Charles Babbage était un mathématicien et inventeur anglais qui a conçu le premier ordinateur numérique automatique. En outre, il a aidé à créer le système postal anglais moderne et a compilé les premières tables actuarielles fiables, a inventé un type d'indicateur de vitesse et a inventé le nettoyeur de chemin de fer.
Biographie de Charles Babbage
Né à Londres le 26 décembre 1791 dans la famille de Benjamin Babbage, associé à la Praeds Bank, propriétaire de Bitton Estate à Teignmouth, et de Betsy Plumley Tip. En 1808, la famille a décidé de déménager dans l'ancienne maison Rowden à East Teignmouth, et le père est devenu directeur de St Michael's à proximité.
Le père de Charles était un homme riche, il a donc pu étudier dans plusieurs écoles d'élite. À l'âge de 8 ans, il a dû se rendre dans une école rurale pour se remettre d'une maladie dangereuse. Ses parents ont décidé que le cerveau de l'enfant "n'aurait pas dû être trop dur". Selon Babbage, "Cette grande oisiveté a peut-être conduit à certains de ses raisonnements enfantins."
Ensuite, il entre au King Edward VI Grammar School à Totnes, dans le sud du Devon,une école publique florissante qui fonctionne toujours aujourd'hui, mais les conditions de santé ont forcé Charles à se tourner pendant un certain temps vers des professeurs privés. Enfin, il est entré dans une académie fermée pour 30 étudiants, dirigée par le révérend Stephen Freeman. L'institution possédait une vaste bibliothèque, que Babbage utilisait pour étudier les mathématiques par lui-même et a appris à l'aimer. Après avoir quitté l'académie, il a eu deux autres mentors personnels. L'un d'eux était un membre du clergé de Cambridge, dont l'enseignement Charles a commenté: "J'ai peur de ne pas avoir profité de tout l'avantage que je pouvais avoir." L'autre était un professeur d'Oxford. Il enseigna les classiques à Charles Babbage afin qu'il puisse être admis à Cambridge.
Études universitaires
En octobre 1810, Babbage arriva à Cambridge et entra au Trinity College. Il a eu une éducation brillante - il a connu Lagrange, Leibniz, Lacroix, Simpson et a été sérieusement déçu par les programmes mathématiques disponibles. Il a donc décidé de former la Société Analytique avec John Herschel, George Peacock et d'autres amis.
Quand Babbage a été transféré au Cambridge Peterhouse en 1812, il était le meilleur mathématicien; mais il n'a pas obtenu son diplôme avec mention. Il a reçu un diplôme honorifique plus tard, sans même passer d'examens, en 1814.
En 1814, Charles Babbage épousa Georgiana Whitmore. Son père, pour une raison quelconque, ne l'a jamais béni. La famille vit en paix au 5 Devonshire Street à Londres et seuls trois de leurs huit enfants survivent.jusqu'à l'âge adulte.
Le père de Charles, sa femme et l'un de ses fils sont décédés tragiquement en 1827.
Projet informatique
À l'époque de Charles Babbage, il y avait souvent des erreurs dans le calcul des tables mathématiques, il a donc décidé de trouver une nouvelle méthode qui le ferait mécaniquement, en éliminant le facteur d'erreur humaine. Cette idée lui est venue très tôt, en 1812.
Trois facteurs différents ont influencé sa décision:
- il n'aimait pas le laisser-aller et l'imprécision;
- les tables logarithmiques étaient faciles pour lui;
- il s'est inspiré des travaux existants sur les machines à calculer de W. Schickard, B. Pascal et G. Leibniz.
Il a discuté des principes de base du calcul de l'appareil dans une lettre à Sir H. Davy au début de 1822.
Moteur de différence
Babbage a présenté ce qu'il a appelé le "moteur de différence" à la Royal Astronomical Society le 14 juin 1822, dans un article intitulé "Remarques sur l'application du calcul automatique des tables astronomiques et mathématiques". Il pouvait calculer des polynômes en utilisant une méthode numérique appelée différence.
La Société a approuvé l'idée et, en 1823, le gouvernement lui a donné 1 500 £ pour la construire. Babbage fit construire un atelier dans une des pièces de sa maison et engagea Joseph Clément pour superviser la construction de l'appareil. Chaque pièce devait être fabriquée à la main à l'aide d'outils spéciaux, dont beaucoup étaient conçus par lui-même. Charles a fait de nombreux voyages dans des entreprises industrielles afin de mieuxcomprendre les procédés de fabrication. Sur la base de ces voyages et de son expérience personnelle de la construction d'une machine, Babbage publie en 1832 On the Economics of Machinery and Production. C'était la première publication de ce qu'on appelle aujourd'hui "l'organisation scientifique de la production".
