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查尔斯·巴贝奇

查尔斯·巴贝奇
Charles Babbage

KH FRS
Charles Babbage - 1860.jpg
1860年时的巴贝奇
出生(1791-12-26)1791年12月26日
伦敦(萨瑟克区)
逝世1871年10月18日(1871岁-10-18)(79岁)
英国伦敦马里波恩
国籍英格兰
公民权大英帝国
母校剑桥大学彼得学院
知名于差分机
科学生涯
研究领域数学,工程学,政治经济学,计算机科学
机构三一学院
受影响自罗伯特·伍德侯斯,加斯帕尔·蒙日约翰·赫歇尔
施影响于卡尔·马克思约翰·斯图尔特·密尔爱达·勒芙蕾丝
签名
Charles Babbage Signature.svg

查尔斯·巴贝奇FRS(英语:Charles Babbage,1791年12月26日-1871年10月18日),英国数学家发明家机械工程师。由于提出了差分机分析机的设计概念(并有部分实做机器),被视为计算机先驱。

1828年至1839年,巴贝奇曾在剑桥大学担任卢卡斯教授。 除了数学和计算机之外,巴贝奇也是当时重要的经济学者之一。 他还参与了一些政治活动,但是这方面颇不成功。

生平

On the economy of machinery and manufactures, 1835

巴贝奇的出生地点具有争议,然而依据《牛津国家人物传记大辞典》,他最可能出生于英国伦敦瓦尔渥斯路英语A215 road克罗斯比巷(Crosby Row)44号。如今在拉崁街(Larcom Street)与瓦尔渥斯路的交叉口,设有一块蓝色牌匾记念此一事件。

巴贝奇的父亲是银行家。由于他父亲宽裕的的资金,使得他能够在初级教育阶段就接受几个学校和教师的指导。在8岁左右的时候为了能从一个致命的高烧中康复,他被送到一个乡村学校。

1810年10月,巴贝奇进入剑桥大学三一学院。他已经自行研修现代数学的某些部分,读过罗伯特·伍特浩斯英语Robert Woodhouse约瑟夫·拉格朗日玛利亚·阿涅西等人的著作。因此,他对剑桥的制式代的数学教法颇感失望。

1812年,巴贝奇、约翰·赫歇尔乔治·皮科克与几位朋友共同组成分析学会英语Analytical Society,他们也与爱德华·莱恩英语Edward Ryan亲近。身为一个学生,巴贝奇也参与其他社团,例如从事于探索超自然现象的鬼魅俱乐部英语The Ghost Club、专注于协助成员释放身心的抽离者俱乐部,而且都相当投入。

同年巴贝奇转学至剑桥大学彼得学院。在那里他成为优秀的数学家,但并未因此在毕业时获奖。1814年,他未试而获得学位。他曾在为一篇论文辩护时被认为有公开亵渎神明之举,但未知是否因此而未参加考试。

设计电脑

差分机一号的1/7完成品
实验性的部分分析机
后人制造的差分机二号

差分机一号

巴贝奇设计计算机器的基本想法是利用“机器”将计算到印刷的过程全部自动化,全面去除人为疏失(如:计算错误、抄写错误、校对错误、印制错误等)。而差分机一号(Difference Engine No.1)则是利用N次多项式求值会有共通的N次阶差的特性,以齿轮运转,带动十进制的数值相加减、进位。

差分机一号(Difference Engine No.1)由英国政府出资,工匠Joseph Clement英语Joseph Clement打造,预计完工需要25,000个零件(大致均分在计算和印刷两部分),重达4吨,可计算到第六阶差,最高可以存16位数(相当于千兆的数)。但因为大量精密零件制造困难,加上巴贝奇不停地边制造边修改设计,从1822到1832年的十年间,巴贝奇只能拿出完成品的1/7部分来展示,不过差分机运转的精密程度仍令当时的人们叹为观止,至今依然是人类踏进科技的一个重大起步。

巴贝奇不断延后完成期限的严重超支(英国政府在1842年的最后清算发现整个项目一共让国库支出了£17,500)、制作过程不断修改设计、时常与克里门发生冲突等诸多原因,让完整的差分机一号一直未能完成,一万两千多个还没用到的精密零件后来都被熔解报废。

分析机

失去了政府的资助后,巴贝奇仍继续工作,设计一台更为复杂的机器——分析机。这台机器本有希望成为真正的电脑,可以运行包含“条件”、“循环”语句的程序,有寄存器用来存储资料,不过同样没有完成。

