تا به حال حتما هزاران بار و بیشتر از ماشین حساب استفاده کرده اید. اما آیا می دانید که طرح اولیه ماشین حساب را چه کسی ایجاد کرد؟ ریاضی دان انگلیسی، چارلز ببیج کسی بود که برای نخستین بار طرح اولیه ماشین حساب را به وجود آورد.
به علاوه عنوان نخستین مخترع کامپیوتر مکانیکی نیز به ببیج داده شده است. چیزی که از کامپیوترهای الکترونیکی امروزی می بینیم، در حقیقت بر مبنای همان کامپیوتر مکانیکی ست که چارلز ببیج طراحی کرده و ساخته بود.
نگاهی به زندگی چارلز ببیج
چارلز ببیج ریاضی دان و دانشمند انگلیسی، در فلسفه نیز دستی داشته و در شمار فیلسوفان مطرح جهان قرار دارد.
کودکی و نوجوانی چارلز ببیج
چارلز در ۲۶ام دسامبر سال ۱۷۹۲ میلادی در خیابان والوورث لندن به دنیا آمد. خانواده ی او متمول بوده و پدرش یک بانکدار موفق محسوب می شد.
کودکی چارلز با بیماری سختی همراه شده و او مدتی را در بستر بیماری به سر برد. اما پس از رفع خطر و بهبودی، وی توانست به مدرسه ای به نام آلنفینگتون رفته و شروع به تحصیل نماید.
چارلز در همان ماه های شروع تحصیلات، استعداد درخشان خود را بروز داده و به خیلی زود به مدرسه ی تراز اول King Edward VI فرستاده شد.
اما بیماری دوباره بر جانش افتاده و نتوانست مانند دیگر دانش آموزان به مدرسه رفت و آمد داشته باشد. به همین دلیل به کمک امکانات مالی خانواده اش، تحصیلات خود را در خانه و با معلم خصوصی ادامه داد.
وی چندین بار از شاخه ی ریاضیات به سمت فلسفه تغییر جهت داده، اما سرانجام در علوم کلاسیک به سطوح عالی رسیده و به کالج ترینیتی کمبریج وارد شد.
تاسیس انجمن ریاضیات تحلیلی
چارلز که به صورت مستقل از دروس آکادمیک، به مطالعه شخصی روی کتاب های از جمله آثار رابرت وودهاوس، ماری آنیزی و جوزف لوئیس لاگرانژ می پرداخت، نوعی دلسردی از دروس دانشگاهی پیدا کرد.
به همین دلیل به دنبال چیزی هیجان انگیزتر رفته و با کمک چند تن از همکلاسی هایش، انجمن ریاضیات تحلیلی را برپا کرد.
آن ها در این انجمن، علائم جداول ریاضی نیوتن رابا علائم لایب نیتس تبادل کرده و تعویض می نمودند. این انجمن توانست تاثیرات چشمگیری بر دنیای علائم ریاضیاتی بگذارد.
اما چارلز ببیج به این اکتفا نکرده و در انجمن دیگری که البته مسئولیت تاسیس آن با دیگری بود، نیز عضو شد. این انجمن که کلاب ارواح نام داشت، روی پدیده های مافوق طبیعت مطالعه می کرد.
پس از آن ببیج به دانشکده ی پیترهاوس کمبریج رفته و در سال ۱۸۱۴ میلادی از آن جا فارغ التحصیل شد. سطح علمی وی به حدی بود که استادان نیازی به شرکت او در آزمون ندیده و بدون آن، فارغ التحصیل گردید.
به واقع ببیج در همان سال ها تمایز خود با هم دوره ای هایش را نشان داده و استادانی که با او سر و کار داشتند، متوجه توان مغزی و سطح علمی و استعدادهای چارلز شده بودند.
قدم های اجتماعی و اشتغال ببیج
بعد از فارغ التحصیلی، مدتی را به مطالعات شخصی اختصاص داده و در سال ۱۸۱۵ میلادی، سخنرانی ماندگار خود را در موسسه ی سلطنتی بریتانیا انجام داد. چیزی در حدود ۱۲ ماه بعد، چارلز به عنوان همکار جامعه ی علمی سلطنتی انتخاب شد. او در این زمان شهرت مناسبی داشته و در جوامع علمی کاملا شناخته شده بود.
چارلز برای ورود به بازار کار، ابتدا به سراغ تدریس رفت. اما با وجود شهرت علمی اش، برای تدریس در دانشگاه ها پذیرفته نشد.
از همین روی تصمیم گرفت تا شرکت بیمه ای راه اندازی کند. اما نتوانست برنامه هایش را درست پیش برده و ایده راه اندازی شرکت بیمه، با شکست مواجه شد.
البته در زندگی چارلز و دیگر اعضای خانواده اش، مشکل مالی وجود نداشت و حمایت های مالی پدر بانکدار؛ مخارج زندگی را به خوبی تامین می کرد.
ورود به انجمن سلطنتی نجوم
ورود ببیج به انجمن سلطنتی نجوم، نخستین جرقه های طراحی سیستم محاسباتی را در ذهن او ایجاد کرد. وی جدول های قراردهی سیاره ها را متحول ساخته و به دنبال الگویی برای تغییر سیستم محاسباتی آن ها بود. همین مطالعات به وی ایده های ابتدایی طراحی سیستم محاسبی ببیج را داد.
چارلز ببیج در نقش استاد دانشگاه
سرانجام تلاش های چارلز برای تدریس جواب داده و او موفق شد در فاصله ی سال های ۱۸۲۸ تا ۱۸۳۹ میلادی در دانشگاه کمبریج به تدریس بپردازد. اما علی رغم تلاش زیادی که او برای رسیدن به کلاس درس و تدریس انجام داده بود، در واقعیت و دنیای عملی رغبت زیادی به تدریس نشان نداده و بیشتر گوشه گیر و درونگرا می نمود.