Tragédie personnelle et voyage à travers l'Europe
La mort de sa femme Georgiana, père de Charles Babbage et de son fils en bas âge a interrompu la construction en 1827. Le travail le pesait beaucoup et il était au bord de la dépression. John Herschel et plusieurs autres amis ont persuadé Babbage de faire un voyage en Europe pour récupérer. Il a voyagé à travers les Pays-Bas, la Belgique, l'Allemagne, l'Italie, visitant des universités et des usines.
En Italie, il a appris qu'il avait été nommé professeur lucasien de mathématiques à l'université de Cambridge. Au départ, il voulait refuser, mais des amis l'ont convaincu du contraire. À son retour en Angleterre en 1828, il s'installe au 1 Dorset Street.
Reprise du travail
Pendant l'absence de Babbage, le projet Difference Engine a été critiqué. Des rumeurs se sont répandues selon lesquelles il avait gaspillé l'argent du gouvernement, que la machine ne fonctionnait pas et qu'elle n'aurait aucune valeur pratique si elle était fabriquée. John Herschel et la Royal Society ont publiquement défendu le projet. Le gouvernement a poursuivi son soutien en versant 1 500 £ le 29 avril 1829, 3 000 £ le 3 décembre et le même montant le 24 février 1830. Le travail continuait, mais Babbage constammentavait du mal à obtenir de l'argent du Trésor.
Abandonner le projet
Les problèmes financiers de Charles Babbage ont coïncidé avec des désaccords croissants avec Clément. Babbage a construit un atelier de deux étages et de 15 mètres de long derrière sa maison. Elle disposait d'une verrière pour l'éclairage, ainsi que d'une salle blanche ignifugée pour ranger sa voiture. Clément a refusé de déménager dans un nouvel atelier et a exigé de l'argent pour se déplacer dans la ville afin de superviser les travaux. En réponse, Babbage a suggéré qu'il soit payé directement par le Trésor. Clément a refusé et a arrêté de travailler sur le projet.
En outre, a refusé de remettre les plans et les outils utilisés pour construire le moteur de différence. Après avoir investi 23 000 £, dont 6 000 £ de fonds propres de Babbage, les travaux sur l'appareil inachevé cessèrent en 1834. En 1842, le gouvernement abandonna officiellement le projet.
Charles Babbage et son moteur analytique
Loin du moteur de différence, l'inventeur a commencé à réfléchir à sa version améliorée. Entre 1833 et 1842, Charles a essayé de construire un appareil qui pourrait être programmé pour effectuer n'importe quel calcul, pas seulement ceux liés aux équations polynomiales. La première percée est survenue lorsqu'il a redirigé la sortie de la machine vers son entrée pour résoudre d'autres équations. Il l'a décrit comme une machine qui « mange sa propre queue ». Il ne lui a pas fallu longtemps pour comprendre les éléments de base du moteur analytique.
L'ordinateur de Charles Babbage utilisait des cartes perforées empruntées à un métier Jacquard pour saisir les données et indiquer l'ordre des calculs nécessaires. L'appareil se composait de deux parties: un moulin et un stockage. Le moulin, correspondant au processeur d'un ordinateur moderne, effectuait des opérations sur les données reçues du stockage, qui peuvent être considérées comme de la mémoire. C'était le premier ordinateur polyvalent au monde.
L'ordinateur de Charles Babbage a été conçu en 1835. L'ampleur des travaux était vraiment incroyable. Babbage et plusieurs assistants ont produit 500 grands dessins de conception, 1 000 feuilles de désignation mécanique et 7 000 feuilles de description. Le broyeur terminé mesurait 4,6 m de haut et 1,8 m de diamètre. Le stockage pour 100 chiffres s'étendait sur 7,6 m. Pour sa nouvelle machine, Babbage n'a construit que de petites pièces d'essai. L'appareil n'a jamais été complètement terminé. En 1842, après plusieurs tentatives infructueuses pour obtenir un financement gouvernemental, il s'adressa à sir Robert Peel. Il a refusé et lui a offert à la place un titre de chevalier. Babbage a refusé. Il a continué à modifier et à améliorer le design au fil des ans.
