Charles Babbage

Biografia

Sia la data, sia il luogo di nascita di Charles Babbage furono a lungo incerti, ma sono stati oggi fermamente stabiliti. La sua data di nascita è fissata il 26 dicembre 1792 e sembra sia avvenuta vicino a Teignmouth (Inghilterra). Il padre di Babbage era Benjamin Babbage, un banchiere, e sua madre era Betsy Plumleigh Babbage. Babbage soffrì di cattiva salute quando era bambino.

Poichè suo padre era diventato abbastanza ricco, potè permettersi il lusso che Babbage fosse educato in scuole private. Dopo la scuola ad Alphington, egli fu mandato in un'accademia a Forty Hill, Enfield, Middlesex, dove cominciò la sua educazione completa. Egli iniziò a mostrare una passione sfrenata per la matematica, e contemporaneamente un disgusto per le materie umanistiche. Dopo aver lasciato l'accademia, egli continuò a studiare a casa, con un tutore di Oxford che cercava di portarlo ad un livello di preparazione universitaria.

Babbage entrò nel Trinity College, a Cambridge nell'ottobre del 1810. Comunque la base che aveva ricevuto dai libri su cui aveva studiato lo resero scontento con l'insegnamento a Cambridge. Scrisse: "Così accadde che quando andai a Cambridge io potei risolvere alcune questioni come la somma moderata in matematica, che io allora devo ammettere possedevo, con uguale facilità, nei punti di Newton e di Leibniz, o nei salti di Lagrange. Io così acquistai un'avversione per la routine degli studi del posto, e divorai le carte di Eulero e di altri matematici sparsi tra gli innumerevoli volumi delle accademie di St Pietroburgo, Berlino, e Parigi, che le biblioteche a cui avevo fatto ricorso contenevano. Sotto queste circostanze non è sorprendente che io debba comprendere e penetrare con il potere superiore della numerazione di Leibniz".

È difficile capire come il libro "I Principi del calcolo Analitico" di Woodhouse possa essere stato un libro così eccellente dal quale imparare i metodi di Leibniz, dal momento che lo stesso Woodhouse stava ancora insegnando il calcolo di Newton a Cambridge senza alcun riferimento ai metodi di Leibniz. Woodhouse fu uno degli insegnanti di Babbage a Cambridge, ma sembra che non abbia preso parte alla Società che Babbage fondò per cercare di portare la matematica moderna continentale a Cambridge.

Babbage cercò di comprare il libro di Lacroix sul calcolo differenziale e integrale, ma questo non fu facile a causa delle guerre in corso con Napoleone. Quando trovò una copia dell'opera dovette pagarla sette guinee - un incredibile somma di denaro per quel tempo. Babbage in seguito ebbe l'intenzione di fondare una Società per tradurre l'opera: "Io dopo preparai lo schizzo di una società che fosse istituita per tradurre la breve opera di Lacroix sul Calcolo Differenziale e Integrale. Il progetto proponeva che si svolgessero incontri periodici per la propagazione dei d's; e affidava alla perdizione tutto ciò che supportava l'eresia dei punti. Egli sosteneva che l'opera di Lacroix fosse così perfetta che ogni commento era fuori luogo".

Babbage parlò con il suo amico Edward Bromhead (che sarebbe diventato amico di George Green qualche anno dopo) che lo incoraggiò a fondare la Società. La Società Analitica fu fondata nel 1812 e i suoi membri erano tutti studenti universitari di Cambridge. Nove matematici furono presenti al primo incontro, ma i due membri più importanti, in aggiunta a Babbage, furono John Herschel e George Peacock.

Babbage e Herschel produssero la prima delle pubblicazioni della Società Analitica scrivendo Memorie della Società Analitica nel 1813. Questo è un lavoro notevole ed estremamente importante, soprattutto se ci si rende conto che fu scritto da due studenti universitari. Essi diedero una storia del calcolo, e scrissero a proposito delle controversie di Newton e Leibniz: "È doloroso considerare che quella scoperta, la quale ha più di qualunque onore dovuto al genio dell'uomo, debba tuttavia portare con sé un treno di riflessioni così basse alla credibilità del suo cuore".

Le due successive pubblicazioni della Società Analitica furono un lavoro di equipe di Babbage, Herschel e Peacock. Si tratta della traduzione inglese di Sul calcolo differenziale e integrale di Lacroix, pubblicata nel 1816 e di un libro di esempi sul calcolo, che pubblicarono nel 1820.

Babbage si era spostato dal Trinity College a Peterhouse e fu da quel College che egli si laureò con B.A. nel 1814. Comunque, Babbage capì che Herschel era un matematico più preparato di lui.

Babbage si sposò nel 1814, in seguito lasciò Cambridge, nel 1815, per vivere a Londra. Egli scrisse i due maggiori giornali sulle equazioni funzionali nel 1815 e nel 1816. Inoltre nel 1816, all'età di ventiquattro anni, fu eletto membro della Società Reale a Londra. Negli anni successivi, scrisse giornali su diversi argomenti matematici, che non sono particolarmente importanti, e alcuni, come per esempio la sua opera sulle serie infinite, che chiaramente non sono corretti.

