Чарльз Бэббидж тАУ человек, который опередил свою эпоху

Житомирський державний педагогiчний унiверситет iменi РЖвана Франка

тАЬЧарльз Бэббидж тАУ человек, который опередил свою эпохутАЭ

студентки 52 групи

фiзико-математичного факультету

Кулiш О.РЖ.

2000 р.

План

1. Развитие вычислительной техники до Ч. Бэббиджа. 3

2. Юношеские годы Бэббиджа. 5

3. Разностная машина Бэббиджа. 9

4. Судьба разностной машины. 12

5. Аналитическая машина Бэббиджа. 15

6. Теоретические возможности машины. 18

7. Исследования Бэббиджа в различных областях знания. 26

8. Заключение. 33

9. Литература. 36

С необходимостью считать люди столкнулись в каменВнном веке. Имеются свидетельства, что в палеолите насечВнками на костяных и каменных изделиях отмечали некоВнторый счет.

С развитием общества счет стал еще более необходим, в обиходе появились большие числа, выкладки с которыми все усложнялись. Естественно возникла потребность в приборах, которые облегчили бы счет. Простейший из таких ВлприборовВ» был всегда с человеком тАФ это 10 пальВнцев его рук. Кроме того, считали с помощью зарубок на палках, костях и камнях, узлов на веревках и других примитивных приспособлений. Но уже в древности широВнкое распространение получили счетные приборы, которые объединяются одним общим названием тАФ абак. Под абаком понимается любой счетный прибор, на котором отмечены места расположения отдельных разрядов, а числа представляются количеством различных мелких предметов (камешков, косточек и т. п.).

Греки, славяне и другие народы использовали для записи чисел буквы алфавита. Однако в алфавитной нуВнмерации арифметические действия не проводились, она употреблялась в основном для записи дат и результатов вычислений. Сами вычисления выполнялись на счетной доске. Арифметика была воплощена в абаке, точнее, счетВнная доска с ее возможностями и представляла арифмеВнтику; так продолжалось до распространения удобных для вычисления цифр и позиционной системы счисления.

В ХтАФXII вв. в Европе появилось много работ, посвяВнщенных вычислению на абаке. Но в связи с распростраВннением десятичной позиционной системы счисления наВнчалось постепенное вытеснение вычислений на абаке письВнменными вычислениями. Этот процесс шел в острой борьбе, как тогда считали, двух наук: математики на абаке и математики без абака, на бумаге.

С развитием математики и ростом объема вычислений возникает стремление упростить и облегчить вычислительВнную работу. Для этой цели создаются не только вычислиВнтельные приборы, но и таблицы.

В начале XVII в. шотландский математик Д. Непер (1550тАФ1617), используя один из распространенных в то время способов умножения (умножение решеткой), предВнложил счетный прибор, представляющий собой по-осоВнбому записанную таблицу умножения, который он наВнзвал счетными палочками. Действия умножения и деления производились при помощи выкладывания палочек по определенным правилам и считывания результата.

Создателем первой механической вычислительной маВншины был профессор Тюбингенского университета В. Шикард (1592тАФ1635).

Машина Шикарда состояла из трех частей: суммируюВнщего устройства, множительного устройства и механизма для записи промежуточных результатов. Суммирующее устройство (шестиразрядная машина) представляло собой совокупность зубчатых передач. На каждой оси находиВнлось по одной шестерне с десятью зубцами и по вспомогаВнтельному однозубому колесу-пальцу. Палец служил для дискретной передачи десятка в следующий разряд после накопления в предыдущем десяти единиц.

Сложение в машине выполнялось поворотом на нужВнную величину наборных колес каждого разряда, вычитаВнние тАФ вращением шестерен в обратную сторону. В окошВнках машины (окошках считывания) было видно набранное число, а также все последующие результаты. Вычисление суммы и разности состояло только в наборе чисел и счиВнтывании результата. Деление заменялось последовательВнным вычитанием делителя из делимого. Множительное устройство машины состояло из записанных на бумаге таблиц умножения, которые наматывались на шесть паВнраллельных валиков. При умножении необходимо было повернуть соответствующим образом валики и прочесть по определенным правилам результат.

Третье устройство машины состояло из шести осей с нанесенными на них цифрами и панели с шестью окошВнками. Поворотом осей в окошках можно было поставить число, которое необходимо запомнить, например, какой-нибудь промежуточный результат. Таким образом в маВншине Шикарда только суммирующая часть была механиВнческой, а остальные представляли собой подвижные таблицы.

