Charles Babbage foi um matemático e inventor inglês que projetou o primeiro computador digital automático. Além disso, ele ajudou a criar o moderno sistema postal inglês e compilou as primeiras tabelas atuariais confiáveis, inventou um tipo de velocímetro e inventou o limpador ferroviário.
Biografia de Charles Babbage
Nasceu em Londres em 26 de dezembro de 1791 na família de Benjamin Babbage, sócio do Praeds Bank, proprietário da Bitton Estate em Teignmouth, e Betsy Plumley Tip. Em 1808, a família decidiu se mudar para a antiga Rowden House em East Teignmouth, e o pai tornou-se diretor da vizinha St Michael's.
O pai de Charles era um homem rico, então ele pôde estudar em várias escolas de elite. Aos 8 anos, ele teve que ir para uma escola rural para se recuperar de uma doença perigosa. Seus pais decidiram que o cérebro da criança "não deveria ter sido muito duro". De acordo com Babbage, "Esta grande ociosidade pode ter levado a alguns de seus raciocínios infantis."
Então ele entrou na King Edward VI Grammar School em Totnes, South Devon,uma próspera escola pública que ainda funciona hoje, mas as condições de saúde forçaram Charles a recorrer a professores particulares por um tempo. Finalmente ele entrou em uma academia fechada para 30 alunos, liderada pelo reverendo Stephen Freeman. A instituição tinha uma extensa biblioteca, que Babbage usou para estudar matemática por conta própria e aprendeu a amá-la. Depois de deixar a academia, ele teve mais dois mentores pessoais. Um deles era um clérigo de Cambridge, de cujo ensino Charles comentou: "Receio não ter aproveitado toda a vantagem que poderia ter." O outro era um professor de Oxford. Ele ensinou os clássicos a Charles Babbage para que ele pudesse ser admitido em Cambridge.
Estudos universitários
Em outubro de 1810, Babbage chegou a Cambridge e ingressou no Trinity College. Ele teve uma educação brilhante - ele conhecia Lagrange, Leibniz, Lacroix, Simpson e ficou seriamente desapontado com os programas matemáticos disponíveis. Então ele decidiu formar a Sociedade Analítica com John Herschel, George Peacock e outros amigos.
Quando Babbage foi transferido para a Cambridge Peterhouse em 1812, ele era o melhor matemático; mas ele não se formou com honras. Ele recebeu um título honorário mais tarde, sem sequer fazer exames, em 1814.
Em 1814, Charles Babbage casou-se com Georgiana Whitmore. Seu pai, por algum motivo, nunca o abençoou. A família vivia em paz na Devonshire Street, 5. Apenas três de seus oito filhos sobreviveram.até a idade adulta.
O pai de Charles, sua esposa e um de seus filhos morreram tragicamente em 1827.
Projeto de Computador
Durante o tempo de Charles Babbage, muitas vezes havia erros no cálculo de tabelas matemáticas, então ele decidiu encontrar um novo método que o fizesse mecanicamente, eliminando o fator de erro humano. Essa ideia veio a ele muito cedo, em 1812.
Três fatores diferentes influenciaram sua decisão:
- ele não gostava de desleixo e imprecisão;
- tabelas logarítmicas eram fáceis para ele;
- ele se inspirou no trabalho existente sobre máquinas de calcular de W. Schickard, B. Pascal e G. Leibniz.
Ele discutiu os princípios básicos do cálculo do dispositivo em uma carta para Sir H. Davy no início de 1822.
Motor de Diferença
Babbage apresentou o que chamou de "motor de diferença" para a Royal Astronomical Society em 14 de junho de 1822, em um artigo intitulado "Observações sobre a aplicação do cálculo da máquina de tabelas astronômicas e matemáticas". Ele podia calcular polinômios usando um método numérico chamado diferença.
A Sociedade aprovou a ideia e, em 1823, o governo lhe deu £1.500 para construí-la. Babbage fez uma oficina em um dos cômodos de sua casa e contratou Joseph Clement para supervisionar a construção do aparelho. Cada peça tinha que ser feita à mão usando ferramentas especiais, muitas das quais ele mesmo projetou. Charles fez muitas viagens a empresas industriais para melhorentender os processos de fabricação. Com base nessas viagens e em sua experiência pessoal de construir uma máquina, em 1832 Babbage publicou On the Economics of Machinery and Production. Foi a primeira publicação do que hoje se chama "organização científica da produção".
