チャールズ・バベッジ、数学者、コンピューターのパイオニアの伝記
コンピューティングの父
チャールズ・バベッジ教授 (1792 - 1871) は、数学者であり、1860 年頃の機械式プログラム可能なコンピューターである未完成のバベッジ差分エンジンの発明者です。
コービス/ゲッティイメージズ
チャールズ バベッジ (1791 年 12 月 26 日 - 1871 年 10 月 18 日) は、英国の数学者で発明家であり、最初のデジタル プログラム可能なコンピューターを概念化したとされています。 1821 年に設計されたバベッジの差分エンジン No. 1 は、エラーのない最初の成功した自動計算機であり、現代のプログラム可能なコンピューターのインスピレーションであると考えられています。コンピューターの父と呼ばれることも多いバベッジは、数学、工学、経済学、政治、テクノロジーなど、幅広い分野に関心を持つ多作な作家でもありました。
早わかり：チャールズ・バベッジ
- バベッジ、チャールズ。 「ある哲学者の生涯の一節」 チャールズ・バベッジの作品。エド。キャンベル・ケリー、マーティン。巻。 11. ロンドン: ウィリアム・ピカリング、1864 年。
- ブロムリー、A.G. 「.」 チャールズ・バベッジの分析機関、1838 年 コンピューティングの歴史の年代記 4.3 (1982): 196–217。印刷します。
- クック、サイモン。 「.」 心、機械、経済的エージェント: ブールとバベッジのケンブリッジ レセプション 科学の歴史と哲学の研究 パート A 36.2 (2005): 331–50.印刷します。
- クロウリー、メアリー・L. Babbage の差分エンジンの「差分」 .' 数学の先生 78.5 (1985): 366–54.印刷します。
- フランクセン、オーレ・イマヌエル。 ' バベッジと暗号。または、ビューフォート提督の暗号の謎 .' シミュレーションにおける数学とコンピュータ 35.4 (1993): 327–67.
- ホリングス、クリストファー、ウルスラ・マーティン、エイドリアン・ライス。 ' エイダ・ラブレスの初期数学教育 .' BSHM Bulletin: 英国数学史学会誌 32.3 (2017): 221–34.印刷します。
- ハイマン、アンソニー。 「チャールズ・バベッジ、コンピューターのパイオニア」 プリンストン: プリンストン大学出版局、1982 年。
- クスキー、ジェシカ。 ' 数学と機械の心：「リトル・ドリット」のチャールズ・バベッジ、チャールズ・ディケンズ、精神労働 .'' ディケンズ研究年鑑 45 (2014): 247–74.印刷します。
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初期の人生と教育
チャールズ・バベッジは、1791 年 12 月 26 日にイギリスのロンドンで、ロンドンの銀行家ベンジャミン・バベッジとエリザベス・パムリー・ティープの間に生まれた 4 人の子供の長男として生まれました。チャールズと妹のメアリー・アンだけが幼児期を生き延びた.バベッジ家はかなり裕福で、生き残った唯一の息子として、チャールズには家庭教師がいて、エクセター、エンフィールド、トットネス、オックスフォードなどの最高の学校に送られ、最終的に1810年にケンブリッジのトリニティカレッジに入学しました.
