Rozdział XII.
Charles Babbage (1791-1871) i jego maszyny liczące
Maszyna różnicowa Babbage’a
Charles Babbage był typem wynalazcy z tych, co nie znoszą głupoty i powtarzania błędów przez ludzi.
Sfrustrowany tym, jak często w tablicach matematycznych drukowanych dla inżynierów, marynarzy i bankierów zdarzały się błędy, wpadł na pomysł: Zamiast męczyć tysiąc księgowych i drukarzy, niech maszyna robi to sama, dokładniej, szybciej i bez kaca.
Jak to miało działać?
Maszyna była jednym wielkim mechanizmem: tysiące kół zębatych, wałków i przekładni. Wrzucasz dane (np. liczby do wzoru wielomianowego), kręcisz korbą, a mechanizm sam liczy – i od razu wypisuje wynik, nawet z drukowaniem tablic!
Co potrafiła?
Automatycznie obliczała wartości funkcji, generowała tablice matematyczne (superważne dla nawigatorów i artylerzystów).
Ograniczała błędy ludzkie — mechaniczne ramię matematycznego perfekcjonisty!
Co poszło nie tak?
Nigdy nie została ukończona w pełnej wersji (problemy z finansowaniem, technologią, polityką i charakterem Babbage’a, który kłócił się z każdym urzędnikiem). Prototypy powstały, ale na działającą maszynę świat musiał poczekać aż do… końca XX wieku, kiedy brytyjscy inżynierowie zbudowali ją na podstawie rysunków Babbage’a – i zadziałała!
Analytical Engine -Maszyna analityczna 1837
Pierwsza koncepcja komputera
Kiedy Babbage zobaczył, jak dobrze idzie mu z maszyną różnicową, postanowił pójść o krok dalej i wymyślił coś…
na co ludzkość naprawdę nie była gotowa zrozumieć: programowalny komputer!
Czym była ta maszyna?
Miała mieć oddzielne moduły:
– „Młyn” (dzisiejszy procesor),
– „Magazyn” (pamięć),
– „Urządzenie sterujące” (dzisiejszy kontroler/programator),
– „Urządzenie wyjściowe” (drukarka, wyświetlacz, jak kto woli).
Programowana była… kartami perforowanymi – dokładnie takimi, jak w maszynie żakardowej w tkactwie!
Mogła wykonywać dowolne działania matematyczne, z pętlami, warunkami, powtarzaniem, czyli to, co dzisiaj robi komputer, tylko na zębatkach. Nie powstała, bo projekt był zbyt złożony jak na technologię XIX wieku. Wymagała tysięcy perfekcyjnie wykonanych części a Londyn dopiero odkrywał standaryzację śrubek.
Ada Lovelace (1815–1852) odegrała kluczową rolę, jej notatki z 1843 r. zawierały pierwszy w historii opis algorytmu dla maszyny. Historia zapamiętała jej postać: „pierwsza programistka”
Charles Babbage to postać, która była tak samo genialna, jak… totalnie nieprzystosowana do życia wśród ludzi.
1. Babbage kontra kataryniarze
Charles Babbage był fanatykiem porządku, matematyki i… świętego spokoju. Mieszkał przy Dorset Street w Londynie, gdzie codziennie pod jego oknami przetaczały się bandy ulicznych grajków, zwłaszcza kataryniarzy.
Zamiast uznać to za kolor lokalny folklor, Babbage zaczął prowadzić statystyki: notował, ile razy dziennie słyszy katarynkę, o której godzinie, jak długo trwa koncert i… jak wpływa to na jego koncentrację.
W pewnym momencie obliczył, że w ciągu miesiąca tracił ponad 500 godzin pracy (!) przez „hałas katarynkowy”.
Rozwieszał karteczki z prośbą o ciszę, a nawet napisał petycję do władz Londynu o „zakaz używania katarynek w obrębie jednej mili od jego domu”.
Gdy kataryniarze nic sobie z tego nie robili, Babbage ponoć wpadł w szał, próbował rzucać w nich garnkami, a nawet… zainwestował w głośniejszy dzwonek, żeby ich przeganiać. Do końca życia uważał, że „Londyn upadnie przez kataryniarzy”, a jego maszyna różnicowa mogłaby być gotowa szybciej, gdyby nie to cholerne „tra-ta-ta-ta” pod oknem.
