チャールズ・バベッジ (Charles Babbage 、1791 年 12 月 26 日、英国デヴォンシャー州テインマス、1871 年 10 月 18 日) は、イギリスの数学者であり、コンピューターサイエンスの先駆者です。
チャールズ バベッジは、コンピューターの原理を最初に宣言した人です。彼は人生の大半を、ディファレンス・マシンと呼ばれる機械式コンピューターの構築に費やしました。
彼はそれを完成させることはできませんでしたが、メカニズムの一部はロンドンの科学博物館に展示されています。 1991 年に、彼の計画に基づいてこのマシンの一部を再構築することができ、完全に動作しました。それを復元するために、私たちは19世紀に利用できた公差を使用しました。そのため、十分な駆動力と十分に強度のある金属が利用可能であれば、バベッジの存命中に建造できた可能性があると考えられます。
バイオグラフィー
チャールズ・バベッジはデヴォンシャー州テインマスでかなり裕福な父親のもとに生まれ、そのおかげで彼はミドルセックス州エンフィールドのフォーティ・ヒルにある私立学校に入学することができた。彼の数学への情熱はこの学校で始まり、フォーティ ヒルアカデミーを中退した後もオックスフォードの教師の指導の下、自宅で勉強を続けました。彼は1810年にトリニティ・カレッジとピーターハウスで学びました。
トリニティ・カレッジ滞在中の 1812 年に、他の 9 人の大学数学者とともに分析協会を設立し、1813 年に最初の出版物を出版しました。彼は 1814年にケンブリッジを卒業しました。同年、ジョージアナ・ホイットモアと結婚しました。
24 歳のとき、彼は 1820 年にロンドン王立協会とエディンバラ王立協会の会員に選出されました。同年、王立天文協会を設立し、同協会の事務局長を 4 年間務めました。
妻との間には8人の子供がいたが、そのうち成人したのは3人だけだった。妻は 1827 年に亡くなり、バベッジはその時 36 歳でした。
コンピューターの設計
バベッジは、数学の計算表に多くの間違いが含まれていることを認識しました。そこで彼は、疲労や退屈によって人的ミスが発生する可能性があるものの、完璧に仕事を遂行できる機械を設計しようとしました。
彼は 1812 年からこのアイデアを検討し続けています。そのような装置を設計するという彼の決断には 3 つの要因があったようです。無秩序に対する嫌悪感、対数表の知識、そしてブレーズ パスカル( 「パスカリーヌ」）とゴットフリート・ライプニッツ（乗数）。彼は、機械を動かすための「図」の設計を手伝ってくれる、優秀な数学者の若い女性、エイダ・ラブレスの助けを求めます。バベッジの差分マシン用の最初のコンピューター言語を設計したのはレディ・エイダでした。 1822 年のハンフリー デイビー卿との通信の中で、彼はそのような機械の特定の用途、特に数学表の計算と印刷について議論し、計算機の原理についても議論しました。
違いのマシン
彼は、1821 年に王立天文学協会に差分マシンのモデルを提出しました。このマシンの目的は、差分法と呼ばれる計算方法を使用して多項式を計算することでした。協会はこのプロジェクトを承認し、1823年に英国政府に1,500ポンドの補助金を与えるよう要請した。
そして、決して完成することのないこの機械の建設が始まります。問題は 2 つありました。まず、当時のクラッチによる摩擦が問題であり、振動も常に問題でした。第二に、バベッジはプロジェクトのデザインを常に変更していました。 1833 年までに 17,000 ポンドがこのプロジェクトに費やされましたが、満足のいく結果は得られませんでした。
ウィリアム・ギブソンとブルース・スターリングによる SF (スチームパンク) 小説『ディファレンス・マシン』は、「もしチャールズ・バベッジがディファレンス・マシンの構築に成功していたら」という超常現象を中心に構築されています。
分析機械
計算の自動化における根本的な進歩は、1834 年から 1836 年にかけてチャールズ バベッジによって行われました。彼は、コンピューティング マシンの基礎となる主な概念を定義しました。
現代用語で言えば、次のようになります。
- キーボードとモニター。
- 制御ユニット（マイクロプロセッサのコンポーネントですが、最初は別個の器官）。
- ストレージツール(RAM、ハードドライブ、リムーバブルメディア);
- 計算ユニット（現在ではマイクロプロセッサに統合されていますが、当初は制御ユニットとは区別されていました）。
- そして最後にプリンターです。
しかし、バベッジの分析マシンは、記録されたプログラムの基本的な概念が組み込まれていないという意味で、今日のコンピューターの真の祖先ではありません。バベッジはまた、ブール代数の発明者であるジョージ・ブールがバベッジと同時代人であったにもかかわらず、自分の研究におけるブール代数の興味を理解していませんでした。
さらに、バベッジは努力にもかかわらず、当時の技術 (歯車、レバー、ドラム) が不十分だったため、マシンを作成することができませんでした。
バベッジ氏の助手でバイロン卿の娘エイダ・ラブレス氏は、バベッジ氏について次のように書いている。「分析機械には、自ら何かを作り出す気はまったくない。『分析機械は、その役割を実行する』という命令があれば何でも実行できる」。それは、私たちがすでに知っている支配方法を実行するのを助けることです。
しかし、彼女は、このマシンの使命が単純な数値計算をはるかに超えていることを理解しており、非常に先見の明があることを示しています。記号や記号方程式の処理にも広く開かれています。
- “数学的研究について話していない多くの人は、エンジンの目的は結果を数値表記で与えることであるため、そのプロセスの性質は代数的および解析的ではなく、結果的に算術的および数値的でなければならないと想像しています。これは間違いです。エンジンは、次の 3 つの結果セットを作成する場合があります: (…) シンボリック結果 (…);
- — (バベッジに関するルイージ・フェデリコ・メナブレアへのメモ)
バベッジは 1824 年に王立天文学協会の金メダルを初めて受賞しました。