او به دروس و نحوه ی تدریس آن ها انتقاد داشته و در سخنرانی جنجالی خود در سال ۱۹۳۱، به طور کلی سیستم دانشگاهی آن دوران را هدف قرار داد.
ببیج در سال ۱۸۳۲ و بار دیگر در سال ۱۸۳۴، نامزد نمایندگی پارلمان انگلستان شد. اما بخت با او یار نبود و رأی لازم را به دست نیاورد. اما او موفق شد تا نشان “انجمن سلطنتی ولفی” را دریافت کند.
چارلز در این سال ها کتاب های متعددی نوشته و در بیشتر آن ها به نحوی شیوه ی آموزشی و مدیریتی وقت را زیر سوال می برد.
در همین دوران بود که مایکل فارادی فیزیکدان نیز در برخی از موضوعات و سرفصل ها با ببیج همراه شده و یا بر ضد او نظریاتی می داد.
اختراعات چارلز ببیج
ببیج در حوزه های متنوعی فعالیت داشته و تلاش های وی برای ثبت اختراع نیز در زمینه های گوناگونی به ثمر نشست.
او توانست سیستم سیگنال دهی فانوس دریایی را اختراع کند که برای سال ها مورد استفاده قرار گرفت. همین طور سیستم پیش بینی حوادث ریلی اختراع وی بود. ارتفاع سنج، لرزه نگار، سیستم ارزی اعشاری و اوفتال موسکوپ از جمله اختراعات وی بودند.
همین طور وی در رمزنگاری قدم های بزرگی برداشته و در نیروی نظامی انگلستان، خدمات شایانی در زمینه رمزنگاری انجام داد.
طراحی ابتدایی و ساخت ماشین حساب ببیج
چارلز که عاشق نظم و ترتیب و انسجام بخشی به امور بود، از آشفتگی انجام عملیات ریاضی و خطاهای انسانی که ناگزیر در آن ها رخ می داد؛ رنج می برد. وی مفهوم و طرح نخستین ماشین حساب را مدت ها پیش در ذهن آورده بود، اما در سال ۱۸۲۲ میلادی این طرح را روی کاغذ آورده و به صورت یک مقاله با عنوان “استفاده از ماشین آلات در محاسبات ریاضی و نجوم” به انجمن سلطنتی ستاره شناسی تسلیم ساخت.
ایده ی ببیج پذیرفته شده و او توانست ۱۵۰۰ پوند کمک هزینه از سوی دولت برای ساخت ماشین حساب خود دریافت کند.
وی افراد گوناگونی را استخدام کرده و فضایی در خانه ی شخصی اش را به ساخت ماشین حساب خود اختصاص داد.
ماشین حساب ببیج دارای ۲۵ هزار قطعه بود و وزن آن به ۱۳۶۰۰ کیلوگرم می رسید.
این ماشین حساب می توانست عملیات چند جمله ای ریاضی را بدون خطا انجام دهد و این موفقیت بزرگی برای ریاضی دان انگلیسی محسوب می شد.
اما متاسفانه مرگ پدر و پس از آن همسر چارلز، تاثیرات عمیقی بر روح و روان وی گذاشته و برای مدتی نتوانست پروژه ماشین حساب خود را دنبال کند. به همین دلیل این پروژه متوقف گشته و زمانی هم که برای ادامه دادن آن، روی پاهای خود ایستاد؛ نتوانست توجهات دولتی را به خود جلب کرده و حمایت های لازم را دریافت کند.
طراحی کامپیوتر ببیج
اما ببیج ناامید نشده و به فکر ساخت یک ماشین محاسباتی پیشرفته تر، با قدرت خروجی داخلی افتاد. چیزی که در نهایت خلق شد، طراحی ابتدایی کامپیوترهای امروز بود.
ماشین حساب تحلیل ببیج دارای یک بخش محاسباتی و پردازشی و یک بخش ذخیره سازی بود. درست مانند چیزی که در کامپیوترهای امروزی داریم.
این ماشین تحلیلی ۴.۵ متر طول و ۲ متر عرض داشت. اما نتوانست در ساخت آن حمایت های لازم را به دست آورده و این ایده، در حد یک طرح باقی ماند. اما بعدها طرح ماشین تحلیلی ببیج، الگوی ساخت کامپیوترهای الکترونیکی شد.
پلان ۲۸
در سال ۲۰۱۱ میلادی، یک تیم بریتانیایی برای ساختن ماشین تحلیلی ببیج دست به کار شدند. این پروژه که “پلان ۲۸” نام دارد، در حال حاضر در دست ساخت بوده و احتمالا در سال ۲۰۲۱ یعنی به تاریخ ۱۵۰امین سالگرد مرگ چارلز ببیج؛ رونمایی خواهد شد.
زمان مرگ چارلز ببیج
چارلز ببیج در ۱۸ام ماه اکتبر، سال ۱۸۷۱ میلادی از دنیا رفت. وی را در گورستان سبز کنزال به خاک سپردند.
از او و همسرش جورجیانا ویتمور، چهار فرزند به نام های هرشل، جورجیانا، دوگالد و هنری به یادگار ماندند.
هنری یعنی کوچکترین فرزند چارلز، توانست ماشینی به نام Difference را بر مبنای طرح های پدر خود، ساخته و به هاروارد ارائه کند. همین طرح بود که بعدها موجب ساخت ماشین مشهور هاروارد مارک گردید.
جالب است بدانید که نیمی از مغز ریاضی دان مشهور انگلیسی، چارلز ببیج در حال حاضر در موزه ی علوم شهر لندن نگهداری می شود.