Большую известность приобрела суммирующая маВншина Б. Паскаля (1623тАФ1662). Принципиально она не отличалась от суммирующей части машины Шикарда. Первый образец машины, построенный в 1641 г. имел много недостатков, и Паскаль после ее окончания начал строить новую машину, которую закончил через три года. Эта, вторая модель стала базовой: все последующие маВншины, которые строил Паскаль, очень мало отличались от нее, хотя в каждую из них вносились некоторые измеВннения. Паскаль построил около 50 машин. Некоторые из них дошли до наших дней.

Впервые пригодную для вычислений машину, на котоВнрой можно было выполнять четыре арифметических дейВнствия, создал уроженец Эльзаса Карл Томас де Кольмар. Он же наладил впервые массовое производство своих машин. В 1818 г. Томас сконВнструировал, а в 1820 г. построил счетную машину, котоВнрую назвал арифмометром. В 1821 г. Томас представил свою машину на рассмотрение Парижской академии.

Таким образом к середине XIX в. имелся только один достаточно удовлетворительный для практики арифмоВнметр тАФ арифмометр Томаса. Все остальные вычислительВнные машины были приспособлены либо только для слоВнжения и вычитания, либо значительно уступали арифмометру Томаса. Только Бэббидж в том же XIX в. смог совершенно по-новому поВндойти к проектированию вычислительных машин, разраВнботать основные принципы их функционирования, в осоВнбенности, в главном своем творении тАФ аналитической машине, и положить начало решению основных проблем современной вычислительной техники, что позволило сто лет спустя назвать его Влотцом вычислительных машинВ».

Чарльз Бэббидж родился 26 декабря 1791 г. на юго-западе Англии в маленьком городке Тотнес, в графстве Девоншир. Отец его Бенджамин Бэббидж, банкир фирмы ВлПрэд, Макворт и БэббиджВ» впоследствии оставил сыну довольно большое состояние. Чарльз был слабым ребенВнком и родители не спешили отдавать его в школу. До 11 лет его учила мать (урожденная Елизавета Тип), о коВнторой Чарльз всегда говорил с большим уважением. Будучи уже известным ученым, он часто советовался с ней по различным вопросам.

С 11 лет Бэббидж обучался в частных школах, вначале в Альфингтоне тАФ небольшом городке в Девоншире, а заВнтем недалеко от Лондона в городе Энфилде. В школе Чарльз увлекся математикой, занимался ею много и с особым удовольствием, в результате чего получил осноВнвательную математическую подготовку. В это время он детально изучил книгу Уорда ВлРуководство для юных математиковВ», а также ряд более фундаментальных работ по математике: ВлПринципы аналитических вычисленийВ» Вадхауза, ВлФлюксииВ» Дитона и даже ВлТеорию функцийВ» Лагранжа.

Бэббидж с детского возраста проявлял интерес к разВнличным механическим автоматам, которые были широко распространены в XVIII и в начале XIX вв. При полуВнчении каждой новой игрушки он неизменно спрашивал: ВлА что находится внутри ее?В». Чарльз и сам очень рано начал пытаться строить механиВнческие игрушки, что, кстати сказать, ему не всегда хоВнрошо удавалось.

В 1810 г. девятнадцатилетний Бэббидж поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета. В колВнледже, к своему удивлению, Ч. Бэббидж обнаружил, что он знает математику лучше своих сверстников. Иногда своими вопросами он ставил в тупик даже преподавателей.

Чарльз был общительным человеком и имел большой круг знакомых, среди которых были молодые люди с доВнвольно разносторонними интересами: любители и матеВнматики, и шахмат, и верховой езды и т. п. Наиболее близВнкими его друзьями стали Джон Гершель (1792тАФ1871), сын знаменитого астронома В. Гершеля, и Джордж Пикок (1791тАФ1858). Друзья заключили соглашение Влприложить все усилия, чтобы оставить мир мудрее, чем они нашли егоВ».

В 1812 г. три друга ( Бэббидж, Гершель и Пикок) совВнместно с другими молодыми кембриджскими математиВнками основали ВлАналитическое обществоВ», организация которого явилась поворотным пунктом для всей британВнской математики.

ВлАналитическое обществоВ» стало проводить регулярВнные заседания, на которых его члены выступали с научВнными докладами, обсуждали появляющиеся в печати раВнботы. ВлАналитическое обществоВ» развило довольно больВншую издательскую деятельность, в частности, стало публиВнковать свои труды. Бэббидж, Гершель и Пикок в 1816 г. перевели с французского языка ВлТрактат по дифференВнциальному и интегральному исчислениюВ» профессора Политехнической школы в Париже С.Ф. Лакруа (1765 тАУ 1843), дополнив его в 1820 г. двумя томами примеров. Все три друга в это время много занимались математикой.