トリニティでバベッジは数学を読み、1812 年にケンブリッジ大学のピーターハウスに入社し、トップの数学者でした。ピーターハウスにいる間、彼は分析協会を共同設立しました。これは、イギリスで最も有名な若い科学者で構成された多かれ少なかれ模擬科学協会です。彼はまた、超自然現象の調査に関係する The Ghost Club や、マッドハウスと呼ばれる精神施設からメンバーを解放することに専念している Extractors Club など、あまり学問的ではない学生団体にも参加しました。
チャールズ・バベッジ (1791-1871) 英国の数学者でコンピューティングのパイオニア、1871 年。 プリントコレクター/ゲッティイメージズ
彼は最高の数学者でしたが、バベッジはケンブリッジのピーターハウスを優等で卒業しませんでした。彼の最終論文が公開審査に適しているかどうかについて論争があったため、代わりに 1814 年に無試験で学位を取得しました。
卒業後、バベッジは、ロンドンに本拠を置く科学教育と研究を専門とする組織である英国王立研究所で天文学の講師になりました。その後、1816 年にロンドン王立協会の自然知識向上のためのフェローシップに選ばれました。
バベッジの計算機への道
エラーのない数学的表を計算して印刷できる機械のアイデアは、1812 年または 1813 年に初めてバベッジにもたらされました。 産業革命 .ナビゲーションでは、時間、潮汐、海流、風、太陽と月の位置、海岸線、緯度を計算するために使用されました。当時手作業で骨の折れる作業を行っていた不正確なテーブルは、悲惨な遅延や船の損失にさえつながりました。
タペストリーや室内装飾品の製造に使用されるジャカード織機の操作。日付不明の写真。 コービス/ゲッティイメージズ
バベッジは、1801 年の計算機からインスピレーションを得ました。 ジャカード織機 は、手でクランクし、パンチカードから送られる命令によってプログラムされた自動織機です。複雑な肖像画がジャカード織機によって自動的に絹に織り上げられるのを見たバベッジは、同様に数学的な表を計算して印刷する、間違いのない蒸気駆動式または手回し式の計算機の構築に着手しました。
差分エンジン
バベッジは、1819 年に数学的な表を機械的に作成するための機械の作成を開始しました。1822 年 6 月、バベッジは王立天文学会に対して、天文表および数学表の計算への機械の適用に関する注記というタイトルの論文で、彼の発明を発表しました。彼はこれを「ディファレンス エンジン No. 1」と名付けました。これは、有限差分の原理、解決の数学的プロセスの背後にある原理にちなんで付けられました。 多項式 追加によって、したがって単純な機械で解決できます。 Babbage の設計では、小数点以下 20 桁までの計算が可能な手回し式の機械が必要でした。
差分エンジンの図。 ベットマン/寄稿者/ゲッティイメージズ
1823 年、英国政府は関心を示し、バベッジにこのプロジェクトの作業を開始するために £1,700 を与えました。バベッジの機械が、重要な数学的表を作成するタスクの時間と費用を削減することを期待していたからです。バベッジの設計は実現可能でしたが、当時の金属加工の状態では、必要な何千もの精密機械加工部品を製造するには費用がかかりすぎました。その結果、ディファレンス エンジン No. 1 を構築するための実際のコストは、政府の当初の見積もりをはるかに上回りました。 1832 年、バベッジは、元の設計で想定されていた小数点以下 20 桁ではなく、小数点以下 6 桁までの計算を集計できる、縮小されたマシンの実用的なモデルを作成することに成功しました。
英国政府が 1842 年に差分エンジン No. 1 プロジェクトを放棄するまでに、バベッジは、はるかに複雑でプログラム可能な計算機である分析エンジンの設計にすでに取り組んでいました。 1846 年から 1849 年にかけて、Babbage は改良された差分エンジン No. 2 の設計を作成し、小数点以下 31 桁までの計算をより迅速に行うことができ、可動部分が少なくなりました。
1834 年、スウェーデンの印刷業者 Per Georg Scheutz は、Scheutzian 計算エンジンとして知られる Babbage の差分エンジンに基づいた市場性のある機械の構築に成功しました。それは不完全で、重量は 0.5 トンで、グランド ピアノほどの大きさであったが、ショイツ式エンジンは 1855 年にパリで成功裡に実証され、バージョンが米国と英国の政府に販売された。
チャールズ・バベッジのディファレンス・エンジン No 1、プロトタイプの計算機、1824 年 - 1832 年、熟練した工具製作者で製図工であるジョセフ・クレメントによって 1832 年に組み立てられた。 アン・ローナンの写真/プリントコレクター/ゲッティイメージズ
真のコンピューターである分析エンジン
1834 年までに、バベッジは差分エンジンの作業を中止し、分析エンジンと呼ばれるより大型でより包括的な機械の計画を立て始めました。 Babbage の新しいマシンは大きな前進でした。複数の数学的タスクを計算する能力があり、今日私たちがプログラマブルと呼んでいるものは本当にそうでした.
現代のコンピューターと同じように、バベッジの分析エンジンには、算術論理ユニット、条件付き分岐とループの形での制御フロー、および統合メモリが含まれていました。何年も前にバベッジに影響を与えたジャカード織機のように、彼の分析エンジンは、パンチカードを介して計算を実行するようにプログラムされていました。結果 (出力) は、プリンター、曲線プロッター、およびベルで提供されます。
ストアと呼ばれる分析エンジンのメモリは、それぞれ 10 進数 40 桁の数字を 1,000 個保持できるようになっていました。エンジンのミルは、現代のコンピューターの算術論理演算装置 (ALU) のように、4 つの基本的な算術演算すべてに加えて、比較とオプションで平方根を実行できる必要がありました。現代のコンピューターの中央処理装置 (CPU) と同様に、工場はプログラムの指示を実行するために独自の内部手順に依存していました。バベッジは、分析エンジンで使用するプログラミング言語も作成しました。現代に似ている プログラミング言語 、それは 命令ループ と 条件分岐 .
