كان تشارلز باباج عالم رياضيات ومخترعًا إنجليزيًا قام بتصميم أول كمبيوتر رقمي تلقائي. بالإضافة إلى ذلك ، ساعد في إنشاء النظام البريدي الإنجليزي الحديث وقام بتجميع أول جداول اكتوارية موثوقة ، واخترع نوعًا من عداد السرعة واخترع خط سكة حديد أكثر وضوحًا.
سيرة تشارلز باباج
ولد في لندن في 26 ديسمبر 1791 في عائلة بنجامين باباج ، شريك في بنك برايدز ، مالك بيتون إستيت في تيغنماوث ، وبيتسي بلوملي تيب. في عام 1808 ، قررت العائلة الانتقال إلى منزل Rowden القديم في East Teignmouth ، وأصبح الأب حارسًا على St Michael's القريبة.
كان والد تشارلز رجلاً ثريًا ، لذا كان بإمكانه الدراسة في العديد من مدارس النخبة. في سن الثامنة ، كان عليه أن يذهب إلى مدرسة ريفية للتعافي من مرض خطير. قرر والديه أن عقل الطفل "لا ينبغي أن يكون صعبًا للغاية". وفقًا لباباج ، "ربما أدى هذا الكسل الكبير إلى بعض من تفكيره الطفولي".
ثم التحق بمدرسة King Edward VI Grammar في توتنيس ، جنوب ديفون ،مدرسة عامة مزدهرة لا تزال تعمل حتى اليوم ، لكن الظروف الصحية أجبرت تشارلز على اللجوء إلى مدرسين خاصين لفترة من الوقت. أخيرًا التحق بأكاديمية مغلقة لـ30 طالبًا بقيادة القس ستيفن فريمان. كان للمؤسسة مكتبة واسعة ، استخدمها باباج لدراسة الرياضيات بمفرده وتعلم حبها. بعد مغادرة الأكاديمية ، كان لديه مرشدين شخصيين آخرين. كان أحدهم رجل دين من جامعة كامبريدج ، وعلق تشارلز على تعليمه قائلاً: "أخشى أنني لم أستغل كل الميزة التي كان بإمكاني الحصول عليها." كان الآخر أستاذًا في جامعة أكسفورد. قام بتدريس الكلاسيكيات لتشارلز باباج حتى يتم قبوله في كامبريدج.
دراسات جامعية
في أكتوبر 1810 ، وصل باباج إلى كامبريدج ودخل كلية ترينيتي. كان لديه تعليم رائع - كان يعرف لاجرانج وليبنيز ولاكروا وسيمبسون وكان محبطًا بشدة من البرامج الرياضية المتاحة. لذلك قرر تشكيل المجتمع التحليلي مع جون هيرشل وجورج بيكوك وأصدقاء آخرين.
عندما انتقل باباج إلى Cambridge Peterhouse في عام 1812 ، كان أفضل عالم رياضيات. لكنه لم يتخرج بامتياز. حصل لاحقًا على درجة فخرية عام 1814 ، دون أن يخضع لامتحانات.
في عام 1814 ، تزوج تشارلز باباج من جورجيانا ويتمور. لسبب ما ، لم يباركه والده أبدًا. عاشت العائلة في سلام في 5 شارع ديفونشاير بلندن ، ولم ينجُ منها سوى ثلاثة من أطفالها الثمانية.حتى سن الرشد.
مات والد تشارلز وزوجته وأحد أبنائه بشكل مأساوي عام 1827.
مشروع كمبيوتر
في زمن تشارلز باباج ، غالبًا ما كانت هناك أخطاء في حساب الجداول الرياضية ، لذلك قرر إيجاد طريقة جديدة للقيام بذلك ميكانيكيًا ، مستبعدًا عامل الخطأ البشري. خطرت له هذه الفكرة في وقت مبكر جدًا ، في عام 1812.
ثلاثة عوامل مختلفة أثرت في قراره:
- يكره التراخي وعدم الدقة ؛
- كانت الجداول اللوغاريتمية سهلة بالنسبة له ؛
- كان مستوحى من العمل الحالي على الآلات الحسابية من قبل W. Schickard و B. Pascal و G. Leibniz.
ناقش المبادئ الأساسية لحساب الجهاز في رسالة إلى السير هـ. ديفي في بداية عام 1822.
محرك الفرق
قدم باباج ما أسماه "محرك الفرق" إلى الجمعية الفلكية الملكية في 14 يونيو 1822 ، في ورقة بعنوان "ملاحظات على تطبيق الحساب الآلي للجداول الفلكية والرياضية". يمكنه حساب كثيرات الحدود باستخدام طريقة عددية تسمى الفرق.
