查尔斯·巴贝奇
查尔斯·巴贝奇，FRS（英語：Charles Babbage，1791年12月26日—1871年10月18日），英国数学家、發明家兼機械工程師。由於提出了差分機與分析機的設計概念（並有部份實做機器），被視為计算机先驱。
| 查尔斯·巴贝奇 Charles Babbage KH FRS | |
|---|---|
 1860年时的巴贝奇 | |
| 出生 | 1791年12月26日 伦敦（萨瑟克区） |
| 逝世 | 1871年10月18日（79歲） 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 | 差分機 |
| 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，約翰·赫歇爾 |
| 施影响于 | 卡尔·马克思，约翰·斯图尔特·密尔，愛達·勒芙蕾絲 |
| 签名 | |
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1828年至1839年，巴貝奇曾在劍橋大學擔任盧卡斯教授。 除了數學和計算機之外，巴贝奇也是當時重要的經濟學者之一。 他還参与了一些政治活动，但是這方面頗不成功。
生平
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巴貝奇的出生地點具有爭議，然而依據《牛津國家人物傳記大辭典》，他最可能出生於英國倫敦瓦爾渥斯路克羅斯比巷（Crosby Row）44號。[1]如今在拉崁街（Larcom Street）與瓦爾渥斯路的交叉口，設有一塊藍色牌匾記念此一事件。[2]
巴贝奇的父亲是银行家。由于他父亲寬裕的的資金，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，巴貝奇進入劍橋大學三一學院。[3]他已經自行研修現代數學的某些部分，[4]讀過羅伯特·伍特浩斯、約瑟夫·拉格朗日及瑪利亞·阿涅西等人的著作。因此，他對劍橋的制式代的數學教法頗感失望。[1]
1812年，巴貝奇、約翰·赫歇爾、乔治·皮科克與幾位朋友共同組成分析學會，他們也與愛德華·萊恩親近。[5]身為一個學生，巴貝奇也參與其他社團，例如從事於探索超自然現象的鬼魅俱樂部、專注於協助成員釋放身心的抽離者俱樂部,而且都相當投入。[6][7]
同年巴貝奇轉學至劍橋大學彼得學院。[3]在那裡他成為優秀的數學家，但並未因此在畢業時獲獎。1814年，他未試而獲得學位。他曾在為一篇論文辯護時被認為有公開褻瀆神明之舉，但未知是否因此而未參加考試。[1]
設計電腦
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差分機一號
编辑巴貝奇設計計算機器的基本想法是利用「機器」將計算到印刷的過程全部自動化，全面去除人為疏失（如：計算錯誤、抄寫錯誤、校對錯誤、印製錯誤等）。而差分機一號（Difference Engine No.1）則是利用N次多項式求值會有共通的N次階差的特性，以齒輪運轉，帶動十進位的數值相加減、進位。
差分機一號（Difference Engine No.1）由英國政府出資，工匠Joseph Clement打造，預計完工需要25,000個零件（大致均分在計算和印刷兩部份），重達4噸，可計算到第六階差，最高可以存16位數（相當於千兆的數）。但因為大量精密零件製造困難，加上巴貝奇不停地邊製造邊修改設計，從1822到1832年的十年間，巴貝奇只能拿出完成品的1/7部份來展示，不過差分機運轉的精密程度仍令當時的人們嘆為觀止,至今依然是人类踏进科技的一个重大起步。
巴貝奇不斷延後完成期限的嚴重超支（英國政府在1842年的最後清算發現整個計畫一共讓國庫支出了￡17,500）、製作過程不斷修改設計、時常與克里門發生衝突等諸多原因，讓完整的差分機一號一直未能完成，一萬兩千多個還沒用到的精密零件後來都被熔解報廢。
分析機
编辑失去了政府的資助後，巴貝奇仍繼續工作，設計一台更為複雜的機器——分析機。這台機器本有希望成為真正的電腦，可以執行包含「條件」、「迴圈」語句的程式，有暫存器用來儲存資料，不過同樣沒有完成。
差分機二號
编辑差分機二號（或稱大型差分機）在1849年設計出來，卻在有生之年只實作了很小一部分。這台機器可以進行相當複雜的數學計算，具有31位元精度。
其它成就
编辑在1824年，查尔斯因为发明了数学和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“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。巴贝奇原则與弗雷德里克·温斯洛·泰勒的科学管理的假设有異曲同工之妙, 雖然後者較為知名, 但事實上巴貝奇原則比泰勒更早將科學概念引進管理學中[8]
第二个差分机的制造
编辑第二个差分机在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。”
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
编辑1814年1月25日，查尔斯·巴贝奇在聖麥可教堂（St. Michael's church）與乔治亚娜·惠特莫尔（Georgiana Whitmore）結婚。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。查尔斯與乔治亚娜共育有8個子女，其中只有4個長到成年，包括邊傑明·赫謝爾、乔治亚娜·惠特莫尔、杜加爾德·布羅姆黑爾德（Dugald Bromheald）及亨利·普里弗斯特（Henry Prevost）。
