Babbage – a különc matematikus

A XIX. század angol tudományos életének egyik legkülönlegesebb alakja Charles Babbage 1791. december 26-án született, egy londoni bankár fiaként. Babbage, a különc matematikus születésének helye máig vitatott.

Babbage gyermekkora

Családja jómódú volt, így lehetősége volt arra, hogy magántanárok tanítsák, amikor nyolcéves kora körül életveszélyes állapotba került egy betegség miatt.

Tizenévesen barátkozott meg a matematikával, amelyből aztán életre szóló szerelem lett.

Tanulmányait a cambridge-i Trinity College-ban folytatta 1810-től, ahol másfél évszázad múlva a XX. század egyik legnagyobb matematikusa, Alan Turing is tanult.

Babbage csalódott az itteni matematika oktatásban, jórészt már tanulta az itt hallott dolgokat. Barátaival (pl. John Herschel vagy George Peacock) 1812-ben megalapította az Analitikai Társaságot. Egyébként is szerette a társasági életet. Tagja lett a Ghost Clubnak (amely a természetfölötti jelenségekkel foglalkozott) és az Extractors Clubnak, amelynek tagjai eléggé különcök voltak. Babbage, legjobb matematikusként nem érettségizett, hanem vizsga nélkül diplomát kapott.

Babbage családja

1814-ben szerzett tehát diplomát, majd nem sokkal később (1814. július 25-én más források alapján 1815-ben) megházasodott, Giorgiana Whitemore-t vette el. Összesen nyolc gyermekük született, de csak három gyermekük élte meg a felnőttkort, s felesége 1827.szeptember 1-én elhunyt.

A fiatal matematikus már 1815-ben előadást tartott a Royal Society-n, majd egy évvel később már taggá is választották.

1819-ben Párizsba ment, legjobb barátjával Herschellel, ahol megismerkedett a francia tudományos élet legnagyobb alakjaival. Fizikával és biztosítás-matemtikával foglalkozott, de ekkor még nagyon függött apja támogatásától, különösen akkor, amikor feleségül vette Giorgiana-t, amit apja nem helyeselt.

A felesége 1827-ben meghalt, s ugyanabban ez évben két gyermeke mellett édesapja is elhunyt, így hatalmas összeget, 100.000 fontot örökölt, amely lehetővé tette céljai megvalósítását. Miután professzorrá vált Cambridge-ben, s tett egy nagyobb körutat Itáliában, hozzá kezdett a tervei megvalósításához.

A differenciálgép

Babbage, jó matematikusként hamar felismerte, hogy a hajózáshoz szinte nélkülözhetetlen csillagászati táblázatok számos matematikai hibát tartalmaznak, de azt is tudta, hogy ezen táblázatok elkészítése rengeteg időt és humán munkaerőt igényel. Babbage jó hazafiként megpróbált más módszert keresni, így merült fel a gondolat, hogy létrehoz egy olyan számológépet, amely elkészíti a táblázatokat az emberek helyett.

Ez a gondolat, már 1812 elején megfogalmazódott benne, s a következő majdnem hat évtizedben tulajdonképpen csak ennek élt. Jól ismerte a logaritmustáblát, s annak összefüggéseit, valamint dolgozott a Pascal és Leibniz által kidolgozott számológépekkel, így tudta mire vállalkozik. 1822-ben levelet írt Sir Humphry Davyhez, s kifejtette elképzeléseit, amelyek alapján gépét a kor népszerű hajtóereje, a gőz működtette volna.

Ennek előzményeként gépe egy modelljét, már 1821-ben megmutatta a (többek között az ő általa 1820-ban alapított, akkor még egyszerűen Londoni) Királyi Csillagászati Társaságnak. Mivel ezek a gépek differenciálást végeztek, ezért gépét differenciálgépnek nevezte. (Az ő szóhasználata alapján a differenciálás a polinomtáblázatok számszerű ábrázolása.)

A modell és a levél alapján a Társaság egy 1500 fontos díjat ítélt meg számára 1823-ban, amely lehetővé tette a gépe gyakorlati megvalósítását. 1824-ben elsőként nyerte el a Társaság Aranyérmét “egy gép felfedezéséért, amely matematikai és csillagászati táblázatokat számol”. A gép elkészítése közben különböző problémák léptek fel, amelyek révén 1833-ban felhagyott a megvalósítással, pedig már 17.000 fontot ráköltött.

Ez a gépe 25 ezer alkatrészből állt, 15 tonnát nyomott és két és fél méter magas volt.

Újabb gépet tervezett, amelyet azonban csak 1989 és 1991 között építettek meg, születésének 200. évfordulójára, s a Londoni Tudományos Múzeum kísérleteiben 31 számjegyes pontossággal dolgozott. Ehhez a géphez Babbage egy nyomtatót is tervezett, amelyet 2000-ben építettek meg. Mindössze, néhány apró hibát kellett kijavítaniuk.

Az analitikai gép

A differenciálgép kudarca után Babbage nem adta fel, s egy sokkalta bonyolultabb gép, az analitikai gép tervezéséhez kezdett hozzá. Ez a gép lyukkártyák segítségével programozható lett volna, amely a számítástechnika történetében forradalmi gondolat volt, bár Joseph Maria Jacquard, már alkalmazta a szövőgépekben. Babbage alaposan kidolgozta a tervet, s ha megépül, tulajdonképpen egy Turing-géppel ekvivalens gép lett volna.