Бэббидж был способным студентом и хорошо учился, однако он считал, что его друзья Гершель и Пикок доВнстигли в математике больших успехов, чем он. Не желая по окончании быть третьим среди лучших студентов в Тринити-колледже, он в 1813 г. переходит в колледж Св. Петра. Действительно он там стал первым студентом и, окончив колледж, получил в 1814 г. степень бакаВнлавра.

В 1815 г. в возрасте 24 лет Бэббидж женится на 23-летней Джорджии Витмур и переезжает в Лондон.

В 1816 г. стала вакантной должность профессора в одВнном из колледжей Лондона. Бэббидж, снабженный хороВншими рекомендациями, предполагал занять эту должность в том же году. Однако он не был избран и добился назнаВнчения только в следующем году. В 1817 г. Бэббидж станоВнвится магистром наук.

В 1819 г. Бэббидж хотел занять освободившееся место профессора на кафедре математики Эдинбургского универВнситета. И здесь Бэббидж не был принят сразу: причиной отказа стало его нешотландское происхождение. Его утверВндили в должности профессора только через два года после многочисленных просьб и рекомендаций влиятельных лиц.

Бэббидж, будучи очень энергичной натурой, интереВнсовался широким кругом научных вопросов и проявил себя в различных областях деятельности. Еще совсем в моВнлодые годы он начал писать грамматику и словарь мироВнвого универсального языка. Но эта работа осталась неВнзавершенной, как и целая серия словарей для самых разВнличных целей. Во время поездок и путешествий он никогда не упускал возможности измерить пульс и частоту дыхания животных. В результате этих наблюдений он подготовил ВлТаблицу констант класса млекопитающихВ». Еще в студенческие годы Бэббидж начал задумываться о том, как избежать ошибок при составлении различных таблиц. Впервые в Англии навигационные таблицы были опубликованы в 1766 г. Трудоемкие расчеты этих таблиц велись в течение многих лет. Несмотря на все старания составителей, они содержали ошибки. Исследуя причины возникновения этих ошибок, Бэббидж пришел к мысли о возможности расчета различных табВнлиц на машине. Бэббидж приводит две версии обстоятельств, побудивших его начать работу над созданием вычисВнлительной машины. Одну он изложил в 1822 г., другую тАФ 40 лет спустя.

Согласно первой версии, изложенной Бэббиджем, одВннажды Гершель принес ему расчеты, выполненные выВнчислителями Астрономического общества. Однако у Бэббиджа и Гершеля возникли сомнения относительно качеВнства работы вычислителей. Они принялись за утомительную проверку и обнаружили большое число ошибок. Бэббидж сказал: ВлЯ хотел бы, чтобы эти расчеты выполнялись с поВнмощью источника энергииВ», на что Гершель ответил: ВлЭто вполне возможноВ». По словам Бэббиджа, этот разговор породил идею, воплощением которой он занимался всю жизнь.

По второй версии, изложенной Бэббиджем, дело обстояло несколько иначе. Однажды вечером Бэббидж сидел в комнате Аналитического общества и размышлял о сложности расчета логарифмических таблиц. В это время в комнату вошел один из его друзей и спросил: ВлНу, Чарльз, о чем ты мечВнтаешь?В» Указывая на таблицу логарифмов, Бэббидж отвеВнтил: ВлЯ думаю, что все эти таблицы можно рассчитать на машинеВ». Бэббидж пишет, что Влэто событие, должно быть, произошло в 1812 или 1813 годуВ».

Конечно, обе версии несут в себе оттенок легенды. Фактом остается то, что еще в студенческие годы Бэббидж заинтересовался возможностями производства различных математических расчетов при помощи вычислительных машин. Со временем эти мысли полностью овладели Бэббиджем. Он не переставал заниматься проблемами, свяВнзанными с вычислительными машинами в течение всей своей долгой жизни. Более того, он посвятил им свою жизнь.

12 января 1820 г. в Лондоне было создано АстрономиВнческое общество, в организации которого большое участие принимал Бэббидж. Во главе общества стал доктор У. ПирВнсон, его активным помощником был Бэббидж, сыгравший значительную роль в этом обществе. Он последовательно был одним из секретарей общества, вице-президентом, секретарем по иностранным делам и членом Совета.

