查尔斯·巴贝奇

查尔斯·巴贝奇，FRS（Charles Babbage，1791年12月26日－1871年10月18日），英国数学家、哲学家、发明家兼机械工程师。由于提出了差分机与分析机的设计概念（并有部分实做机器），被视为计算机先驱。

1828年至1839年，巴贝奇曾在剑桥大学担任卢卡斯教授。

除了数学和计算机之外，巴贝奇也是当时重要的经济学者之一。他还参与了一些政治活动，但是这方面颇不成功。

## 生平

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巴贝奇的出生地点具有争议，然而依据《牛津国家人物传记大辞典》，他最可能出生于英国伦敦A215路克罗斯比巷（Crosby Row）44号。如今在拉崁街（Larcom Street）与瓦尔渥斯路的交叉口，设有一块蓝色牌匾记念此一事件。

巴贝奇的父亲是银行家。由于他父亲宽裕的的资金，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。

1810年10月，巴贝奇进入剑桥大学三一学院。他已经自行研修现代数学的某些部分，读过罗伯特·伍特浩斯、约瑟夫·拉格朗日及玛利亚·阿涅西等人的著作。因此，他对剑桥的制式代的数学教法颇感失望。

1812年，巴贝奇、约翰·赫歇尔、乔治·皮科克与几位朋友共同组成分析学会，他们也与爱德华·莱恩亲近。身为一个学生，巴贝奇也参与其他社团，例如从事于探索超自然现象的鬼魅俱乐部、专注于协助成员释放身心的抽离者俱乐部,而且都相当投入。

同年巴贝奇转学至剑桥大学彼得学院。在那里他成为优秀的数学家，但并未因此在毕业时获奖。1814年，他未试而获得学位。他曾在为一篇论文辩护时被认为有公开亵渎神明之举，但未知是否因此而未参加考试。

## 设计电脑

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### 差分机一号

巴贝奇设计计算机器的基本想法是利用“机器”将计算到印刷的过程全部自动化，全面去除人为疏失（如：计算错误、抄写错误、校对错误、印制错误等）。而差分机一号（Difference Engine No.1）则是利用N次多项式求值会有共通的N次阶差的特性，以齿轮运转，带动十进制的数值相加减、进位。

差分机一号（Difference Engine No.1）由英国政府出资，工匠Joseph Clement打造，预计完工需要25,000个零件（大致均分在计算和印刷两部分），重达4吨，可计算到第六阶差，最高可以存16位数（相当于千兆的数）。但因为大量精密零件制造困难，加上巴贝奇不停地边制造边修改设计，从1822到1832年的十年间，巴贝奇只能拿出完成品的1/7部分来展示，不过差分机运转的精密程度仍令当时的人们叹为观止,至今依然是人类踏进科技的一个重大起步。

巴贝奇不断延后完成期限的严重超支（英国政府在1842年的最后清算发现整个计划一共让国库支出了￡17,500）、制作过程不断修改设计、时常与克里门发生冲突等诸多原因，让完整的差分机一号一直未能完成，一万两千多个还没用到的精密零件后来都被熔解报废。

### 分析机

失去了政府的资助后，巴贝奇仍继续工作，设计一台更为复杂的机器——分析机。这台机器本有希望成为真正的电脑，可以执行包含“条件”、“循环”语句的程式，有暂存器用来储存资料，不过同样没有完成。

### 差分机二号

差分机二号（或称大型差分机）在1849年设计出来，却在有生之年只实作了很小一部分。这台机器可以进行相当复杂的数学计算，具有31位元精度。

## 其它成就

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“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。巴贝奇原则与弗雷德里克·温斯洛·泰勒的科学管理的假设有异曲同工之妙, 虽然后者较为知名, 但事实上巴贝奇原则比泰勒更早将科学概念引进管理学中

## 第二个差分机的制造

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。”

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。

## 家庭

1814年1月25日，查尔斯·巴贝奇在圣麦可教堂（St. Michael's church）与乔治亚娜·惠特莫尔（Georgiana Whitmore）结婚。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。查尔斯与乔治亚娜共育有8个子女，其中只有4个长到成年，包括边杰明·赫谢尔·巴贝奇、乔治亚娜·惠特莫尔、杜加尔德·布罗姆黑尔德（Dugald Bromheald）及亨利·普里弗斯特（Henry Prevost）。

- 边杰明·赫谢尔·巴贝奇（1815年8月6日出生）
- 查尔斯·惠特莫尔·巴贝奇（1817年1月22日出生）
- 乔治亚娜·惠特莫尔·巴贝奇（1818年7月17日出生）
- 爱德华·史都华·巴贝奇（Edward Stewart Babbage，1819年12月15日出生）
- 法兰西斯·莫尔·巴贝奇（Francis Moore Babbage，1821年6月1日出生）
- 杜加尔德·布罗姆黑尔德·巴贝奇（1823年3月13日出生）
- 亨利·普里弗斯特·巴贝奇（1824年9月16日出生）
- 亚历山大·佛比斯·巴贝奇（Alexander Forbes Babbage，1827年出生）

## 参考书目

- Charles Babbage. Passages from the Life of a Philosopher. ISBN 978-1-85196-040-8
- Anthony Hyman. Charles Babbage: Pioneer of the Computer. ISBN 978-0-691-02377-9
- Maboth Moseley. Irascible Genius: A Life of Charles Babbage, Inventor.
- Doron Swade. The Cogwheel Brain. ISBN 03166484772

## 外部链接

- 时光流转 机械计算机降临硅谷
- Science Museum's exhibit on the Difference engine
- Economy of Machinery and Manufactures at Archive for the History of Economic Thought
- 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。

## 基本资料

- 日语原文：查尔斯·巴贝奇、Charles Babbage
- 出生日期：1791年12月26日
- 出生地：伦敦（萨瑟克区）
- 逝世日期：1871年10月18日
- 逝世地：英国伦敦马里波恩
- 国籍：英国
- 研究领域：数学，工程学，政治经济学，计算机科学
- 机构：三一学院
- 母校：剑桥大学彼得学院
- 知名于：差分机
- 受影响自：罗伯特·伍德侯斯，加斯帕尔·蒙日，约翰·赫歇尔
- 施影响于：卡尔·马克思，约翰·斯图尔特·密尔，爱达·勒芙蕾丝