Tragédia pessoal e viagem pela Europa
A morte da esposa Georgiana, pai de Charles Babbage e seu filho recém-nascido, interrompeu a construção em 1827. O trabalho o sobrecarregava muito, e ele estava à beira de um colapso. John Herschel e vários outros amigos persuadiram Babbage a fazer uma viagem à Europa para se recuperar. Ele viajou pela Holanda, Bélgica, Alemanha, Itália, visitando universidades e fábricas.
Na Itália, ele soube que havia sido nomeado Professor Lucasiano de Matemática na Universidade de Cambridge. Inicialmente, ele queria recusar, mas os amigos o convenceram do contrário. Em seu retorno à Inglaterra em 1828, mudou-se para 1 Dorset Street.
Retomando o trabalho
Durante a ausência de Babbage, o projeto da Máquina Diferencial foi criticado. Correram rumores de que ele havia desperdiçado dinheiro do governo, que a máquina não funcionava e que não teria valor prático se fosse feita. John Herschel e a Royal Society defenderam publicamente o projeto. O governo continuou seu apoio fornecendo £ 1.500 em 29 de abril de 1829, £ 3.000 em 3 de dezembro e a mesma quantia em 24 de fevereiro de 1830. O trabalho continuou, mas Babbage constantementeteve dificuldade em obter dinheiro do tesouro.
Abandono do projeto
Os problemas financeiros de Charles Babbage coincidiram com crescentes desentendimentos com Clement. Babbage construiu uma oficina de dois andares e 15 metros de comprimento atrás de sua casa. Ela tinha um teto de vidro para iluminação, bem como uma sala limpa à prova de fogo para guardar seu carro. Clemente se recusou a se mudar para uma nova oficina e exigiu dinheiro para viajar pela cidade para supervisionar o trabalho. Em resposta, Babbage sugeriu que ele fosse pago diretamente do tesouro. Clement recusou e parou de trabalhar no projeto.
Além disso, recusou-se a entregar as plantas e ferramentas usadas para construir a Máquina Diferencial. Depois de investir £ 23.000, incluindo £ 6.000 dos próprios fundos de Babbage, o trabalho no dispositivo inacabado cessou em 1834. Em 1842, o governo abandonou oficialmente o projeto.
Charles Babbage e sua Máquina Analítica
Longe do motor da diferença, o inventor começou a pensar em sua versão melhorada. Entre 1833 e 1842, Charles tentou construir um dispositivo que pudesse ser programado para realizar qualquer cálculo, não apenas aqueles relacionados a equações polinomiais. O primeiro avanço veio quando ele redirecionou a saída da máquina para sua entrada para resolver outras equações. Ele a descreveu como uma máquina que "come a própria cauda". Não demorou muito para ele descobrir os elementos básicos da Máquina Analítica.
O computador de Charles Babbage usava cartões perfurados emprestados de um tear jacquard para inserir dados e indicar a ordem dos cálculos necessários. O dispositivo consistia em duas partes: um moinho e armazenamento. A usina, correspondente ao processador de um computador moderno, realizava operações sobre os dados recebidos do armazenamento, que podem ser considerados memória. Foi o primeiro computador de uso geral do mundo.
O computador de Charles Babbage foi projetado em 1835. A escala do trabalho foi realmente incrível. Babbage e vários assistentes produziram 500 grandes desenhos de projeto, 1.000 folhas de designação mecânica e 7.000 folhas de descrição. O moinho concluído tinha 4,6 m de altura e 1,8 m de diâmetro. O armazenamento para 100 dígitos se estendia por 7,6 m. Para sua nova máquina, Babbage construiu apenas pequenas peças de teste. O dispositivo nunca foi concluído completamente. Em 1842, após repetidas tentativas malsucedidas de obter financiamento do governo, ele se aproximou de Sir Robert Peel. Ele recusou e, em vez disso, ofereceu-lhe o título de cavaleiro. Babbage recusou. Ele continuou a modificar e melhorar o design ao longo dos anos.