Став членом Королевского общества и ознакомившись с его работой, Бэббидж выступил с резкой критикой царивВнших там порядков. Он представил на рассмотрение общества план обширных реформ, которые должны были оздоровить общество, создать лучшие условия для научной работы его членов. В своем проекте Бэббидж требовал установления демократической процедуры выборов в члены общества, при этом он считал необходимым публикацию научных статей в качестве испытания для вступающих в члены. Он требовал свободы дискуссий по политическим вопроВнсам на заседаниях общества. В своем проекте он выдвиВннул и много других требований, которые были направВнлены в сторону демократизации общества.

Королевское общество отвергло проект Бэббиджа без обсуждения. Рассерженный этим отказом Бэббидж проВндолжал осуждать порядки в Королевском обществе.

В 1828 г. Бэббидж был избран профессором математики Люкасовской кафедры Кембриджского университета. Спустя много лет Бэббидж отмечал, что избрание на эту кафедру было единственной честью, которой он удоВнстоился в собственной стране. Он считал, что избрание объясняется интересом, который вызвала его работа над вычислительной машиной.

За 11 лет пребывания в должности профессора Бэббидж не прочел ни одной лекции в университете, стремясь как можно больше внимания уделять разработке вычислительВнных машин. Но кафедра все же отнимала некоторое время, поэтому в 1839 г. Бэббидж оставляет весьма почетную должВнность, чтобы полностью посвятить себя работе над вычисВнлительными машинами.

Французское правительство в связи с введением метриВнческой системы в измерение длин, весов и т. п. стремилось внедрить принцип десятичности в самые различные обВнласти, в частности, была сделана попытка ввести деление окружности не на 360В°, а на 400 частей, т. е. каждый квадВнрант делить не на 90В°, а на 100 частей, а каждую сотую часть квадранта тАФ не на 60, а также на 100 частей. Для такой перестройки требовалось пересчитать громадное число таблиц, в основном, тригонометрических и связанВнных с ними логарифмических. Кроме того, для перехода на метрическую систему нужно было составить много вспоВнмогательных таблиц.

Правительство Франции поставило перед математиВнками задачу подготовить необходимые таблицы на высоВнком научном уровне и в достаточно короткие сроки. РукоВнводить сложными и трудоемкими расчетами было поруВнчено Г. Прони.

Прони с самого начала понял, что для составления таблиц прежними методами с помощью нескольких сотрудВнников ему не хватит жизни.

Однажды в книжной лавке Прони увидел книгу Адама Смита ВлИсследование о природе и причинах богатства народовВ». Смит рассматривая мануфактуру как типичную форму предприятия, приписывал решающую роль в развитии производительных сил мануфактурному разделению труда. Именно это поразило Прони в книге Смита, он не отрываясь прочитал первые главы этой работы и у него появились по использованию разделения труда для расчёта новых логарифмических таблиц. В Париже была выпущена брошюра, в которой описывался процесс вычисления таблиц.

После ознакомления с этой брошюрой Бэббидж решил применить метод Прони при создании своей машины.

В основу работы машины Бэббидж решил положить изВнвестное свойство многочленов, состоящее в том, что их коВннечные разности соответствующих порядков (зависящие от степени многочлена) равны нулю. Машину, работаюВнщую на этом принципе, он назвал разностной.

Разностная машина (1822)

В качестве основного элемента разностной машины Бэббидж выбрал зубчатое счетное колесо, применявшееся в цифровых вычислительных устройствах с XVII в. Каждое колесо, предназначено для запоминания одного разряда десятичного числа. Поскольку Бэббидж проектиВнровал машину, оперирующую с 18-разрядными числами, регистр (устройство для хранения одного числа) состоял из 18 счетных колес. Количество регистров на единицу больше степени полинома, представляющего вычисляемую функцию (один регистр предназначен для хранения знаВнчения функции, другие тАФ для запоминания конечных разностей). Машина, создаваемая Бэббиджем, предназнаВнчалась для расчета полиномов шестой степени и соответВнственно должна была иметь семь регистров.

Для выполнения операции сложения наряду со счетВнными колесами регистров, в машине должны были испольВнзоваться зубчатые колеса трех различных конструкций (по три колеса на каждое колесо регистра) и так называеВнмые установочные пальцы на специальных осях. КонВнструктивно вычислительный блок разностей машины представляет собой три ряда вертикально расположенных осей с зубчатыми колесами и установочными пальцами. Первый ряд составляют оси со счётными колесами региВнстров, второй ряд тАФ оси с зубчатыми колесами для сумВнмирования и третий ряд тАФ оси с установочными пальцами для подготовки к работе колес второго ряда. Диаметр счетВнного колеса регистра 12,7 см. Вычислительный блок маВншины должен был иметь 3 м в длину и 1,5 м в ширину. Наряду с вычислительным блоком в состав машины должно было входить печатающее устройство.

