Największy wynalazek, jaki nigdy nie powstał

Zaczęło się niemal 200 lat temu w umyśle pewnego londyńczyka. Nazywał się Charles Babbage i wymyślił komputer.

506px-Charles_Babbage_1860
Źródło: Wikimedia

Współcześni mieli świadomość, że Babbage jest geniuszem, ale mało kto rozumiał na czym ten jego geniusz polega. Na świecie było może kilka osób, które pojmowały, co Anglik robi. Reszta znała go głównie z tego, że nienawidził ulicznych grajków i prowadził zażartą kampanię przeciwko kataryniarzom. 

Wydawca „Edinburgh Journal of Science” napisał do Babbage’a:

„Z żalem muszę odrzucić pańskie artykuły. Myślę jednak, że – po rozważeniu sprawy – zrozumie pan, że nie mam innego wyjścia. Seria matematycznych i metafizycznych esejów, które pan zaproponował, jest tak głęboka, że najprawdopodobniej nie znajdzie się pośród naszych abonentów choćby jeden, który byłby w stanie podążać za pańskim tokiem rozumowania”.

Jeden z amerykańskich przyjaciół Babbage’a powiedział o nim, że „z zapałem wnikał w przyczyny tych rzeczy, które na ogół zadziwiają umysły dzieci”. Niewiele było dziedzin, którymi Babbage by się nie zajmował na jakimś etapie swojego życia. Na swoje nieszczęście, w większości tych dziedzin wyprzedzał swoją epokę o kilka dziesięcioleci, toteż jego wynalazki trafiały w próżnię i popadały w zapomnienie. Wynalazł na przykład oftalmoskop, czyli przyrząd do badania dna oka, lecz przez niemal trzydzieści lat nikt nie wiedział, jak z niego korzystać. Usprawniał takie dziedziny, jak budowa kolei żelaznych (skonstruował urządzenie mierzące drgania i przeciążenia wagonów na zakrętach), system dystrybucji poczty, organizacja pracy w manufakturach, system naliczania składek ubezpieczeniowych. Nie wszystkie jego wynalazki były udane, jak choćby buty do chodzenia po wodzie, które skonstruował w dzieciństwie (przyszły wynalazca o mały włos nie utopił się w Tamizie).

Pragnął usprawniać nawet tak odległą od inżynierii dziedzinę jak poezja. Zasugerował Alfredowi Tennysonowi korektę w poemacie „Wizja grzechu”, w której słynny poeta pisze: „Co minutę umiera człowiek, co minutę się rodzi”. Babbage tłumaczył, że kalkulacja ta jest niepoprawna, gdyż liczba mieszkańców Ziemi nie jest stała, lecz nieustannie rośnie.

„Pozwolę sobie zasugerować – pisał naukowiec – aby w następnym wydaniu pańskiego wyśmienitego poematu skorygować tę błędną kalkulację, jak następuje: »Co minutę rodzi się człowiek, co jedną i jedną szesnastą umiera«. Dodam, że dokładna liczba to 1,167, ale rozumiem, że trzeba uszanować prawo poetyckiego metrum”.

KOMPUTER NA KORBĘ 

Na przełomie XVIII i XIX wieku zmorą ludzkości były obliczenia matematyczne. Mnożenie, dzielenie, dodawanie, odejmowanie wielkich liczb było nieuniknione niemal w każdej dziedzinie inżynierii, w nawigacji morskiej, w administracji, zarządzaniu, w naliczaniu podatków. W obliczeniach pomocne były tablice logarytmiczne, które zamieniały żmudne rachunki na proste dodawanie. Ale tablice zawierały błędy i trzeba je było wciąż na nowo liczyć, poprawiać, poprawiać korekty i tak w kółko. Obliczanie logarytmów było czasochłonne i kosztowne, a ewentualne błędy okazywały się tragiczne w skutkach. Złe obliczenia mogły doprowadzić do zawalenia się mostów, wykolejenia pociągów, katastrof morskich czy bankructw przedsiębiorstw. Babbage, który w młodości też liczył logarytmy, doznał pewnego dnia objawienia:

„Modlę się do Boga, by te obliczenia były kiedyś wykonywane przez maszynę parową!”.

„To możliwe” – odparł spokojnie jego przyjaciel, wybitny matematyk i astronom John Herschel. Babbage zgodził się z nim, że to możliwe, i w 1820 roku miał gotowy plan budowy maszyny do obliczeń logarytmów. W 1822 roku dostał 1500 funtów rządowego grantu na budowę maszyny różnicowej. Dziesięć lat później maszyna – przynajmniej na papierze – osiągnęła rozmiary małego pokoju i wagę 14 ton. Miała się składać z 25 tys. części.