Condessa Lovelace
Em outubro de 1842, Federico Luigi, general e matemático italiano, publicou um artigo sobre a Máquina Analítica. Augusta Ada King, Condessa de Lovelace, velha amiga de Babbage, traduziu a obra para o inglês. Charles sugeriu que ela anotasse a tradução. Entre 1842 e 1843 o casal escreveu 7 notas juntos,cujo comprimento total era três vezes o tamanho real dos artigos. Em um deles, Ada preparou uma tabela de execução de programas que Babbage criou para calcular os números de Bernoulli. Em outro, ela escreveu sobre uma máquina algébrica generalizada que poderia realizar operações tanto em símbolos quanto em números. Lovelace foi talvez o primeiro a entender os objetivos mais gerais do dispositivo de Babbage, e é considerado por alguns como o primeiro programador de computador do mundo. Ela começou a trabalhar em um livro descrevendo o Analytical Engine com mais detalhes, mas não teve tempo de terminá-lo.
Milagre da Engenharia
Entre outubro de 1846 e março de 1849, Babbage começou a projetar um segundo motor de diferença, usando o conhecimento que havia adquirido ao construir o motor analítico. Ele usou apenas 8.000 peças, três vezes menos que o primeiro. Foi uma maravilha da engenharia.
Ao contrário do analítico, que ele constantemente depurou e modificou, o segundo mecanismo de diferença de Charles Babbage não foi alterado após a conclusão do estágio inicial de desenvolvimento. No futuro, o inventor não fez nenhuma tentativa de construir o dispositivo.
24 desenhos permaneceram nos arquivos do Museu da Ciência até que as idéias de Charles Babbage foram realizadas em 1985-1991 pela criação de uma réplica em tamanho real por ocasião do 200º aniversário de seu nascimento. As dimensões do dispositivo eram 3,4 m de comprimento, 2,1 m de altura e 46 cm de profundidade, e seu peso era de 2,6 toneladas. Os limites de precisão estavam limitados ao que poderia ser alcançado no momento.
Conquistas
Em 1824, Babbage recebeu a Medalha de Ouro da Royal Astronomical Society "por sua invenção de uma máquina para calcular tabelas matemáticas e astronômicas."
De 1828 a 1839 Babbage foi o professor lucasiano de matemática em Cambridge. Ele escreveu extensivamente para vários periódicos científicos e foi fundamental na fundação da Astronomical Society em 1820 e da Statistical Society em 1834.
Em 1837, em resposta a 8 tratados oficiais de Bridgewater "Sobre o poder, sabedoria e bondade de Deus manifestados na criação", ele publicou o nono tratado de Bridgewater, apresentando a tese de que Deus, possuindo onipotência e previsão, criou o divino um legislador produzindo leis (ou programas) que então criavam espécies em momentos apropriados, eliminando assim a necessidade de realizar milagres toda vez que uma nova espécie era necessária. O livro contém trechos da correspondência do autor com John Herschel sobre este assunto.
Charles Babbage também obteve resultados notáveis em criptografia. Ele quebrou a cifra de chave automática, bem como a cifra muito mais fraca que hoje é chamada de cifra de Vigenère. A descoberta de Babbage foi usada pelos militares britânicos e publicada apenas alguns anos depois. Como resultado, o direito de primazia passou para Friedrich Kasiski, que chegou ao mesmo resultado alguns anos depois.
Em 1838, Babbage inventou o limpador de trilhos, uma armação de metal presa à frente das locomotivas para limpar os trilhos debarreiras. Ele também realizou uma série de estudos da Great Western Railway de Isambard Kingdom Brunel.
Ele apenas uma vez tentou entrar na política, quando em 1832 participou das eleições na cidade de Finsbury. De acordo com os resultados da votação, Babbage ficou em último lugar.
O matemático e inventor morreu em 18 de outubro de 1871 aos 79 anos.
Partes dos mecanismos inacabados de dispositivos de computação que ele criou estão disponíveis para visita no Science Museum em Londres. Em 1991, a Máquina Diferencial de Charles Babbage foi construída com base em seus planos originais e funcionou perfeitamente.