При проектировании разностной машины Бэббидж предВнложил и частично реализовал ряд интересных техничеВнских идей. Так, он разделил выполнение операций переВнноса десятков при сложении на два такта: подготовительВнный (выполняется во время операции сложения) и собВнственно перенос. Это новшество, впоследствии широко применявшееся в механических вычислительных устройВнствах, позволило существенно снизить нагрузки на рабочие элементы машины. Проектируя связь между вычислительВнным блоком и печатающим устройством, Бэббидж предусмотрел возможность совмещения во времени процессов вычислений и печатания результатов.

Основное назначение разностной машины Бэббидж видел в составлении таблиц. Машина позволяла также проверять таблицы составленные ранее. Для этого операции должны были производиться в обратном порядке, т. е. от полинома к конечным разностям.

В нескольких работах Бэббидж высказывает мысль о возможности использования разностной машины для расчета функций, не имеющих постоянных разностей. Он пишет, что уже протабулировал некоторые из специВнальных функций. Среди них, например, функция, в которой третьи разности равны числу единиц первых разностей; может быть также рассчитана таблица, в которой третьи разности постоянны и меньше 1/10000 первых разВнностей.

Возможности разностной машины были достаточно широки. При использовании некоторых дополнительных несложных узлов машина могла извлекать корни из чисел. Точность результата могла быть тем выше, чем больше было счетных колес в машине, т. е. зависела только от ее конструкции.

Работать над созданием разностной машины Бэббидж начал вскоре после 1812 г. Разработка и постройка мехаВннической вычислительной машины представляла в то время сложную проблему. Многое из того, что было необходимо Бэббиджу, не существовало. Он должен был изобретать не только узлы и механизмы, но и в отдельных случаях тАФ средства для их изготовления. Инженерную помощь полуВнчить было трудно и дорого, квалифицированных рабочих также было нелегко найти. Проблемой являлось и достиВнжение требуемой точности обработки металла.

В 1819 г. Бэббидж встречается с секретарем КоролевВнского общества Волластоном и обсуждает с ним вопросы, связанные с разностной машиной. Волластон одобрительно отозвался о работе Бэббиджа.

При всех сложностях Бэббидж сумел к 1822 г. построить небольшую действующую разностную машину. На этой машине Бэббидж рассчитал, например, таблицу кваВндратов.

После окончания первой разностной машины Бэббидж был полон энтузиазма. Он считал, что основные трудности уже преодолены, и поэтому его дальнейшие планы были достаточно оптимистичны.

В 1822 г. Бэббидж обратился к президенту КоролевВнского общества Дэви с письмом, в котором предлагал построВнить разностную машину значительно больших размеров, чем предыдущая, для расчета, в первую очередь, астроВнномических и навигационных таблиц.

Бэббидж обратился за помощью также и в Астрономическое общество. Оба общества с энтузиазмом отозвались о новом проекте Бэббиджа. При содействии Королевского общества, которое официально подтвердило практическую осуществимость схемы машины, в 1823 г. между Бэббиджем и канцлером казначейства было заклюВнчено довольно расплывчатое соглашение, по которому правительство предоставляло деньги для работы над маВншиной и помощь в необходимых материалах, а Бэббидж обязан был через три года окончить разработку машины. В том же 1823 году Бэббидж приступил к работе над новой машиной.

Бэббидж считал, что на ее постройку должно уйти два-три года при затратах 3 - 5 тысяч фунтов стерлингов, причем в окончательном виде вес машины должен состаВнвить примерно две тонны. Для работы над этой машиной была выстроена мастерская, привлечены инженеры и чертежники.

