查尔斯·巴贝奇
查尔斯·巴贝奇（英语：Charles Babbage，FRS；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（可编程计算机的发明者）。
1828年至1839年，巴貝奇在劍橋大學擔任盧卡斯教授。
生于伦敦。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。
目录 |
婚姻 [编辑]
1814年1月25日，查尔斯·巴贝奇在 St. Michael's 教堂與乔治亚娜·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。
子女 [编辑]
- Benjamin Herschel Babbage（1815年8月6日出生）
- Charles Whitmore Babbage（1817年1月22日出生）
- Georgiana Whitmore Babbage（1818年7月17日出生）
- Edward Stewart Babbage（1819年12月15日出生）
- Francis Moore Babbage（1821年6月1日出生）
- Dugald Bromheald Babbage（1823年3月13日出生）
- Henry Prevost Babbage（1824年9月16日出生）
- Alexander Forbes Babbage（1827年出生）
- Timothy Grant Babbage（1829年出生）
設計電腦 [编辑]
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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，工匠克里門打造，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。
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。
運作原理 [编辑]
簡單來說，差分機就是一台多項式求值機，只要將欲求多項式方程的前3個初始值輸入到機器裡，機器每運轉一輪，就能產生出一個值來。假設以「F(x)= x2+4」為例，差分機吐出來的結果，就會是F(1)=5，F(2)=8，F(3)=13，F(4)=20…等，直到系統停止為止。機器運作最重要的基礎，在於求出多項方程式的結果完全只需要用到加法與減法。
在F(x)=x2+4這個例子中，第一步是先算出F(1)和F(2)之間的差（8-5=3），稱為第一階差（First Difference）。如果這個值和F(2)及F(3)之間的差（13-8=5）不同的話，就拿這兩個第一階差再算一次差（5-3=2），稱為第二階差（Second Difference）。在這個例子裡，每一個第二階差都是2，所以就不用再算下去了。所以可以推論出一次方程式最多只會有第一階差、二次方程式會有第二階差、N次方程則會到第N階差。而有了這個固定不變的差數後，就可以開始往前推算回去，接下來的每一個值，就是將差數和前一階的上一個值相加，即可獲得。例如求F(4)時，先將第二階差2加上第一階差的值5得到7，再將7加上F(3)的值13，就會得到F(4)=20，以此類推。不斷重複的特性卻很適合機械運算。
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[1]
註解 [编辑]
- ^ Wren, Daniel A.; Bedeian, Arthur G. Early Management Thought//The Evolution of Management Thought. John Wiley & Sons. : 66–67. ISBN 978-0470128978.
第二个差分机的制造 [编辑]
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。
参考书目 [编辑]
- Charles Babbage. Passages from the Life of a Philosopher. ISBN 1-85196-040-6
- Anthony Hyman. Charles Babbage: Pioneer of the Computer. ISBN 0-691-02377-8
- Maboth Moseley. Irascible Genius: A Life of Charles Babbage, Inventor.
- Doron Swade. The Cogwheel Brain. ISBN 03166484772
参见 [编辑]
外部链接 [编辑]
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维基语录上的相关摘錄：查尔斯·巴贝奇 |
- 时光流转 机械计算机降临硅谷
- O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., Babbage, MacTutor History of Mathematics archive
- 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 - 古腾堡计划
- The Ninth Bridgewater Treatise
- Francis Baily，"On Mr. Babbage's new machine for calculating and printing mathematical and astronomical tables" Astronomische Nachrichten, 2 (1824) 407/408
- "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
- Obituary of Charles Babbage in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 32 (1872) 101
- Babbage's grave is in Kensal Green Cemetery London. Famous Economists Grave Sites。