主に資金不足が原因で、バベッジは彼の計算機の完全に機能するバージョンを構築することができませんでした。バベッジが分析エンジンを提案してから 1 世紀以上経った 1941 年まで、ドイツの機械技師は コンラート・ツーゼ 彼のデモンストレーション Z3 、世界初の実用的なプログラム可能なコンピューター。
1878 年、バベッジの分析機関は「機械的創意工夫の驚異」であると宣言した後でさえ、英国科学振興協会の執行委員会は、それを建設しないことを勧告しました。委員会は、マシンの有用性と価値を認めたものの、正しく動作するという保証なしに、マシンを構築するための推定コストに難色を示しました。
最初のプログラマー、バベッジとエイダ・ラブレース
1883 年 6 月 5 日、バベッジは有名な詩人の 17 歳の娘と出会いました。 バイロン卿 、オーガスタ・エイダ・バイロン、ラブレス伯爵夫人 - としてよく知られています ラブレスがいる .エイダと彼女の母親はバベッジの講義の 1 つに出席し、いくつかの文通の後、バベッジは彼らを差分エンジンの小規模バージョンに招待しました。エイダは魅了され、ディファレンス エンジンの設計図のコピーを要求して受け取りました。彼女と彼女の母親は工場を訪れ、他の機械が動いているのを見ました。
Ada Lovelace は、彼女自身が才能のある数学者であると考えられており、当時の最高の数学者である Augustus De Morgan と Mary Somerville の 2 人に師事していました。バベッジの分析エンジンに関するイタリア人エンジニアのルイジ・フェデリコ・メナブレアの記事の翻訳を依頼されたとき、エイダは元のフランス語のテキストを英語に翻訳しただけでなく、彼女自身の考えやアイデアを機械に追加しました。彼女は追加のメモで、数字に加えて文字や記号を処理するように分析エンジンを作成する方法について説明しました。彼女はまた、今日のコンピューター プログラムで使用されている重要な機能である、命令の繰り返し、またはループのプロセスを理論化しました。
1843 年に出版されたエイダの翻訳とメモには、バベッジの分析エンジンのプログラミング方法が記述されており、本質的にエイダ バイロン ラブレースは世界初のコンピューター プログラマーとなっています。
結婚と私生活
父親の希望に反して、バベッジは 1814 年 7 月 2 日にジョージアナ ウィットモアと結婚しました。父親は息子が自分を養うのに十分なお金ができるまで結婚することを望んでいませんでしたが、それでも年間 300 ポンド (2019 年には 36,175 ポンド) を与えると約束しました。生活。夫婦は最終的に8人の子供をもうけましたが、そのうち成人まで生きたのは3人だけでした。
1827 年から 1828 年までのわずか 1 年間で、父親、次男 (チャールズ)、妻のジョージアナ、そして生まれたばかりの息子が全員死亡したという悲劇がバベッジを襲いました。ほとんど慰められず、彼はヨーロッパを長い旅に出ました。最愛の娘ジョージアナが 1834 年頃に亡くなったとき、荒廃したバベッジは自分の仕事に没頭することを決心し、再婚することはありませんでした。
1827 年に父親が亡くなると、バベッジは 10 万ポンド (2019 年には 1,320 万米ドル以上) を相続しました。バベッジは、かなりの遺産を相続したことで、計算機の開発への情熱に人生を捧げることができました。
科学はまだ専門職として認められていなかったので、バベッジは同時代の人々から紳士的な科学者と見なされていました。貴族のアマチュアの大規模なグループの一員であり、独立して裕福であるため、外部の手段なしで自分の利益を追求することができました。サポートの。バベッジの関心は決して数学に限定されませんでした。 1813 年から 1868 年にかけて、製造、工業生産プロセス、国際経済政治に関する書籍や論文を数冊執筆しました。
2002 年 3 月 14 日、ロンドンの科学博物館で開催された展覧会「Head On, Art with the Brain in Mind」で、ウェルカム トラストの展覧会責任者であるケン アーノルド博士が、チャールズ バベッジの脳の横でポーズをとっています。 シオンTouhig /ゲッティイメージズ
