Όταν οι σημερινοί αριθμοί που θέλουν να κάνουν γρήγορους υπολογισμούς, φτάνουν για το smartphone τους, μια συσκευή πρακτικά αδιανόητη πριν από δύο αιώνες. Αλλά στη δεκαετία του 1820, τουλάχιστον ένας μελλοντοστραφής μαθηματικός οραματιζόταν μια υπολογιστική μηχανή, αν και μακριά από φορητές. Απογοητευμένος από τα ανθρώπινα σφάλματα που βρήκε σε τυπωμένους αριθμητικούς πίνακες, ο αγγλικός εφευρέτης Charles Babbage σχεδίασε μια μηχανή για να εκτελεί μαθηματικές λειτουργίες και να εκτυπώνει αυτόματα τα αποτελέσματα. Ο αρχικός σχεδιασμός του, ο οποίος απαιτούσε 25.000 τμήματα, θα ζυγίζει 15 τόνους και θα ήταν περίπου το μέγεθος ενός αμαξώματος.
Τα σχέδια φαίνονται καλά σε χαρτί, αλλά ο Babbage δεν ήταν ποτέ σε θέση να χτίσει τη μηχανή του. Πάνω από έναν αιώνα μετά τον θάνατό του το 1871, οι ιστορικοί των υπολογιστών έσφαξαν τη σκόνη από τις 5.000 σελίδες σημειώσεων και σχεδίων και αναρωτήθηκαν αν οι ιδέες του θα μπορούσαν να λειτουργήσουν. Το 1991, για την διακοσαετία της γέννησης του Babbage, το Μουσείο Επιστημών στο Λονδίνο αποκάλυψε τη μηχανή διαφορών του αριθ. 2, μια πλήρως λειτουργούσα υπολογιστική μηχανή, κατασκευασμένη σύμφωνα με τις προδιαγραφές των σχεδίων του εφευρέτη. Ένας κλώνος πλήρους κλίμακας του μηχανήματος είναι τώρα εμφανίζεται στο Mountain View, Καλιφόρνια, στο Μουσείο Ιστορίας Υπολογιστών μέχρι το Δεκέμβριο του 2009.
Ο Babbage κάλεσε την εφεύρεσή του ως "μηχανή διαφορών" επειδή η λειτουργία του βασίζεται στη μαθηματική αρχή των πεπερασμένων διαφορών, η οποία υπολογίζει πολύπλοκες μαθηματικές λειτουργίες με επαναλαμβανόμενη προσθήκη χωρίς τη χρήση πολλαπλασιασμού ή διαίρεσης. Κατασκευασμένο σε πλαίσιο από χυτοσίδηρο, το μηχάνημα που εμφανίζεται είναι 11 μέτρα μήκος και 7 πόδια ψηλό. Με κάθε στροφή της μανιβέλας, χαλύβδινα και χάλκινα έκκεντρα και βέργες ανοίγουν σε ακριβή δράση, κάνοντας κλικ απαλά σαν βικτοριανό ρολόι. Οι βραχίονες μεταλλικής περιστροφής και οι κίονες των οδοντωτών τροχών, που αντιπροσωπεύουν τους αριθμούς, δημιουργούν ένα ρευστό μηχανοκίνητο ελικοειδή χορό. Δεν υπάρχουν φυσικά οθόνες αφής, αλλά μετά από τέσσερις στροφάλους, το μηχάνημα μπορεί να υπολογίσει μια αλγεβρική εξίσωση σε έξι δευτερόλεπτα.
Ο Babbage γεννήθηκε το 1791 με την έναρξη της βιομηχανικής επανάστασης της Αγγλίας. Σπούδασε στο Κέιμπριτζ και χάρη σε μια κληρονομιά από τον πλούσιο πατέρα του, είχε ελεύθερο χρόνο να σκεφτεί πώς τα πράγματα λειτουργούσαν και να βελτιώνουν. Ο Babbage εφευρέθηκε ο αγελάδων, μια συσκευή στο μπροστινό μέρος ενός τρένου που καθαρίζει τα συντρίμμια χωρίς να επιβραδύνει την αμαξοστοιχία. Επίσης βελτίωσε τη σηματοδότηση του φάρου και δημιούργησε ένα σύστημα ταχείας αποδέσμευσης για σιδηροδρομικά βαγόνια. Ζώντας ανάμεσα σε όλες τις θαυμάσιες αλλαγές που έγιναν από την εποχή της βιομηχανικής εποχής, ο Babbage, μελετώντας ένα άλλο σφάλμα-οδηγημένο σύνολο τυπωμένων αριθμητικών πινάκων, κάποτε αναφώνησε: «Θυμάμαι στον Θεό ότι αυτοί οι υπολογισμοί είχαν εκτελεστεί με ατμό!"
Μέχρι πριν από 40 χρόνια, οι μηχανικοί, οι ναυτικοί, οι αστρονόμοι και οι τραπεζίτες χρησιμοποίησαν κανόνες ολίσθησης και βιβλία με πίνακες για να πραγματοποιήσουν υπολογισμούς. "Το καθοριστικό γεγονός που έφερε το τέλος του κανόνα των διαφανειών και των βιβλίων των τραπεζιών ήταν το 1972, όταν η Hewlett-Packard εισήγαγε το HP-35", λέει ο ανώτερος καθηγητής του μουσείου πληροφορικής, Tim Robinson. "Αυτή ήταν η πρώτη χειροκίνητη επιστημονική αριθμομηχανή πλήρους λειτουργίας που αντικατέστησε όλες τις κανονικές λειτουργίες των πινάκων και τον κανόνα της διαφάνειας."
