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巴贝奇:计算机发展史中一位失败的英雄

科普小知识2022-03-14 10:53:45
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世界著名的发明家查尔斯·巴贝奇于1791年出生在英国伦敦的一个富裕家庭。巴贝奇的父亲当时是伦敦的一位大银行家。在父亲雄厚资金的帮助下,巴贝奇从小就接受了更高水平的教育。他的父亲希望他能像自己一样在金融行业取得一定的成就,但年轻的巴贝奇对赚钱和做生意不感兴趣。相反,他对自然科学表现出不同寻常的兴趣和天赋。一位开明的父亲看到他的儿子不喜欢金融,但喜欢发明和创造,所以他没有强迫他继续学习金融。

巴贝奇:计算机发展史中一位失败的英雄

查尔斯·巴贝奇(网络图)

巴比奇以优异的成绩成功进入了英国著名的剑桥大学。在大学里,巴贝奇的数学天赋得到了最大限度的发挥。毕业后,他本可以继续他的数学研究,他毅然放弃了这条宽阔的道路,选择了一条普通人不敢攀登的崎岖而危险的道路——致力于微分单位的发明。

由于当时科学技术的飞速发展,数学在日常生活和科学研究中变得越来越重要。为了便于日常操作,法国在18世纪末启动了一个宏计算项目,这是历史上著名的手工编制数学表格。在没有计算工具的时候,这项工作极其艰巨。尽管法国聘请了大量的数学专家进行计算和验证,但表格中仍有许多错误。知道这一点后,巴贝奇有了一个疯狂的想法:他会用机器重新计算数据。

偶然间,巴贝奇在参观著名发明家雅克卡的作品时发现了一台不起眼的织布机。这种织布机是一种提花织布机,可以根据设计者的意愿自动织出各种花式图案。

“按照设计师的意愿!”巴贝奇被介绍人的话深深吸引住了。他想,根据这种织布机的设计理念,我们能不能也开发一种能根据设计者的意愿自动处理不同功能计算的机器?

巴贝奇回家后,他开始设计这台“能够计算”的机器。上帝注定要给巴贝奇这个成功。1822年,经过近十年的不懈努力,第一台具有计算功能的机器在英国伦敦诞生。作为这台机器的设计者和制造商,他将其命名为“差动延伸”。

巴贝奇:计算机发展史中一位失败的英雄

分析引擎(网络图)

巴贝奇设计了这台差速器,从设计到零件加工,他几乎都是自己完成的。由于当时的工业水平有限,许多零件无法加工成理想的尺寸,所以这台机器的计算精度只有六位数,而且只能计算几种功能。然而,基于当时的背景,这台机器能够满足航海和天文学的计算。

很快,巴贝奇关于发明业务扩展的信息被传送到英国皇家学会。为了奖励和鼓励他做出更多努力来生产更精确的扩展单元,皇家学会首次向巴贝奇拨款17000英镑。你知道,世界上第一台蒸汽机的研究基金只有700多英镑。

在得到*的支持和鼓励后,巴贝奇变得更加自信。他相信他能够设计和制造一个20位数的差分单元。然而,这一次上帝没有给他成功的橄榄枝。在制图设计的早期阶段,他发现“大机器”需要大约25,000个零件,零件的尺寸不应超过误差的千分之一。巴贝奇意识到这台机器能否制造完全取决于机械零件的制造。

因此,巴贝奇邀请了当时英国最著名的机械工程师约瑟夫&布尔。克莱门特的工厂参与了制造,但项目进展非常缓慢。年复一年,日复一日,十年后,差动装置仍然无法工作。参与制造的同事们再也坚持不住了,一个接一个地离开了他。这一次,差动装置的设计也*失败。

巴贝奇设计的差动装置和后来的分析机器比他的时代超出了至少一个世纪。直到二十世纪中叶,第一台计算机才在美国诞生。巴贝奇的失败并不意味着他是一个失败者,相反,他是一个伟大的英雄。巴贝奇在计算机领域的努力为后代留下了极其珍贵的材料,他在逆境中不断努力自我完善的精神也一直激励着我们。