Игорь Апокин - Чарльз Бэбидж 1791—1871

Таким образом к середине XIX в. имелся только один достаточно удовлетворительный для практики арифмометр — арифмометр Томаса. Все остальные вычислительные машины были приспособлены либо только для сложения и вычитания (счеты, суан-пан, счислитель Куммера), либо значительно уступали арифмометру Томаса. При создании счетных машин в XIX веке решались некоторые довольно важные вопросы (например, как лучше осуществить передачу десятков), но в теоретическом отношении вычислительные машины середины XIX в. моделировали правила действий с целыми числами и их основные свойства; никаких других проблем они не решали. Только Бэбидж в том же XIX в. смог совершенно по-новому подойти к проектированию вычислительных машин, разработать основные принципы их функционирования, в особенности, в главном своем творении — аналитической машине, и положить начало решению основных проблем современной вычислительной техники, что позволило сто лет спустя назвать его «отцом вычислительных машин [84].

Чарльз Бэбидж [1 В литературе встречаются различные написания этой фамилии: Беббедж, Бэббидж, Бебидж, Бабаш и др. Мы придерживаемся транскрипции Бэбидж, соответствующей написанию Babbage, приведенному в Webster Autobiographical Dictionary, London, 1956.] родился 26 декабря 1791 г. на юго- западе Англии в маленьком городке Тотнес, в графстве Девоншир [2 В ряде изданий приводится другой год рождения Бэбиджа — 1792 (например, [86]).]. Отец его Бенджамин Бэбидж, банкир фирмы «Прэд, Макворт и Бэбидж» впоследствии оставил сыну довольно большое состояние. Чарльз был слабым ребенком и родители не спешили отдавать его в школу. До 11 лет его учила мать (урожденная Елизавета Тип), о которой Чарльз всегда говорил с большим уважением. Будучи уже известным ученым, он часто советовался с ней по различным вопросам.

С 11 лет Бэбидж обучался в частных школах, вначале в Альфингтоне — небольшом городке в Девоншире, а затем недалеко от Лондона в городе Энфилде. В школе Чарльз увлекся математикой, занимался ею много и с особым удовольствием, в результате чего получил основательную математическую подготовку. В это время он детально изучил книгу Уорда «Руководство для юных математиков», а также ряд более фундаментальных работ по математике: «Принципы аналитических вычислений» Вадхауза, «Флюксии» Дитона и даже «Теорию функций» Лагранжа.

Интерес Бэбиджа к математике характеризует такой эпизод его учебы в школе: Чарльз будил своих товарищей по ночам и вместе с ними разбирал страницы учебника алгебры. Он считал эту книгу самой интересной. Ночные занятия математикой продолжались несколько месяцев, пока воспитатели не заметили их и не запретили.

Бэбидж с детского возраста проявлял интерес к различным механическим автоматам, которые были широко распространены в XVIII и в начале XIX вв. При получении каждой новой игрушки он неизменно спрашивал: «А что находится внутри ее?» Если ответ не удовлетворял ребенка, игрушка разламывалась на составные части. Чарльз и сам очень рано начал пытаться строить механические игрушки, что, кстати сказать, ему не всегда хорошо удавалось.

С возрастом он начинает конструировать уже не игрушки, а различные механизмы, которые пытается практически использовать. Так, в шестнадцать лет Чарльз построил механизм, при помощи которого предполагал ходить по воде. «Водоход» состоял из досок, скрепленных петлями. При подъеме ноги доски должны были подобно гусиным лапам складываться, а касаясь воды, распрямляться. Бэбидж считал, что при этом будет возникать отталкивающая сила, достаточная для того, чтобы человек мог идти по воде. Но испытания показали несостоятельность конструкции.

В 1810 г. девятнадцатилетний Бэбидж поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета. В колледже, к своему удивлению, Ч. Бэбидж обнаружил, что он знает математику лучше своих сверстников. Иногда своими вопросами он ставил в тупик преподавателей.

Чарльз был общительным человеком и имел большой круг знакомых, среди которых были молодые люди с довольно разносторонними интересами: любители и математики, и шахмат, и верховой езды и т. п. Наиболее близкими его друзьями стали Джон Гершель (1792—1871), сын знаменитого астронома В. Гершеля, и Джордж Пикок (1791—1858). Друзья заключили соглашение «приложить все усилия, чтобы оставить мир мудрее, чем они нашли его».

В это время математика в Великобритании находилась в довольно критическом состоянии. Это был период интеллектуальной изоляции Англии в математике, который начал проявляться еще с середины XVIII в. Одной из причин такого состояния было преклонение перед научными заслугами И. Ньютона (1643—1727), что порождало шовинистические настроения среди ученых и пренебрежительное отношение к математическим достижениям континентальной Европы. В результате математику в Англии изучали плохо и она не пользовалась уважением. Студенты предпочитали заниматься юриспруденцией, медициной, богословием, но не математикой. Серьезные работы по математике появлялись редко.

В 1812 г. три друга (Бэбидж, Гершель и Пикок) совместно с другими молодыми кембриджскими математиками основали «Аналитическое общество», организаций которого явилась поворотным пунктом для всей британской математики. Вначале общество ставило перед собой скромные цели. Прежде всего необходимо было ввести и распространить в Англии обозначения (символику) в математическом анализе, предложенные Г. Лейбницем. Ньютон, разрабатывавший начала дифференциального и интегрального исчислений независимо от Лейбница, пользовался менее совершенными обозначениями. Символику Ньютона в то время употребляли только в Англии. Введение обозначений Лейбница значительно облегчало знакомство с литературой по математике, издаваемой на европейском континенте.

Бэбидж писал, что Общество должно было способствовать распространению принципов чистого «d-изма» [ 1Бэбидж имеет здесь в виду трактовку производной как отношения дифференциалов (y'=dy/dx), которая была принята в европейских странах.]. 185, с. 25]. Но в скором времени «Аналитическое общество» значительно переросло эти задачи. Оно стало пропагандистом новых идей в математике и дало толчок ее развитию в Англии.

«Аналитическое общество» стало проводить регулярные заседания, на которых его члены выступали с научными докладами, обсуждали появляющиеся в печати работы. «Аналитическое общество» развило довольно большую издательскую деятельность, в частности, стало публиковать свои труды. Бэбидж, Гершель и Пикок в 1816 г. перевели с французского языка «Трактат по дифференциальному и интегральному исчислению» профессора Политехнической школы в Париже С. Ф. Лакруа (1765— 1843), дополнив его в 1820 г. двумя томами примеров [16]. Все три друга в это время много занимались математикой.