Σχετικά με την διακοσαετία της γέννησης του Charles Babbage, το Μουσείο Επιστημών στο Λονδίνο αποκάλυψε τη μηχανή διαφορών του αριθ. 2, μια πλήρως λειτουργούσα υπολογιστική μηχανή. (Bettmann / Corbis) Αν και ο ακριβής δημιουργός της πρώτης αριθμομηχανής είναι αμφισβητήσιμος, το Babbage καταμετράται μεταξύ των πρωτοπόρων που σχεδίασαν μια μηχανή που θα μπορούσε να υπολογίσει αξιόπιστα τις εξισώσεις. Σε μια προσπάθεια να οικοδομήσει τη μηχανή διαφορών του τη δεκαετία του 1830, Babbage εξασφάλισε χρηματοδότηση από τη βρετανική κυβέρνηση και ανέθεσε μηχανικός και εργαλειομηχανή Joseph Clement να κάνει τα 25.000 μέρη. Όταν ο Clements είχε τελειώσει περίπου τα μισά τμήματα, ο Babbage είχε μια ασυμφιλίωτη διαφωνία και το έργο σταμάτησε.
Μετά από μια δεκαετία εργασίας, όλος ο Babbage έπρεπε να δείξει ότι για τις προσπάθειές του ήταν μια μικρή μηχανή επίδειξης, που χρησιμοποιείται για να εντυπωσιάσει τους επισκέπτες του σπιτιού στις σάββατες του το Σάββατο. Τόσο ο Charles Dickens όσο και ο Charles Darwin γύρισαν τη λαβή του μηχανήματος που θεωρήθηκε ως τεχνική εξέλιξη για την εποχή του. Συχνά αναφέρεται ως το "όμορφο κομμάτι", είναι ένα από τα πιο βραβευμένα αντικείμενα στο Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου.
Αφού έχασε τους οικονομικούς υποστηρικτές του για την υπολογιστική μηχανή, ο Babbage σχεδίασε και εν μέρει δημιούργησε μια φιλόδοξη συσκευή που θα αποκαλούσε την "Analytical Engine". Με πολλά χρόνια διέθεσε πολλές από τις ίδιες αρχές και χαρακτηριστικά που βρέθηκαν στους σύγχρονους υπολογιστές, προγραμματιζόμενες κάρτες διάτρησης και επανάληψη. Αυτό οφείλεται κυρίως στην αναλυτική μηχανή του, που ο Babbage θεωρείται ο «παππούς του υπολογιστή».
"Ήταν ένας πολύ μοντέρνος στοχαστής στο πώς σκέφτηκε για τον υπολογισμό", δήλωσε ο πρώην υπεύθυνος τεχνολογίας της Microsoft Nathan Myhrvold σε μια διάλεξη στο Μουσείο Ιστορίας Υπολογιστών.
Χρησιμοποιώντας αυτό που είχε μάθει για την ανάπτυξη του Analytical Engine, ο Babbage τροποποίησε το σχεδιασμό της μηχανής υπολογισμού της διαφοράς του, αλλά πέθανε πριν μπορέσει να το κατασκευάσει. Προς τα τέλη του 20ου αιώνα, αρκετοί εξωφρενικοί υπολογιστές βασανίζουν τα σχέδιά του. Ο Doron Swade, τότε επιμελητής υπολογιστών στο Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου, αποφάσισε να κατασκευάσει τη Μηχανή Διαφοράς Νο 2 χωρίς να γνωρίζει με βεβαιότητα αν θα λειτουργούσε. Τον χρειάστηκαν 17 χρόνια, αλλά όταν τελείωσε, δούλεψε ακριβώς όπως είπε ο Babbage.
Ο μηχανισμός διαφορών ήταν σχεδόν έτοιμος για την γιορτή των γενεθλίων του Babbage, αλλά το έργο έλειπε από χρήματα πριν ολοκληρωθούν οι λειτουργίες τυπογραφίας και εκτύπωσης του μηχανήματος. Όταν ο Bill Gates της Microsoft είδε την εργασία σε εξέλιξη, πρότεινε ότι ο Myhrvold, ο οποίος είναι εφευρέτης, αρχαιολόγος και επενδυτής, θα μπορούσε να χρηματοδοτήσει την ολοκλήρωσή του. Μόνο εάν το Μουσείο του Λονδίνου συμφώνησε να δημιουργήσει ένα ρεπλίκα εργασίας για την ιδιωτική του συλλογή, είπε ο Myhrvold στη στεγανοποίηση της συμφωνίας. Αφού ο κολοσσιαί υπολογιστής εγκαταλείψει το μουσείο της Σίλικον Βάλεϊ, πρόκειται για το σπίτι του Myhrvold στο Σιάτλ, ίσως να ενταχθεί στον σκελετό Tyrannosaurus rex στο σαλόνι του.
Εν τω μεταξύ, το μηχάνημα επιδεικνύεται από την Τετάρτη έως την Παρασκευή στις 2 μ.μ. και τα Σαββατοκύριακα στις 1 και 2 μ.μ. Κατά τη διάρκεια μιας πρόσφατης επίσκεψης, ένας καθηγητής γύρισε το μανιβέλα του τροχού με τα πόδια, τοποθετώντας το πίσω σε αυτό. Καθώς τα γρανάζια και τα έκκεντρα έμπαιναν σε κίνηση, ένας θεατής παρατήρησε ότι το κίνημα έμοιαζε με τη διπλή έλικα του DNA. Το ακροατήριο φαινόταν γοητευμένο από την κομψή ακρίβεια της αριθμομηχανής. Τελικά, η μεγαλοφυία του Babbage είχε πάρει την οφειλή του.
Ο πρώτος υπολογιστής θεωρείται ότι είναι η εφεύρεση ενός μαθηματικού του 19ου αιώνα
