В школе Бэббидж проявлял большой интерес к математике и еще до поступления в университет изучил ряд солидных математических монографий. В 1814 году он получил степень бакалавра, а через три года — степень магистра. Более десяти лет Бэббидж заведовал кафедрой физики и математики Кембриджского университета (когда-то этот пост занимал Ньютон), являлся одним из основателей Королевского астрономического общества.
Бэббидж был удивительно разносторонним исследователем, его интересовало все. Он не только занимался расчетами смертности населения и реформой почтовой службы, но и опускался на дно озера в водолазном колоколе, обследовал горячие источники в окрестностях Неаполя, поднимался на Везувий, участвовал в археологических раскопках, спускался в шахты [1, 2].
Разумеется, много занимался Чарльз Бэббидж и математикой: геометрией, теорией чисел, теорией вероятностей. Кроме того, он подготовил трактат с описанием основ математического аппарата, подобного дифференциальному и интегральному исчислению, где роль переменной играла функция. (Такой аппарат был построен математиками в конце XIX — начале XX века. Его назвали функциональным анализом.)
Этот человек постоянно доказывал практическую ценность различных математических таблиц. Известен огромный труд Бэббиджа, связанный с подготовкой уточненной таблицы логарифмов чисел, когда он сравнивал между собой составленные до него таблицы. Именно работа с таблицами привела Бэббиджа к мысли создать сначала Разностную машину, действие которой основывалось на принципе, известном в математике как “метод конечных разностей”, а затем — более совершенное устройство, Аналитическую машину [1—3], чей проект являлся не чем иным, как проектом первого универсального программируемого компьютера. (При этом в процессе работы над Аналитической машиной Бэббидж нашел подходы к созданию значительно менее громоздкого устройства — Разностной машины № 2.)
Какое-то представление о принципе
работы первой Разностной машины дает рассмотрение примера
вычислений для составления таблицы квадратов целых чисел.
Следуя Бэббиджу, будем использовать три “регистра”, в
каждом из которых может находиться одно число [1].
Вычислим квадраты первых чисел: 0,
1, 4, 9. Составим первые разности (каждая разность
получается посредством вычитания
числа из следующего за ним): 1, 3, 5. Вторые
разности дадут последовательность: 2, 2, 2. Теперь поместим
в “регистры” первые значащие числа из трех
полученных рядов: 1, 1, 2. Первый цикл будет заключаться
в сложении чисел из второго и третьего “регистров” и
записи результата во второй “регистр”. Получаем: 1, 3, 2.
Второй цикл предусматривает сложение чисел из первого и
второго “регистров” и запись результата в первый
“регистр”. Имеем: 4, 3, 2. После повторения двух таких
циклов получим 9, 5, 2, затем 16, 7, 2 и т.д.
Таким образом, данные, получаемые в первом регистре,
образуют нужную нам последовательность
квадратов натуральных чисел.В 1832 году вышла книга Бэббиджа “Экономика машин и производства”, где производство рассматривалось как сложная система. Идеи, отраженные в этой необычной работе, переведенной на многие европейские языки, через десятки лет легли в основу системного анализа и исследования операций.
Бэббидж являлся одним из первых исследователей проблем железнодорожного транспорта и особенно вопросов безопасности движения. Почти полгода он проводил эксперименты на железной дороге за свой счет. Бэббидж впервые оборудовал и испытал вагон-лабораторию, где были установлены несколько самописцев и другие устройства. Он принимал участие в создании различных приборов и приспособлений, например, предохранительной решетки для локомотива, отбрасывающей с пути случайно попавшие туда предметы [1, 2].
Бэббиджу принадлежит ряд ценных изобретений и в других областях. К примеру, им созданы поперечно-строгальный и токарно-револьверный станки, различные пресс-формы, предложены новые методы заточки инструмента и литья под давлением.
Он собственноручно подготовил огромное количество чертежей, о которых современники отзывались как о шедевре чертежного искусства.
Однако наивысшим достижением Чарльза Бэббиджа является, конечно, разработка принципов, положенных в основу современного компьютера...