وافقت الجمعية على الفكرة ، وفي عام 1823 منحته الحكومة 1500 جنيه إسترليني لبنائها. قام باباج بعمل ورشة في إحدى غرف منزله واستأجر جوزيف كليمنت للإشراف على بناء الجهاز. كان يجب صنع كل قطعة يدويًا باستخدام أدوات خاصة ، صمم العديد منها بنفسه. قام تشارلز بالعديد من الرحلات إلى المؤسسات الصناعية من أجل الأفضلفهم عمليات التصنيع. على أساس هذه الرحلات وخبرته الشخصية في بناء آلة ، نشر باباج في عام 1832 بعنوان "اقتصاديات الآلات والإنتاج". كان أول إصدار لما يسمى اليوم "التنظيم العلمي للإنتاج".
مأساة شخصية و سفر عبر اوروبا
توقفت وفاة زوجة جورجيانا والد تشارلز باباج وابنه الرضيع عن البناء عام 1827. أثقله العمل كثيرًا ، وكان على وشك الانهيار. أقنع جون هيرشل والعديد من الأصدقاء الآخرين باباج بالقيام برحلة إلى أوروبا للتعافي. سافر عبر هولندا وبلجيكا وألمانيا وإيطاليا وزار الجامعات والمصانع.
في إيطاليا ، علم أنه تم تعيينه أستاذًا للرياضيات في جامعة كامبريدج. في البداية ، أراد الرفض ، لكن الأصدقاء أقنعوه بخلاف ذلك. عند عودته إلى إنجلترا عام 1828 انتقل إلى شارع 1 دورست.
استئناف العمل
أثناء غياب باباج ، تعرض مشروع محرك الفروق للنيران. انتشرت الشائعات بأنه أهدر أموال الحكومة ، وأن الآلة لا تعمل ، وأنها لن تكون ذات قيمة عملية إذا تم تصنيعها. دافع جون هيرشل والجمعية الملكية علنًا عن المشروع. واصلت الحكومة دعمها بتقديم 1500 جنيه إسترليني في 29 أبريل 1829 ، و 3000 جنيه إسترليني في 3 ديسمبر ، ونفس المبلغ في 24 فبراير 1830. استمر العمل ولكن باباج باستمرارواجه صعوبة في الحصول على المال من الخزينة.
التخلي عن المشروع
تزامنت المشاكل المالية لتشارلز باباج مع تزايد الخلافات مع كليمنت. بنى باباج ورشة من طابقين بطول 15 مترًا خلف منزله. كان لديها سقف زجاجي للإضاءة ، وكذلك غرفة نظيفة مقاومة للحريق لتخزين سيارتها. رفض كليمنت الانتقال إلى ورشة جديدة وطالب بالمال للسفر في جميع أنحاء المدينة للإشراف على العمل. ردا على ذلك ، اقترح باباج أن يتم دفع أجره مباشرة من الخزانة. رفض كليمنت وتوقف عن العمل في المشروع
علاوة على ذلك ، رفضت تسليم المخططات والأدوات المستخدمة لبناء محرك الفرق. بعد استثمار 23000 جنيه إسترليني ، بما في ذلك 6000 جنيه إسترليني من أموال باباج الخاصة ، توقف العمل على الجهاز غير المكتمل في عام 1834. في عام 1842 ، تخلت الحكومة رسميًا عن المشروع.
تشارلز باباج ومحركه التحليلي
بعيدًا عن محرك الاختلاف ، بدأ المخترع يفكر في نسخته المحسنة. بين عامي 1833 و 1842 ، حاول تشارلز بناء جهاز يمكن برمجته لإجراء أي عملية حسابية ، وليس فقط تلك المتعلقة بالمعادلات متعددة الحدود. جاء الاختراق الأول عندما أعاد توجيه إخراج الآلة إلى مدخلاتها لحل المزيد من المعادلات. ووصفها بأنها آلة "تأكل ذيلها". لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى اكتشف العناصر الأساسية للمحرك التحليلي.
استخدم حاسوب تشارلز باباج بطاقات مثقبة مستعارة من نول الجاكار لإدخال البيانات والإشارة إلى ترتيب الحسابات اللازمة. الجهاز يتكون من جزأين: مطحنة ومخزن. قامت المطحنة ، المقابلة لمعالج الكمبيوتر الحديث ، بإجراء عمليات على البيانات الواردة من التخزين ، والتي يمكن اعتبارها ذاكرة. كان أول كمبيوتر للأغراض العامة في العالم.
تم تصميم كمبيوتر Charles Babbage في عام 1835. كان حجم العمل لا يصدق حقًا. أنتج باباج والعديد من المساعدين 500 رسم تصميم كبير و 1000 ورقة تعيين ميكانيكي و 7000 ورقة وصف. بلغ ارتفاع المطحنة المكتملة 4.6 متر وقطرها 1.8 متر. امتدت مساحة التخزين التي تتسع لـ 100 رقم إلى 7.6 متر ، وبالنسبة لآلته الجديدة ، قام باباج ببناء أجزاء اختبار صغيرة فقط. الجهاز لم يكتمل نهائيا. في عام 1842 ، بعد محاولات فاشلة متكررة للحصول على تمويل حكومي ، اقترب من السير روبرت بيل. رفض وبدلاً من ذلك عرض عليه وسام الفروسية. باباج رفض. استمر في تعديل التصميم وتحسينه على مر السنين.