Fragment Maszyny Różnicowej Charlesa Babbage'a. Źródło: Wikimedia
Fragment Maszyny Różnicowej Charlesa Babbage’a. Źródło: Wikimedia

Monstrum z mosiądzu, drewna i żelaza musiało być wykonane z zegarmistrzowską precyzją, aby wszystkie mechanizmy poruszały się z minimalnym oporem. Bo ostatecznie nie maszyna parowa, lecz zwykła korba miała wprawiać te tysiące trybików w ruch. Kilka obrotów i maszyna miała wydrukować wynik skomplikowanego obliczenia. Tak miało być, ale rząd angielski stracił cierpliwość i po 20 latach wspierania naukowca oraz po wydaniu 17 tys. funtów (równowartość 750 tys. dzisiejszych funtów) władze odcięły Babbage’owi finansowanie. W tym momencie gotowe były jedynie fragmenty niektórych podzespołów maszyny różnicowej. Nic, co pozwalałoby dokonać jakichkolwiek obliczeń. Sam Babbage zdążył zresztą zarzucić pracę nad maszyną różnicową. Teraz projektował coś znacznie ambitniejszego i rewolucyjnego: maszynę analityczną. To nie był zwykły kalkulator logarytmów. Maszyna analityczna miała dokonywać wszelkich możliwych obliczeń. Można ją było programować. Mogła sama wracać do punktu wyjścia i dokonywać nowych obliczeń na podstawie tego, co już obliczyła. Miała wewnętrzną pamięć (nośnikiem były karty perforowane)! Jednym słowem, miała być pełnoprawnym komputerem.

CZARODZIEJKA LICZB PISZE PIERWSZY PROGRAM KOMPUTEROWY 

Babbage nie potrafił pojąć, dlaczego rząd nie chce jego maszyny. Nie zdawał sobie najpewniej sprawy z tego, że w rzeczywistości nikt nie rozumiał istoty jego wynalazku. A dokładniej – prawie nikt. Jednym z nielicznych wyjątków była młodsza od Babbage’a o 24 lata Ada Byron, hrabina Lovelace. Była córką poety George’a Byrona. Jej matka była tak przerażona myślą, że Ada mogłaby odziedziczyć po ojcu skłonności do szaleństwa, że robiła wszystko, by zdusić w niej wszelkie oznaki zainteresowania poezją. Logiczne więc się jej wydało, by kształcić córkę w dziedzinie matematyki i nauk ścisłych. Babbage – sam będąc jednym z najprzedniejszych matematyków swoich czasów – był olśniony wiedzą, wyobraźnią i przenikliwością Ady. Nazwał ją w jednym liście „czarodziejką liczb”.

377px-Ada_Lovelace
Źródło: Wikimedia

Sama Ada mówiła o sobie „matematyczka i metafizyczka”. Przyszło jej żyć w czasach, gdy kariera naukowa była dla kobiet absolutnie niedostępna, więc realizowała swoją pasję w prywatnej korespondencji z Babbage’em. Nie byli parą w ścisłym rozumieniu tego słowa, ale Ada była bez wątpienia czymś więcej niż jedynie muzą naukowca. Doskonale pojmowała jego wizję i potrafiła mu dotrzymać kroku. W jednej ze swoich notatek zawarła coś, co powszechnie uważa się za pierwszy w historii program komputerowy. Program był krótki, z dzisiejszej perspektywy raczej prosty (miał obliczać ciągi liczb Bernoulliego). Ale i komputer Babbage’a miał tylko 16,7 kB pamięci i mógł pracować z szybkością 7 herców (bo trudno szybciej kręcić korbą). Niemniej wyprzedzał swoją epokę o 100 lat. Dopiero w 1946 roku powstał amerykański ENIAC, powszechnie uznawany za pierwszy działający komputer. ENIAC słynął z nieznośnej awaryjności.

Charles Babbage zmarł w 1871 roku w wieku 80 lat. Sporą część ostatnich 50 lat swojego życia poświęcił na budowę maszyn – najpierw różnicowej, potem analitycznej. Żadnej z nich nie zrealizował. Przez długi czas historycy uważali, że jego projekty były zbyt ambitne i wymagały precyzji wykonania komponentów nieosiągalnej w połowie XIX wieku. Ale w 1991 roku udało się pracownikom Muzeum Nauki w Londynie zmontować w pełni sprawną maszynę różnicową Babbage’a, posługując się wyłącznie technikami sprzed półtora stulecia. Maszyna działa bez zarzutu. Obecnie trwają prace nad skonstruowaniem tej większej, ambitniejszej – maszyny analitycznej. Zakończenie prac planowane jest na rok 2021.

Maszyna analityczna jest bez wątpienia jednym z najwspanialszych wynalazków, których nie udało się wcielić w życie. Nie sposób ocenić, jak świat by wyglądał, gdyby Babbage’owi udało się swój plan doprowadzić do końca. Można tylko podejrzewać, że przez długie dziesięciolecia i tak nikt by nie wiedział, do czego taki komputer można by wykorzystać. Albo jego zastosowanie ograniczałoby się do niezwykle wąskich dziedzin. To stało się zresztą udziałem innej osobliwej maszyny: gigantycznego radzieckiego komputera wodnego Władimira Łukjanowa. Komputer działał na wodę, a służył do obliczania wytrzymałości betonu zbrojonego. Co ciekawe, komputer Łukjanowa powstał w 1928 roku i wykonywał zadania, do których była przewidziana maszyna zaproponowana przez Babbage’a w 1820 roku. Komputery wodne stosowane w ZSRR wyszły z użycia dopiero w latach 80. XX wieku.

Advertisements

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s