バベッジの他の発明には、検眼鏡、鉄道災害用のブラック ボックス レコーダー、地震計、高度計、鉄道機関車のフロント エンドの損傷を防ぐためのカウ キャッチャーなどがあります。さらに、彼は海洋の潮の動きを利用して電力を生産することを提案しました。このプロセスは、現在再生可能エネルギー源として開発されています。
エキセントリックと見なされることも多いバベッジは、1830 年代のロンドンの社交界や知的界のスーパースターでした。ドーセットストリートの自宅で定期的に行われる土曜のパーティーは、見逃すなと考えられていました。魅力的なおしゃべり屋としての評判どおり、バベッジはロンドンの最新のゴシップや、科学、芸術、文学、哲学、宗教、政治、芸術に関する講義でゲストを魅了しました。誰もが彼の輝かしい夜会に行きたがっていた、と書いた哲学者 ハリエット・マルティノー バベッジのパーティーの。
彼の社会的人気にもかかわらず、バベッジは外交官と間違われることはありませんでした。彼は、ビジョンの欠如のために科学的確立と彼が見なしたもののメンバーに対して、しばしば激しい口頭での攻撃を開始しました。残念なことに、彼は金銭的または技術的なサポートを求めていたまさにその人々を攻撃することさえありました。実際、1964 年に Maboth Moseley によって書かれた彼の人生の最初の伝記は、「Irascible Genius: A Life of Charles Babbage, Inventor.
死と遺産
バベッジは 1871 年 10 月 18 日、ロンドンのメリルボーン地区のドーセット ストリート 1 番地にある自宅兼研究室で 79 歳で亡くなり、ロンドンのケンサル グリーン墓地に埋葬されました。今日、バベッジの脳の半分はロンドンの王立外科大学のハンター博物館に保存され、残りの半分はロンドンの科学博物館に展示されています。
チャールズ・バベッジの設計に基づいて構築された、科学博物館のディファレンス エンジン No. 2。 Geni /ウィキメディアコモンズ/パブリックドメイン
バベッジの死後、息子のヘンリーは父親の仕事を続けましたが、完全に機能する機械を作ることもできませんでした。彼のもう一人の息子、ベンジャミンは南オーストラリア州に移住し、2015 年にバベッジの論文やプロトタイプの断片の多くが発見されました。
1991 年に、完全に機能するバージョンの バベッジのディファレンス エンジン No. 2 ロンドンの科学博物館のキュレーターである Doron Swade によって成功裏に構築されました。 31 桁の精度、4,000 を超える部品、3 トンを超える重さで、バベッジが 142 年前に思い描いた通りに機能します。 2000 年に完成したプリンターには、さらに 4,000 個の部品があり、重量は 2.5 トンでした。今日、Swade は、 プラン28 このプロジェクトは、ロンドン科学博物館が本格的に機能するバベッジ分析エンジンを構築しようとする試みです。
人生の終わりが近づいたとき、バベッジは、自分のマシンの実用的なバージョンを完成させることは決してできないという事実を理解するようになりました。彼の 1864 年の著書では、 哲学者の生涯からの一節 、彼は彼の長年の仕事が無駄にならなかったという彼の信念を予言的に断言しました。
私の例に警告されずに、誰かが別の原理に基づいて、またはより単純な機械的手段によって数学的分析の実行部門全体を具現化するエンジンを実際に構築することに着手し、成功する場合、私は私の評判を彼の中に残すことを恐れていません.彼だけが私の努力の性質とその結果の価値を十分に理解できるからです。
チャールズ・バベッジは、テクノロジーの発展において最も影響力のある人物の 1 人でした。彼のマシンは、幅広い製造制御およびコンピューティング技術の知的前身として機能しました。さらに、彼は 19 世紀の英国社会において重要な人物と見なされています。彼は 6 つのモノグラフと少なくとも 86 の論文を発表し、暗号や統計学から科学理論と産業慣行の相互作用に至るまで、さまざまなトピックについて講義を行いました。彼は著名な政治哲学者や社会哲学者に大きな影響を与えました。 ジョン・スチュアート・ミル と カール・マルクス .
ソースと参考資料
更新者ロバート・ロングリー