13 июня 1823 г. Бэббидж был награжден первой золотой медалью Астрономического общества. В речи, произнесенной по случаю этого награждения, президент общества Г. Коулбрук высоко оценил значение машины Бэббиджа для астрономических расчетов: ВлНи в одной области науки или техники это изобретение не может быть использовано так эффективно, как в астрономии и связанных с ней областях, а также в различных разделах техники, зависящих от них. Нет расчетов более трудоВнемких, чем те, которые зачастую нужны в астрономии; нет аппаратуры, более необходимой для первоначальной обработки данных; и нет ошибок, более приносящих ущерб. Практически астронома прерывают в его занятиях и отвлекают от наблюдений утомительной расчетной работой, в противном случае его старания в наблюдениях становятся неэффективными из-за необходимости дальнейших расчеВнтов. Пусть помощь, которую приносят предварительно рассчитанные таблицы, будет неограниченно возрастать благодаря изобретению Бэббиджа, тогда более легкой станет наиболее утомительная часть труда астронома и исследованиям в астрономии будет дан дополнительный толчокВ». Работа Бэббиджа Влпо размаху и результатам не похожа на что-либо выполненное ранее для помощи при проведении оперативных расчетовВ».

Несмотря на столь хорошее начало и оптимистические надежды, разностная машина не была изготовлена даже через десять лет, хотя на ее постройку было истрачено 17 тыс. фунтов стерлингов правительственных средств и 13 тыс. собственных средств Бэббиджа.

На разностную машину требуется все больше средств. И о Бэббидже злословят как в научных кругах, так и в лиВнтературных. Впоследствии счиВнтали даже, что Бэббидж присвоил себе 17 тысяч фунтов правительственных средств, хотя денежная документация у него была в идеальном порядке, учитывался кажВндый потраченный пенс. К концу 1827 г. на машину было уже израсходовано 3475 фунтов стерлингов. Перед поездкой на контиВннент Бэббидж выделил еще 1000 фунтов из своих личВнных денег.

Бэббидж уделял большое внимание сокращению времени выполнения операций и для этого неоднократно перерабаВнтывал узлы машины. Обычно при сложении вручную склаВндывают единицы исходных чисел, перенос, если он есть, запоминают и добавляют при сложении десятков чисел; затем запоминают перенос десятков и добавляют при слоВнжении сотен и т. д. При работе на машине можно выполнить поразрядное сложение, запомнить переносы и затем осуВнществить их сложение с полученным числом; это и будет окончательная сумма. Такое сложение выполняется в разностной машине с помощью механического способа переноса.

Из-за нехватки механизмов, квалифицированных соВнтрудников, денег, бесконечных поправок и изменений в конструкции машины тАФ возникали многочисленные конВнфликты, работа продвигалась крайне медленно. Это приВнвело к тому, что энтузиазм окружающих, в том числе и учеВнных, сменился недоверием. Постепенно от работы отверВннулись почти все.

К началу 1833 г. небольшая часть машины все же была построена. Испытания показали, что она выполняет действия с запланированной точностью и скоростью.

Проявляя устойчивый интерес к проблемам теории чисел, Бэббидж рассчитал на своей машине таблицу значеВнний функции x² + x + 41, позволяющей получать простые числа.

Несмотря на то, что определенные успехи в создании разностной машины были очевидны, Бэббидж в 1833 г. фактически почти прекратил дальнейшую работу над ней. Он писал: ВлВ этот период обстоятельства, которыми я не мог управлять, привели меня к решению временно приостаноВнвить работу по улучшению конструкции машиныВ».

В ноябре 1842 г. Гоулбури, канцлер казнаВнчейства кабинета Р. Пиля, ознакомил Бэббиджа с окончаВнтельным решением правительства относительно разностной машины. В нем отмечалось, что правительство сожалеет о необходимости отказать в поддержке постройки разностной машины из-за больших и неопределенных затрат, требуемых для ее завершения. Во время обсуждение вопроса в парламенте только один член парламента проголосовал за оказание помощи Бэббиджу. Бэббиджу так и не удалось завершить большую разностную машину Небольшая часть машины, готовая к 1833 г., могла рассчитывать полиномы с разностями третьего порядка и имел, удовлетворительную скорость. Незаконченная разностная машина вместе со всеми чертежами в 1843 г. была сдана, на хранение в музей Королевского колледжа в Лондоне Из ее частей впоследствии была построена демонстрационная модель, находящаяся сейчас в Кембридже.

Бэббидж всеми способами старался пропагандировать свою машину, но, несмотря на все усилия, ему не удалоесь добиться, чтобы машина была представлена на первой международной промышленной выставке в Лондоне в 1849 г. Лишь в 1862 г., когда Бэббиджу шел 71-й год, часть разностной машины, которая хранилась в Королевском колледже, была показана на международной выставке в Лондоне в Южном Кенсингтоне. Но машину поместили в маленькой комнате, одновременно осматривать ее могли только несколько человек. Бэббидж вместе со своим младшим сыном подготовил плакаты, поясняющие принцип работы машины, но их негде было повесить, так как на стенах комнаты демонстрировались ковры и клеенки.

