查尔斯·巴贝奇

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英国文学家、数学家、哲学家、机械工程师和巴贝奇—分析仪、以及差分机的发明者,他依据的原理与现代数字计算器的原理相似。

图5 查尔斯•巴贝奇

巴贝奇1792年出生在英格兰西南部的托特纳斯,是一位富有的银行家的儿子,后来继承了相当丰厚的遗产,但他把金钱都用于了科学研究。童年时代的巴贝奇显示出极高的数学天赋,考入剑桥大学后,他发现自己掌握的代数知识甚至超过了教师。毕业留校,24岁的年青人荣幸地受聘担任剑桥“路卡辛讲座”的数学教授。这是一个很少有人能够获得的殊荣,牛顿的老师巴罗是第一名,牛顿是第二名。

巴贝奇在24岁时就被选为英国皇家学会会员,此外他还参与创建了英国天文学会和统计学会,并且是天文学会金质奖章获得者。他还是巴黎伦理科学院、爱尔兰皇家学会和美国科学学院的成员。

假若巴贝奇继续在数学理论领域耕耘,他本来是可以走上鲜花铺就的坦途。然而,这位旷世奇才却选择了一条无人敢于攀登的崎岖险路。巴贝奇在上大学时就发现了航海表中的错误。最早的航海表是英国在1766年发表的,尽管造表人费了大量心血进行了精心计算,但表中还是有许多错误,这严重影响了轮船在海上定方位的准确性。巴贝奇萌生了想用机器来制作数表的念头。

巴贝奇在1812年初次想到用机械来计算数学表,首先设计了差分机。此后,巴贝奇耗费了10年时间,于1922年完成了第一台差分机,可以处理3个不同的5位数,计算精度达到6位数。1823年巴贝奇得到政府的支持,设计一台容量为20位数的计算机。英国政府共为这台大型差分机提供了1.7万英镑的资助,巴贝奇自己也贴进去1.3万英镑巨款,用以弥补研制经费的不足。在当年,这笔款项的数额无异于天文数字──有关资料介绍说,1831年约翰·布尔制造一台蒸汽机车的费用才784英磅。但由于差分机的制造要求有较高的机械工程技术,受当时技术水平的限制,工程进展缓慢。1842年政府拒绝进一步支援,巴贝奇的计算器未能完成。

而在研究差分机的过程中,巴贝奇于1834年发明了分析机的原理,画出了解析机的第一张设计图。在这项设计中,他设想根据储存数据的穿孔卡上的指令进行任何数学运算的可能性,并设想了现代计算机所具有的大多数其他特性。尽管成功总是在巴贝奇的身边擦肩而过,但在计算机的发展史上,巴贝奇写下了光辉的一页。他的奇思遐想和聪明才智超过了与他同时代的其他人,他是第一位将计算机的存贮功能与运算功能从机构上分隔开来的人,他的设计思想为现代电子计算机的结构设计奠定了基础。