Babbage non fu felice del modo in cui le società colte di quel tempo si stavano muovendo. Sebbene fosse stato eletto alla Società Reale di Londra, non sembrava esserne felice. Egli parlò della sue sensazioni su come la Società Reale si stava muovendo: "Il Concilio della Società Reale è una collezione di uomini che si eleggono a vicenda ad un ufficio e dopo pranzano insieme a spese di questa società per lodarsi l'un l'altro sotto l'effetto del vino e darsi medaglie".

Comunque nel 1820 egli fu eletto come membro della Società Reale ad Edimburgo, e nello stesso anno influenzò la fondazione della Società Reale Astronomica. Egli prestò servizio come segretario alla Società Reale Astronomica per i primi quattro anni e successivamente come vice-presidente della Società.

Babbage, insieme a Herschel, condusse alcuni esperimenti sul magnetismo nel 1825, sviluppando metodi introdotti da Arago. Nel 1827 Babbage diventò Professore Lucasiano di matematica a Cambridge, una carica che mantenne per dodici anni, sebbene non insegnò mai. La ragione per cui egli mantenne questo posto prestigioso, sebbene non portò mai a termine i doveri che ci si sarebbero aspettati dal possessore, fu che a quel tempo egli era intento in ciò che diventò la passione principale della sua vita, cioè lo sviluppo dei calcolatori meccanici.

Babbage è senza dubbio il pensatore originario dei concetti che stanno alla base del computer moderno. Intorno al 1812 il calcolo dei logaritmi lo aveva reso consapevole della scarsa precisione del calcolo umano. Egli scrisse: "...Ero seduto nella stanza della Società Analitica, a Cambridge, la mia testa si chinava in avanti sul tavolo come in una specie di fase di sogno, con una tavola di logaritmi che giaceva di fronte a me. Un altro membro, venendo nella stanza, e vedendomi mezzo addormentato, urlò, "Bene, Babbage, cosa stai sognando? - e io risposi - Sto pensando che tutte queste tavole (indicando i logaritmi) potrebbero essere calcolate attraverso una macchina".

Sicuramente Babbage non coltivò quest'idea a quel tempo, ma nel 1819, quando i suoi interessi ruotavano attorno agli strumenti astronomici, le sue idee diventarono più precise ed egli formulò un piano per costruire le tavole, usando il metodo delle differenze attraverso strumenti meccanici. Una macchina tale dovrebbe essere in grado di portare a termine operazioni complesse usando solo il meccanismo per l'addizione. Babbage cominciò a costruire una piccola macchina nel 1819 e la completò nel 1822. Egli annunciò la sua invenzione in un giornale Nota sull'applicazione della macchina nel calcolo di tavole astronomiche e matematiche che lesse alla Società Reale Astronomica il 14 giugno 1822.

Sebbene Babbage immaginasse una macchina capace di imprimere i risultati ottenuti, questo non era ancora possibile al tempo in cui il giornale fu scritto. Un assistente dovette registrare i risultati ottenuti. Babbage illustrò cosa la sua piccola macchina era capace di fare attraverso termini successivi di calcolo di una sequenza n^2+n+41.

I termini di questa sequenza sono 41, 43, 47, 53, 61, mentre le differenze dei termini sono 2, 4, 6, 8, e le seconde differenze sono 2, 2, 2. La macchina di differenza è data dai dati iniziali 2, 0, 41; si costruisce la serie successiva 2, (0+2), (41+(0+2)), che è 2, 2, 43; in seguito la serie 2, (2+2), (43+(2+2)), che è 2, 4, 47; dopo 2, 6, 53; e poi 2, 8, 61; Babbage riporta che la sua piccola macchina di differenza era in grado di produrre una serie dei membri della sequenza n^2+n+41 ad una velocità di circa sessanta ogni cinque minuti.

Babbage fu chiaramente e fortemente influenzato dalla grande impresa di de Prony per il Governo Francese nella produzione di tavole logaritmiche e trigonometriche, con un'equipe di persone, per portare a termine i calcoli. Egli sostenne che una grande macchina di differenza poteva fare il lavoro intrapreso da un'equipe di persone, togliendo i costi ed essendo totalmente precisa.

Il 13 luglio 1823 Babbage ricevette una medaglia d'oro dalla Società Astronomica per il suo progresso nella macchina per la differenza. Egli in seguito incontrò il Cancelliere dello Scacchiere (ministro delle finanze inglese) per chiedere fondi pubblici per la costruzione di una grande macchina di differenza.

Inizialmente gli vennero date 1.500 sterline ed egli cominciò a lavorare su una grande macchina di differenza che credette di poter completare nel giro di tre anni. Egli iniziò a costruire una macchina con "sei ordini di differenza, ognuno di venti posti di figure, mentre le prime tre colonne avrebbero ognuna dovuto avere la metà di una dozzina di figure addizionali".