2. Nienawiść do błędów drukarskich
Babbage uważał, że największym zagrożeniem dla nauki są błędy w tablicach matematycznych. W liście do premiera Wielkiej Brytanii pisał: – „Gdyby świat zainwestował więcej w poprawność druku, mielibyśmy mniej katastrof na morzu i w bankach!” Mówił to tak namiętnie, że znajomi żartowali: – Babbage wolałby wydać milion funtów na maszynę, niż raz zobaczyć błąd w tablicy logarytmów.
3. Miłość do statystyki i… liczenia wszystkiego
Babbage prowadził statystyki na każdy temat, od długości życia komarów w okolicy, przez liczbę przejeżdżających powozów, aż po ilość piwa wypijanego przez studentów Cambridge. Zanotował np.: „W ciągu roku pod moim domem przejeżdża 12 499 powozów, z czego 2 347 jedzie zbyt szybko, 5 991 za wolno, a reszta z niewłaściwą liczbą kół.”
4. Foch na królową Wiktorię
Babbage miał osobliwy stosunek do władzy. Gdy pewnego razu zaproszono go na spotkanie z królową Wiktorią, przyszedł, ale… zamiast ukłonu przedstawił jej szkic maszyny różnicowej i zaczął wykład o arytmetyce. Podobno królowa poprosiła, by „skrótowo wyjaśnił, na co to komu”, na co Babbage odpowiedział:
– „Wasza Wysokość, jeśli ta maszyna powstanie, królowa będzie mogła wreszcie wiedzieć, ile pieniędzy jej ministrowie roztrwaniają każdego dnia!”
Jak Babbage projektował swoje maszyny?
1. Umysł jak mechaniczny kalkulator
Babbage miał wyjątkowo wytrenowaną wyobraźnię przestrzenną i matematyczną. To, co większość ludzi musiała sobie „wyobrazić”, on widział „na żywo” w głowie, łącznie z ruchem przekładni, współpracą zębatek i sekwencją operacji.
Pisał: –„Każdy trybik, każda śruba pojawia mi się w wyobraźni, zanim jeszcze położę ją na papierze.”
2. Praktyka „ręcznego CAD-a”
Rysował odręcznie, na dziesiątkach, a potem setkach kartek papieru, czasem godzinami poprawiając detale. Często korzystał z własnego zestawu linijek, cyrkli, specjalnych ołówków. Tworzył rysunki warstwowe (poziom po poziomie), podobnie jak architekci budynków.
3. Inspiracja zegarmistrzami i inżynierami epoki
Współpracował z najlepszymi zegarmistrzami Londynu (oni potrafili robić mikroskopijne mechanizmy).
Dużo uczył się od budowniczych maszyn parowych, od inżynierów, którzy rysowali całe maszyny tekstylne, młyny, silniki.
Babbage czasem godzinami podglądał, jak konstruuje się mechanizmy do zegarów, i wprowadzał te zasady do swoich projektów.
4. Notatki, szkice, prototypy
Robił dziesiątki notatek z rysunkami szczegółów, zliczono, że zostawił po sobie ponad 5 000 stron technicznych szkiców!
Wykonywał proste modele z drewna lub metalu, testując, czy dany mechanizm „zagra” zanim przeszedł do wersji „na poważnie”. Każdy szczegół rozrysowywał w kilku wersjach, aż do perfekcji.
5. Nieludzka wytrwałość i obsesja
To, co dziś robią zespoły inżynierów przez lata, on robił… sam, przez miesiące. Miał obsesję na punkcie szczegółu i nie akceptował uproszczeń, dlatego nigdy nie skończył w pełni żadnej z największych maszyn, bo zawsze znajdował coś, co trzeba poprawić.
Babbage był żywym mostem między abstrakcją a materią: z jednej strony wyobrażał sobie czystą matematykę, ciągi liczb, algorytmy, operacje różnicowe; z drugiej… potrafił w głowie zamienić to w tysiące trybików, wałków, śrubek i sprężyn, a potem jeszcze narysować to tak, że po 200 latach brytyjscy inżynierowie mogli jego plany zrealizować i… maszyna działała!
To jest szczyt ludzkiej wyobraźni inżynierskiej. to poziom, do którego większość ludzi nawet się nie zbliża.
Dziś, mając CAD, druk 3D i symulacje komputerowe, większość z nas nie ogarnęłaby nawet części tego, co Babbage ogarniał z kartką i ołówkiem.
Szacun, Charles.
Jakbyś żył dzisiaj, to zamiast kataryniarzy wkurzałby cię szum wentylatora w laptopie i aktualizacje Windowsa, ale reszta… dalej byłaby tak samo niesamowita.