巴貝奇：計算機發展史中一位失敗的英雄
在他的夢裡，紙上表格里的數字，機器也是能夠計算的。
世界著名的發明家查爾斯·巴貝奇於1791年出生在英國倫敦的一個富人家庭。巴貝奇的父親是當時倫敦的一名大銀行家，在父親雄厚資金的幫助之下，巴貝奇從小便接受了較高水平的教育。父親想讓他同自己一樣在金融行業有一定的成就，可是年幼的巴貝奇卻對賺錢經商等事務一點都不感興趣，相反，他在自然科學上面卻表現出了異於常人的興趣和天賦。開明的父親見兒子不喜愛金融卻喜歡發明創造，便沒有再強求他繼續學習金融。
查爾斯·巴貝奇（網路圖）
憑著優異的成績，巴貝奇順利的考進了英國著名的劍橋大學。在大學裡面，巴貝奇的數學天賦得到了最大化的提升。畢業之後，原本可以繼續從事數學研究的他毅然放棄了這條寬廣的康庄大道，而是選擇了一條常人不敢攀登的崎嶇險路——從事差分機的發明工作。
由於當時科學技術的飛速發展，數學在日常生活和科學研究中的作用也變得越來越大。為了方便日常運算，18世紀末的法國開始了一項宏達的計算工程，這就是歷史上著名的人工編製數學用表。在沒有運算工具的當時，這項工作算是極其的艱巨和困難，即使法國聘請了大量的數學專家進行計算和驗證，可是表中依然存在著大量的錯誤。在知道這一點之後，巴貝奇便在心裡萌發出了一個天馬行空的想法：他要用機器對這些數據進行重新計算。
一次偶然的機會，巴貝奇參觀當時著名發明家傑卡德的作品的時候，發現了一台不起眼的織布機。這台織布機正是可以按照設計者的旨意自動紡織出各種各樣花式的提花式織布機。
「按照設計者的旨意！」巴貝奇被介紹者的這句話深深地吸引住了。他想，按照這台織布機的設計理念，是不是也可以研製出按照設計者的旨意，自動處理不同函數的計算的機器啊？
說做就做，巴貝奇回到家之後，便開始了對這台「擁有計算功能」的機器的設計。上帝註定是要將這次成功賜給巴貝奇的。1822年，經過將近十年的不懈努力，第一台擁有計算功能的機器在英國倫敦誕生，他作為這台機械的設計和製造者，將其命名為「差分機」。
分析機引擎（網路圖）
巴貝奇設計的這台差分機從設計到零件加工，幾乎都是他一個人完成的。由於當時工業水平有限，很多零件並不能加工到理想的尺寸，因此這台機械的運算精度僅達到六位數，所能演算的函數類型也只有區區幾種。然而，基於當時的時代背景，這台機器已經能夠滿足當時航海和天文方面的計算了。
很快，巴貝奇發明出差分機的訊息便傳到了英國皇家學會。皇家學會為了獎勵和鼓勵他再接再厲製造出精度更高的差分機，破天荒的撥了1.7萬英鎊巨款給巴貝奇。要知道，世界第一台蒸汽機的研究經費也才僅僅只有700多英鎊。
接到政府的資助和鼓勵之後，巴貝奇的信心也變得更加十足了，他相信，自己一定能設計並製造出運算精度為20位數的差分機。然而，這次上帝並沒有將成功的橄欖枝拋給他。在初期圖紙設計階段，他便發現這台「大機器」所需要的零件大約有25000個，而零件的尺寸要求也不得超過誤差的千分之一。巴貝奇意識到，能否製造出這台機器，完全取決於機械零件的製造。
因此，巴貝奇邀請了當時英國最著名的機械工程師約瑟夫?克萊門特所屬的工廠參與制造，但工程進度十分緩慢。年復一年，日復一日，十年過去了，這台差分機還是沒能運轉起來，參加這次製造的同事們再也堅持不下去了，紛紛離他而去。這一次差分機的設計也被迫宣告失敗。
巴貝奇所設計的差分機和之後所設計的分析機超出了他所處的時代至少一個世紀。直到二十世紀中葉，第一台計算機才在美國誕生。巴貝奇的失敗並不意味著他是一名失敗者，相反，他是一名偉大的英雄。巴貝奇在計算機領域所作出的努力為後世留下了一份極其珍貴的資料，而他在逆境中自強不息的精神也無時無刻不在激勵著我們。
作者：蝌蚪君綜合