A gép működésének lényegét kevesen értették meg, s ezen kevesek közé tartozott a kor híres költőjének, Lord Byronnak a lánya, Ada Lovelace.

(Neumann, Ada és Babbage élete dióhéjban)

Ada első találkozását a matematikussal, Mary Sommersville úgy jellemezte, hogy “Míg az estély további résztvevője ugyanazzal az arckifejezéssel és érzéssel tekintett erre a szép készülékre, mint amelyet állítólag egyes vademberek tanúsítottak, amikor először láttak távcsövet vagy hallottak puskalövést, Miss Byron – akármilyen fiatal is volt – megértette működését és átlátta a találmány szépségét.”

Így Ada, az első programozó(nő) lett azáltal, hogy olyan programot írt, amely segítségével a gép képes lett volna a Bernoulli-számok sorozatát kiszámolni. Ezt sokan vitatják, bár Ada saját kézírásával is vannak ezzel kapcsolatos dokumentumok.

Babbage a gépe tervezésekor számtalan olyan módszert vezetett be, amelyet a modern számítógépeken is alkalmaznak.

Ada első programja Babbage gépére

1840-ben előadást tartott Torinóban, majd két évvel később Charles Wheatstone megkereste, hogy az előadás alapján készült Luigi Menabrea dolgozatot fordítsa le és fűzzön hozzá magyarázó megjegyzéseket. Babbage Adát kérte meg erre, aki el is készítette a fordítást, s a közel háromszor hosszabb megjegyzéseket. Itt szerepelt először a sokat emlegetett program.

A brit tudományos élet Babbage halálának 150. évfordulójára szeretné megépíteni az analitikai gép működő változatát.

A kormány 1842-ben vonta meg tőle a támogatását, s ekkor Robert Peel angol miniszterelnök azzal viccelődött, hogy “Mi lenne, ha a gépet arra használnánk, hogy számolja ki, mikor fog működni?”. Ebben persze nagyon sokat nyomott a latban, hogy egyes munkatársai is ellene voltak a háta mögött, s még azok is ellenezték a gépét, akik egyébként próbálkoztak hasonlót építeni. Számukra Babbage, csak a különc matematikus volt, akinek ötleteit ellophatták.

1832-ben lovaggá ütötték, de a bárói címet már nem fogadta el.

Babbage a különc matematikus

A fentiek mellett Babbage foglalkozott természetteológiával, kriptográfiával (két hét alatt feltörte többek között a feltörhetetlennek tartott a Vigenère-kódot) éppúgy, mint közlekedésbiztonsággal. Felfedezte a szemtükröt, heliográfot, vasúti nyomtávmérőt vagy vasúti mérőkocsit egyaránt.

Foglalkozott a statisztikával, közgazdaságtannal és kicsit a politikába is belekóstolt, de azonnal ott is hagyta azt a közeget. Javasolta a munkamegosztást a dolgozók között, ezzel tulajdonképpen Ford híres futószalag megoldását előzte meg gondolataival. Híres volt közgazdasági elméleteiről, amelyet még az 1851-es nagy kiállítás tervezésekor Albert hercegék is figyelembe vettek. Igazi különc volt, de ötletei kiválóan alkalmazhatóak voltak, s alkalmazták is őket.

Hogy a magyarok se maradjanak ki Babbage életéből – 1819-ben két partit is játszott Kempelen Farkas sakkozó török automatájával, s a rendje és módja szerint, mindkét partit elvesztette. Ő azonban trükköt sejtett a háttérben, vagyis, hogy valaki rejtőzködik az automatában. Mindemellett felkeltette az érdeklődését a téma iránt, ma azt mondanánk, a mesterséges intelligencia iránt.

Mary Everest Boole szerint, nagybátyja George Everest (aki híres földrajzkutató volt) 1825 körül érkezett haza Indiából. Megismertette férjével George Boole matematikussal, John Herschellel és Charles Babbage-dzsel a hindu metafizika alapvetéseit, amely alapvetően formálta gondolkodásukat.

Mindezek mellett Babbage számtalan egyéb különlegességgel hívta fel magára a figyelmet. Babbage unalmas perceit is a matematika töltötte ki, mivel is tölthetné a különc matematikus. Egy ízben megszámolta és elemezte, hogy egy gyárépület ablakai hányszor és milyen okból törnek ki, amely adatokból egy tudományos publikációt is írt. Más alkalommal négy percet töltött egy 130C (265F) hőmérsékletű kályhában – állítása szerint – különösebb kényelmetlenség nélkül. Azt is elintézte, hogy engedjék le a Vezúv kráterébe, mert saját szemével akarta látni a lávát.

Babbage öröksége

Babbage 1871 október 18-án meghalt, de egyik fiára, Henry Prevost Babbage-re hagyja a terveit és a műhelyt, aki azonban 1879-ben mindent megsemmisített. 1880-tól kezdve újra elkezdett foglalkozni a gép építésével, végül 1896-ban mindent odaajándékozott a londoni Tudományos Múzeumnak.

Halála után, Babbage agyának egyik fele a londoni Tudományos Múzeumba került. A másik felét a Royal College of Surgeons Hunterian Museum tárolja.

Források

Ha tetszett a poszt – oszd meg!