Comtesse Lovelace
En octobre 1842, Federico Luigi, général et mathématicien italien, publie un article sur la machine analytique. Augusta Ada King, comtesse de Lovelace, un vieil ami de Babbage, a traduit l'ouvrage en anglais. Charles lui a suggéré d'annoter la traduction. Entre 1842 et 1843, le couple a écrit 7 notes ensemble,dont la longueur totale était trois fois la taille réelle des articles. Dans l'un d'eux, Ada a préparé une table d'exécution de programme que Babbage a créée pour calculer les nombres de Bernoulli. Dans un autre, elle a écrit sur une machine algébrique généralisée qui pouvait effectuer des opérations sur des symboles aussi bien que sur des nombres. Lovelace a peut-être été le premier à comprendre les objectifs plus généraux de l'appareil de Babbage et est considéré par certains comme le premier programmeur informatique au monde. Elle a commencé à travailler sur un livre décrivant le moteur analytique plus en détail, mais n'a pas eu le temps de le terminer.
Miracle de l'ingénierie
Entre octobre 1846 et mars 1849, Babbage a commencé à concevoir un deuxième moteur de différence, en utilisant les connaissances qu'il avait acquises en construisant le moteur analytique. Il n'a utilisé que 8 000 pièces, trois fois moins que le premier. C'était une merveille d'ingénierie.
Contrairement au moteur analytique, qu'il a constamment débogué et modifié, le deuxième moteur de différence de Charles Babbage n'a pas été modifié après l'achèvement de la phase initiale de développement. À l'avenir, l'inventeur n'a fait aucune tentative pour construire l'appareil.
24 dessins sont restés dans les archives du Musée des Sciences jusqu'à ce que les idées de Charles Babbage se concrétisent en 1985-1991 par la création d'une réplique grandeur nature à l'occasion du 200e anniversaire de sa naissance. Les dimensions de l'appareil étaient de 3,4 m de long, 2,1 m de haut et 46 cm de profondeur, et son poids était de 2,6 tonnes. Les limites de précision étaient limitées à ce qui pouvait être réalisé à l'époque.
Réalisations
En 1824, Babbage reçut la médaille d'or de la Royal Astronomical Society "pour son invention d'une machine à calculer des tables mathématiques et astronomiques."
De 1828 à 1839, Babbage était le professeur lucasien de mathématiques à Cambridge. Il a beaucoup écrit pour un certain nombre de périodiques scientifiques et a joué un rôle déterminant dans la fondation de la Société astronomique en 1820 et de la Société statistique en 1834.
En 1837, en réponse aux 8 traités officiels de Bridgewater "Sur la puissance, la sagesse et la bonté de Dieu manifestées dans la création", il publie le neuvième traité de Bridgewater, avançant la thèse que Dieu, possédant toute-puissance et prévoyance, a créé le divin un législateur produisant des lois (ou des programmes) qui ont ensuite créé des espèces à des moments appropriés, éliminant ainsi la nécessité d'accomplir des miracles chaque fois qu'une nouvelle espèce était requise. Le livre contient des extraits de la correspondance de l'auteur avec John Herschel à ce sujet.
Charles Babbage a également obtenu des résultats notables en cryptographie. Il a cassé le chiffrement à clé automatique ainsi que le chiffrement beaucoup plus faible qui est aujourd'hui appelé le chiffrement de Vigenère. La découverte de Babbage a été utilisée par l'armée britannique et n'a été publiée que quelques années plus tard. En conséquence, le droit de primauté passa à Friedrich Kasiski, qui arriva au même résultat quelques années plus tard.
En 1838, Babbage invente le nettoyeur de voies, un cadre métallique fixé à l'avant des locomotives pour dégager les voies desbarrières. Il a également réalisé un certain nombre d'études sur le Great Western Railway d'Isambard Kingdom Brunel.
Il n'a essayé qu'une seule fois d'entrer en politique, lorsqu'en 1832 il a participé aux élections dans la ville de Finsbury. Selon les résultats du vote, Babbage a pris la dernière place.
Le mathématicien et inventeur est décédé le 18 octobre 1871 à l'âge de 79 ans.
Des parties des mécanismes inachevés des appareils informatiques qu'il a créés peuvent être visitées au Science Museum de Londres. En 1991, le moteur de différence de Charles Babbage a été construit sur la base de ses plans originaux, et il a parfaitement fonctionné.