الكونتيسة لوفليس
في أكتوبر 1842 ، نشر فيديريكو لويجي ، وهو جنرال إيطالي وعالم رياضيات ، مقالًا عن المحرك التحليلي. قام أوغوستا أدا كينغ ، كونتيسة لوفليس ، وهو صديق قديم لباباج ، بترجمة العمل إلى اللغة الإنجليزية. اقترح تشارلز عليها التعليق على الترجمة. بين عامي 1842 و 1843 كتب الزوجان 7 ملاحظات معًا ،يبلغ طوله الإجمالي ثلاثة أضعاف الحجم الفعلي للمقالات. في أحدها ، أعدت Ada جدول تنفيذ البرنامج الذي أنشأه باباج لحساب أرقام برنولي. في رسالة أخرى ، كتبت عن آلة جبرية عامة يمكنها إجراء عمليات على الرموز وكذلك على الأرقام. ربما كان لوفليس أول من فهم الأهداف العامة لجهاز باباج ، ويعتبره البعض أول مبرمج كمبيوتر في العالم. بدأت العمل في كتاب يصف المحرك التحليلي بمزيد من التفصيل ، لكن لم يكن لديها الوقت لإنهائه.
معجزة الهندسة
بين أكتوبر 1846 ومارس 1849 ، بدأ باباج في تصميم محرك اختلاف ثانٍ ، مستخدمًا المعرفة التي اكتسبها من بناء المحرك التحليلي. استخدمت 8000 قطعة فقط ، أي أقل بثلاث مرات من الأولى. كانت من أعجوبة الهندسة
على عكس التحليلي ، الذي كان يصححه ويعدله باستمرار ، لم يتم تغيير محرك الاختلاف الثاني لتشارلز باباج بعد الانتهاء من المرحلة الأولية من التطوير. في المستقبل لم يقم المخترع بأي محاولات لبناء الجهاز.
بقيت24 رسماً في أرشيف متحف العلوم حتى تحققت أفكار تشارلز باباج في 1985-1991 من خلال إنشاء نسخة طبق الأصل بالحجم الكامل بمناسبة الذكرى المئوية الثانية لميلاده. وبلغت أبعاد الجهاز 3.4 م في الطول و 2.1 م في الارتفاع و 46 سم في العمق ووزنه 2.6 طن. حدود الدقة اقتصرت على ما يمكن تحقيقه في ذلك الوقت.
إنجازات
في عام 1824 ، حصل باباج على الميدالية الذهبية للجمعية الفلكية الملكية "لاختراعه آلة لحساب الجداول الرياضية والفلكية."
من 1828 إلى 1839 كان باباج أستاذ الرياضيات في جامعة كامبريدج. كتب على نطاق واسع لعدد من الدوريات العلمية وكان له دور فعال في تأسيس الجمعية الفلكية في عام 1820 والجمعية الإحصائية في عام 1834.
في عام 1837 ، ردًا على 8 رسائل رسمية من Bridgewater "تظهر قوة وحكمة وصلاح الله في الخلق" ، نشر أطروحة Bridgewater التاسعة ، وطرح النظرية القائلة بأن الله ، الذي يمتلك القدرة المطلقة والبصيرة ، قد خلق المشرع الإلهي الذي أصدر القوانين (أو البرامج) التي خلقت الأنواع في الأوقات المناسبة ، وبالتالي ألغيت الحاجة إلى أداء المعجزات في كل مرة كان مطلوبًا نوعًا جديدًا. يحتوي الكتاب على مقتطفات من مراسلات المؤلف مع جون هيرشل حول هذا الموضوع.
حقق تشارلز باباج أيضًا نتائج ملحوظة في التشفير. لقد كسر الشفرة التلقائية وكذلك الشفرة الأضعف بكثير والتي تسمى اليوم تشفير Vigenère. استخدم الجيش البريطاني اكتشاف باباج وتم نشره بعد سنوات قليلة فقط. نتيجة لذلك ، انتقل حق الأسبقية إلى فريدريش قاسيسكي ، الذي توصل إلى نفس النتيجة بعد بضع سنوات.
في عام 1838 ، اخترع باباج المسار الأكثر وضوحًا ، وهو إطار معدني مثبت في مقدمة القاطرات لمسح مساراتالحواجز. كما أجرى عددًا من الدراسات حول سكة حديد إيسامبارد كينغدوم برونيل Great Western.
حاول مرة واحدة فقط دخول السياسة ، عندما شارك عام 1832 في الانتخابات في مدينة Finsbury. وفقًا لنتائج التصويت ، احتل باباج المركز الأخير.
توفي عالم الرياضيات والمخترع في 18 أكتوبر 1871 عن عمر يناهز 79 عامًا.
أجزاء من الآليات غير المكتملة لأجهزة الحوسبة التي ابتكرها متاحة للزيارة في متحف العلوم في لندن. في عام 1991 ، تم بناء محرك الاختلاف الخاص بتشارلز باباج بناءً على خططه الأصلية ، وعمل بشكل مثالي.