После закрытия выставки музей Королевского колледжа отказался принять машину обратно. Разностная машина и сделанные Бэббиджем плакаты были переданы в НаВнучный музей в Южном Кенсингтоне.

У Бэббиджа оказались непосредственные последователи в работе над разностной машиной. Шведы Георг и Эдвард Шейц (отец и сын) в 1840г. сконструировали действующую модель разностной машины, а в 1853 г. изготовили и саму машину, которая работала до четвертых разностей с деВнсятичными числами длиной 15 разрядов. Машина Шейцев демонстрировалась в Лондоне в 1854 г. и в Париже в 1855 г., где ей была присуждена золотая медаль. Описание машины было опубликовано 30 июня 1855 г. в ВлИллюстрированных лондонских новостяхВ». Бэббидж ходатайствовал перед Королевским обществом о награждении Шейцев почетВнными медалями. Машина находилась затем в Дадлеевской обсерватории в Олбени (штат Нью-Йорк) и использоваВнлась для расчета астрономических таблиц.

При жизни Бэббиджа была сконструирована еще одна разностная машина. Ее изготовил швед М. Виберг, в 1863 г. машина демонстрировалась в Париже. В машине Виберга использовались основные идеи разностной маВншины Бэббиджа, однако конструкция ее была более удачВнной.

Несколько разностных машин было создано после смерВнти Бэббиджа. В 1876 г. разностную машину построил Дж. Грант (США), в 1909 г.тАФ известный немецкий конВнструктор арифмометров К. Гаман, в 1933 г. тАФ английский ученый Л. Комри, которому, как и за столетие до этого Ч. Бэббиджу, была оказана финансовая помощь правительВнства. Хотя машина Комри была наиболее производительной среди всех разностных машин (табулирование с 13 знаВнками функций, имеющих постоянные шестые разности), она все же уступала по мощности машине, которую конВнструировал Бэббидж.

Рассматривая возможности разностной машины, слеВндует отметить, что Бэббидж впервые предложил машину, которая, в отличие от всех предшествующих, могла не только производить один раз заданное действие, но и осуВнществлять целую программу вычислений. Наряду с таВнбулированием полиномов по методу конечных разностей на машине можно было рассчитывать значения функций, не имеющих постоянных разностей, с помощью искусно подоВнбранных эмпирических формул.

Сам Бэббидж достаточно ясно представлял назначение своей машины. Он пропагандировал использование матеВнматических методов в различных областях науки и предВнсказывал при этом широкое применение вычислительных машин. Первый рисунок аналитической машины появился в бумагах Бэббиджа в сентябре 1834 г.

Чертеж ВлАналитической машиныВ», 1840 г.

Конструктивная разработка аналитической машины казалась Бэббиджу на столько простой, что, по его мнению, пришлось бы затратить больше средств на завершение разностной машины, чем конструировать новую машину из более простых механических элементов.

Аналитическая машина была задумана как чисто механическое устройство без каких бы то не было электрических элементов, так как электротехника в то время только начинала развиваться. Однако при разработке машины Бэббидж предполагал использовать не только механический привод. Он отмечал, что хотел бы выполнять расчёты с помощью какого-либо внешнего источника энергии.

На аналитической машине Бэббидж собирался вычислить навигационные таблицы, выверить таблицы логарифмов, рассчитать ряд астрономических таблиц и провести много других вычислительных работ.

Большую помощь в разработке аналитической машины оказала Ада Лавлейс

К 1834 году относится знакомство Ады с разностной машиной Бэббиджа. Ада посещает публичные лекции Д. Ларднера о машине. В это же время, совместно с Соммервилем и другими, она впервые навещает Бэббиджа и осматривает его мастерскую.

После первого посещения Ада стала часто бывать у Бэббиджа, иногда в сопровождении миссис де Морган. Мэри Соммервил вспоминала, что они вместе с Адой ВлтАж часто посещали мистера Бэббиджа, работавшего над вычислительной машинойВ»; Бэббидж всегда приветливо встречал их, терпеливо объяснял устройство своей машины и практическую пользу автоматических вычислений.

В начале знакомства Бэббиджа с Адой его приВнвлекли математические способности девушки. В дальнейшем Бэббидж нашел в ней человека, который полностью понимал его устремления, поддерживал все его смелые, а порою и дерзкие начинания. Отношения Бэббиджа с Адой Лавлейс во многом скрасили его личную жизнь, частые неудачи в работе. Ада, кроме того, была почти ровесницей его рано умершей единственной дочери. Все это привело, несмотря на сложность и противоречивость характера Бэббиджа, к теплому и искреннему отношению к Аде на долгие годы.