Una macchina tale sarebbe in grado facilmente di calcolare tutte le tavole che de Prony aveva calcolato, e si credeva che avesse una stampante per stampare i risultati automaticamente. Comunque la costruzione procedette più lentamente di quanto egli si fosse aspettato. E nel 1827 i finanziamenti erano terminati.

L'anno 1827 fu un anno tragico per Babbage; suo padre, sua moglie e due dei suoi figli morirono tutti. La sua salute peggiorò e gli fu consigliato di viaggiare nel Continente. Dopo i suoi viaggi egli ritornò intorno alla fine del 1828. Tentativi successivi per ottenere un supporto governativo riguardarono infine il Duca di Wellington, il ministro delle finanze inglesi e altri membri che fecero visita a Babbage ed esaminarono il lavoro. Nel febbraio 1830 il governo pagò, o promise di pagare, 9.000 sterline per il progetto.

Nel 1830 Babbage pubblicò "Le Riflessioni sul Declino della Scienza in Inghilterra", un lavoro polemico che portò alla formazione, un anno dopo, dell'Associazione Britannica per il Progresso della Scienza. Nel 1834 Babbage pubblicò la sua opera più influente Sull'Economia della Macchina e delle Manifatture, in cui propose un primo abbozzo di ciò che noi oggi chiamiamo ricerca relativa ad operazioni.

L'anno 1834 fu l'anno in cui il lavoro sulla macchina di differenza si fermò. A quel tempo il governo aveva stanziato £ 17000 per il progetto e Babbage ne aveva messi di tasca propria £ 6000. Per otto anni dal 1834 al 1842 il governo non prese nessuna decisione sulla continuazione o meno del supporto finanziario. Nel 1842 la decisione di non procedere fu presa dal governo di Robert Peel.

Entro il 1834 Babbage aveva completato i primi disegni della macchina analitica, il precursore del moderno computer elettronico. Il suo lavoro sulla macchina di differenza lo aveva portato verso un'idea molto più sofisticata. Sebbene la macchina analitica non migliorò rispetto ai dettagliati disegni, essa è sorprendentemente simile nelle componenti logiche ad un computer moderno. Babbage descrive cinque componenti logiche, la riserva, lo stabilimento, il controllo, l'output e l'input.

Il controllo sulla sequenza delle operazioni fu compiuto dal progetto tipo di Jacquard. Fu operato attraverso alcune carte forate semplici e altre carte forate contenenti il programma per un particolare lavoro: "Ogni struttura delle carte si riferiva ad una formula che ricalcolerà in un tempo futuro la stessa formula con qualsiasi costante richiesta. Così la Macchina Analitica potrà possedere una libreria personale. Ogni struttura delle carte una volta fatta potrà riprodurre in un tempo futuro i calcoli per i quali essa fu per la prima volta disposta".

La riserva manteneva 1.000 numeri ognuno di cinquanta cifre, ma Babbage costruì la macchina analitica affinchè avesse effettivamente un'infinita riserva. Questo fu fatto attraverso la produzione di dati verso le carte forate che potevano essere letti di nuovo, in un momento successivo, quando ce ne fosse stato bisogno. Babbage decise, comunque, di non cercare più il supporto del governo, dopo le sue esperienze con la macchina di differenza.

Babbage visitò Torino nel 1840 e discusse là le sue idee con alcuni matematici incluso Menabrea. Durante la visita di Babbage, Menabrea collezionò tutto il materiale necessario per descrivere la macchina analitica e lo pubblicò nell'ottobre del 1842. Lady Ada Lovelace tradusse l'articolo di Menabrea in inglese e aggiunse note importanti più estese delle memorie originali.

Sebbene Babbage non abbia costruito un computer meccanico in grado di svolgere operazioni, i suoi concetti di costruzione si sono dimostrati corretti. Egli scrisse nel 1851: "I disegni della Macchina Analitica sono stati realizzati interamente a mio carico: io ho istituito delle lunghe serie di esperimenti con la volontà di ridurre la spesa della sua costruzione verso i limiti a cui forse io potrei permettermi il lusso di provvedere. Sono ora rassegnato alla necessità di astenermi dalle sua costruzione".

A dispetto di quest'ultima affermazione, Babbage non rinunciò mai alla speranza che la macchina analitica sarebbe stata costruita prima o poi, scrivendo nel 1864: "...se io sopravvivo ancora qualche anno, la Macchina Analitica esisterà".

Dopo la morte di Babbage, fu nominato un comitato dall'Associazione Britannica, i cui membri includevano Cayley e Clifford: "...per confermare la realizzabilità del progetto, e per testimoniare che il successo della sua realizzazione potrebbe marcare un'epoca della storia del calcolo ugualmente memorabile come quella dell'introduzione dei logaritmi".

Questa fu una valutazione inadeguata. La costruzione dei computer moderni, dal punto di vista logico simili al progetto di Babbage, hanno cambiato la totalità della matematica e non è neppure un'esagerazione dire che essi abbiano cambiato il mondo intero.

Charles Babbage morì a Londra il 18 ottobre 1871 all'età di 80 anni a causa di una cistite.