差分机二号

差分机二号(或称大型差分机)在1849年设计出来,却在有生之年只实现了很小一部分。这台机器可以进行相当复杂的数学计算,具有31位精度。

其它成就

在1824年,查尔斯因为发明了数学天文的表格计算工具,获得了皇家天文学会金奖。

在《论机械和制造业的经济》,巴贝奇描述了现在被称作巴贝奇原则的观点,即由分工引起的一些优势。巴贝奇注意到高技能的(通常也是高薪水的)工人花费一部分他们的时间执行执行“低于”他们技能层次的任务。如果劳动过程能被分配给几个工人,就可以只安排高技能的任务给高技能(高成本)的工人并且留下其他工作任务给低一些技能(低一些薪水的)工人,因此减少劳动力成本。这个原则被卡尔·马克思批评,他认为这会导致劳动力隔离和增加异化。巴贝奇原则与弗雷德里克·温斯洛·泰勒科学管理的假设有异曲同工之妙, 虽然后者较为知名, 但事实上巴贝奇原则比泰勒更早将科学概念引进管理学中

第二个差分机的制造

英国数学家查尔斯·巴贝奇是可编程计算机的发明者,计算机的先驱。他设计过的计算机器有差分机、分析机和第二个差分机。其中第二个差分机在1849年设计出来却在有生之年只实现了很小一部分。这台机器可以进行相当复杂的数学计算,具有31位精度。

计算机博物馆董事长Shustek说,英国政府资助了他的早期工作,期望以此获得更高精度的导航、科学和工程数据,尽管巴贝奇很聪明,却没能够将其实现。“他的失败并非技术问题,而是管理。一个大问题是,总在半路他又有了新想法,在进行工程项目时不得不学会说‘不’这正是我们现在做的。”

在失去了政府的资助后,巴贝奇仍在继续工作,那是一台更为复杂的机器,称为分析机。这台机器本有希望成为真正的计算机,可以运行包含“条件”、“循环”语句的程序,有寄存器用来存储数据,不过同样没有完成。

1871年,巴贝奇在怨恨失望中去世,甚至《泰晤士报》在讣告中还嘲笑了他的失败。

家庭

1814年1月25日,查尔斯·巴贝奇在圣麦可教堂(St. Michael's church)与乔治亚娜·惠特莫尔(Georgiana Whitmore)结婚。1827年,查尔斯的父亲、妻子和他其中的一个儿子死后,查尔斯进行了为期一年的欧洲旅行。查尔斯与乔治亚娜共育有8个子女,其中只有4个长到成年,包括边杰明·赫谢尔英语Benjamin Herschel Babbage、乔治亚娜·惠特莫尔、杜加尔德·布罗姆黑尔德(Dugald Bromheald)及亨利·普里弗斯特(Henry Prevost)。

  • 边杰明·赫谢尔·巴贝奇(1815年8月6日出生)
  • 查尔斯·惠特莫尔·巴贝奇(1817年1月22日出生)
  • 乔治亚娜·惠特莫尔·巴贝奇(1818年7月17日出生)
  • 爱德华·史都华·巴贝奇(Edward Stewart Babbage,1819年12月15日出生)
  • 法兰西斯·莫尔·巴贝奇(Francis Moore Babbage,1821年6月1日出生)
  • 杜加尔德·布罗姆黑尔德·巴贝奇(1823年3月13日出生)
  • 亨利·普里弗斯特·巴贝奇(1824年9月16日出生)
  • 亚历山大·佛比斯·巴贝奇(Alexander Forbes Babbage,1827年出生)

流行文化中的查尔斯·巴贝奇

查尔斯·巴贝奇在手机游戏《Fate/Grand Order》之中以“Caster”的职阶登场,在游戏中被描述为释放蒸气的巨大机甲人,宝具为“何等绚烂的灰烬世界”。

参见

参考书目

  • Charles Babbage. Passages from the Life of a Philosopher. ISBN 978-1-85196-040-8
  • Anthony Hyman. Charles Babbage: Pioneer of the Computer. ISBN 978-0-691-02377-9
  • Maboth Moseley. Irascible Genius: A Life of Charles Babbage, Inventor.
  • Doron Swade. The Cogwheel Brain. ISBN 03166484772

外部链接


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