С начала 1841 г. Лавлейс серьезно занялась изучением машин Бэббиджа.

5 января 1841 г., приглашая Бэббиджа в Окхам-Парк, Лавлейс пишет: ВлВы должны сообщить мне основные сведения, касающиеся Вашей машины. У меня есть осноВнвательная причина желать этогоВ». Это предложение было с признательностью принято Бэббиджем. С этого времени их научные контакты, точнее тАФ научное сотрудничество, не прерывалось и дало блестящие результаты.

22 февраля 1841 г. Лавлейс пишет Бэббиджу. ВлЯ много думаю о возможности (полагаю, что могу сказать вполне вероятном) сотрудничестве между нами в будущемтАж Я считаю, что результаты этого сотрудничества будут полезны для нас обоих и полагаю, что эта идея (которую, между прочим, я долго вынашивала в смутной и приблиВнзительной форме) является одной из тех счастливых проВнявлений интуиции, которые временами приходят в голову так необъяснимо и удачноВ».

Несмотря на некоторые неувязки и порой даже резкий тон, они работали совместно, хорошо понимая друг друга. Созданию такой творческой обстановки в первую очередь способствовал Бэббидж. Хотя он был раздражительным человеком, обижавшимся на любые возражения, в отноВншении Лавлейс Бэббидж проявлял тактичность и чуткость.

Ада Лавлейс в письме от 11 августа задает Бэббиджу вопрос, оставит ли он Влинтеллект и способности Влледи-феиВ» на слуВнжбе своим великим целям?В». Ответ Бэббиджа был, естественно, положительным. В этом же письме Лавлейс предлагает консультировать всех желающих по вопросам, связанным с вычислительными машинами, чтобы Бэббидж не отвлекался от основной работы.

Бэббидж продолжает работать над аналитической машиВнной, хотя все время испытывает большие финансовые трудВнности. 4 ноября 1842 г. Бэббидж получает письмо, в котором правительство окончательно отказывает ему в финансовой поддержке.

После смерти Лавлейс Бэббидж уничтожил большую часть переписки с ней. Сохранившиеся письма не только глубже раскрывают творческий облик этих двух замечаВнтельных ученых, но и дают возможность лучше понять жизненные принципы и позиции их авторов.

Но основная заВнслуга А. Лавлейс состоит в том, что она разработала первые программы для аналитической машины, заложив теоретиВнческие основы программирования.

1842тАФ1848 годы Бэббидж посвятил почти исключительно созданию аналитической машины. В это время он разрабоВнтал теоретические основы машины и уяснил огромные возможности, которые могут иметь подобные устройства. Без какой бы то ни было финансовой поддержки, Бэббидж продолжал работу, используя собственные средства. Он нашел чертежников и рабочих, которые работали у него дома. Как и при изготовлении разностной машины, он решил начать работу с выполнения модели. В процессе раВнботы он постоянно вносил изменения в конструкцию машиВнны и ставил бесконечные эксперименты.

Часть ВлАналитической машиныВ»

Не окончив первую модель машины, Бэббидж принимаВнется за следующую. Но затем он временно прекращает работу над аналитической машиной, так как в 1848 г. решает разработать полный комплект чертежей для второй разностной машины. В этих чертежах должны были быть отражены все усовершенствования, к которым Бэббидж пришел, создавая аналитическую машину. В 1849 г. он закончил эту работу.

В 1849 г., закончив чертежи разностной машины, Бэббидж возобновил работу над аналитической. К тому времени у него сложилось отчетливое представление о маВншине, как об устройстве, позволяющем заменить труд мноВнгих вычислителей. Человек-вычислитель, проводя расчет без машины, использует следующие средства: ручной счетВнный прибор для производства арифметических действий; расчетный бланк для записи промежуточных результатов и порядка расчета, т. е. программу вычислений; справочВнные таблицы и собственные соображения относительно последовательности выполнения операций. Бэббидж разВнрабатывает машину с такой же функциональной струкВнтурой; она включа

Вместе с этим смотрят:

"Архитектурная сказка" М. Ф. Казакова

"Великая депрессия" в США

"Византийский стиль" в архитектуре Москвы

"Дворцовые перевороты" и усиление позиций аристократии и гвардии: причины и последствия

"Золотой век" Екатерины II. Россия во II половине XVIII века