società Statistica nel 1834.
Nel 1837, in risposta a 8 trattati ufficiali di Bridgewater "Sulla potenza, saggezza e bontà di Dio manifesta nella creazione", pubblicò il nono trattato di Bridgewater, avanzando la tesi che Dio, possedendo onnipotenza e preveggenza, creò il divino un legislatore che produce leggi (o programmi) che poi creavano specie a tempi opportuni, eliminando così la necessità di compiere miracoli ogni volta che si richiedeva una nuova specie. Il libro contiene estratti dalla corrispondenza dell'autore con John Herschel su questo argomento.
Charles Babbage ha anche ottenuto risultati notevoli in crittografia. Ha rotto il cifrario autokey e il cifrario molto più debole che oggi è chiamato cifrario di Vigenère. La scoperta di Babbage fu usata dall'esercito britannico e fu pubblicata solo pochi anni dopo. Di conseguenza, il diritto di primato passò a Friedrich Kasiski, che raggiunse lo stesso risultato qualche anno dopo.
Nel 1838, Babbage inventò lo sgombero dei binari, un telaio metallico attaccato alla parte anteriore delle locomotive per liberare i binari dibarriere. Ha anche svolto una serie di studi sulla Great Western Railway di Isambard Kingdom Brunel.
Ha cercato di entrare in politica solo una volta, quando nel 1832 ha partecipato alle elezioni nella città di Finsbury. Secondo i risultati della votazione, Babbage ha preso l'ultimo posto.
Il matematico e inventore morì il 18 ottobre 1871 all'età di 79 anni.
Parti dei meccanismi incompiuti dei dispositivi informatici che ha creato sono disponibili per la visita al Science Museum di Londra. Nel 1991, il Difference Engine di Charles Babbage è stato costruito sulla base dei suoi piani originali e ha funzionato perfettamente.