- 邊傑明·赫謝爾·巴貝奇（1815年8月6日出生）
- 查爾斯·惠特莫爾·巴貝奇（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）
- 愛德華·史都華·巴貝奇（Edward Stewart Babbage，1819年12月15日出生）
- 法蘭西斯·莫爾·巴貝奇（Francis Moore Babbage，1821年6月1日出生）
- 杜加爾德·布羅姆黑爾德·巴貝奇（1823年3月13日出生）
- 亨利·普里弗斯特·巴貝奇（1824年9月16日出生）
- 亞歷山大·佛比斯·巴貝奇（Alexander Forbes Babbage，1827年出生）
参见
编辑参考资料
编辑- ^ 1.0 1.1 1.2 Swade, Doron. Babbage, Charles. 《牛津国家人物传记大辞典》 線上版. 牛津大學出版社. doi:10.1093/ref:odnb/962. 需要订阅或英国公共图书馆会员资格
- ^ 1140 Plaque # 1140 on Open Plaques.
- ^ 3.0 3.1 Babbage, Charles (BBG810C). A Cambridge Alumni Database. University of Cambridge.
- ^ E. S. Leedham-Green. A Concise History of the University of Cambridge. Cambridge University Press. 1996-09-26: 142– [2013-04-18]. ISBN 978-0-521-43978-7. （原始内容存档于2017-02-23）.
- ^ Wilkes (2002) p.355
- ^ Hofstadter, Douglas R. Gödel, Escher, Bach: an Eternal Golden Braid. Penguin Books. 1979, 2000: 726.
- ^ Charles Babbage'S Computer Engines. [2012-03-13]. （原始内容存档于2013年4月30日）.
- ^ Hasenfeld, Yeheskel; Abbott, Andrew Delano. Human Services as Complex Organizations. SAGE Publications. : 211 [2013-04-18]. ISBN 978-0-8039-4065-9. （原始内容存档于2020-06-13）.
参考书目
编辑- 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
编辑
- 时光流转 机械计算机降临硅谷 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 約翰·J·奧康納; 埃德蒙·F·羅伯遜, Babbage, MacTutor数学史档案 （英语）
- Science Museum's exhibit on the Difference engine
- Economy of Machinery and Manufactures at Archive for the History of Economic Thought
- Charles Babbage的作品 - 古騰堡計劃
- The Ninth Bridgewater Treatise （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Francis Baily，"On Mr. Babbage's new machine for calculating and printing mathematical and astronomical tables" Astronomische Nachrichten, 2 (1824) 407/408 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- "Address of the President of the Astronomical Society of London，on presenting the Gold Medal of the Society to Charles Baggage [sic]，Esq." Astronomische Nachrichten, 3 (1825) 169/170 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Obituary of Charles Babbage in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 32 (1872) 101 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Babbage's grave is in Kensal Green Cemetery London. Famous Economists Grave Sites （页面存档备份，存于互联网档案馆）。