Kun nykypäivän numeronäyttäjät haluavat tehdä nopeita laskelmia, he tavoittavat älypuhelimensa, laitteen, jota ei ole käytännössä käsitelty kaksi vuosisataa sitten. Mutta 1820-luvulla ainakin yksi eteenpäin suuntautuva matemaatikko suunnitteli laskentakonetta, vaikkakin kaukana kannettavasta. Englanninkielen keksijä Charles Babbage, turhautuneena painetuista numeerisista taulukoista löytämiin inhimillisiin virheisiin, suunnitteli koneen matemaattisten toimintojen suorittamiseksi ja tulosten tulostamiseksi automaattisesti. Hänen alkuperäisen suunnittelunsa, joka vaati 25 000 osaa, olisi painoinut 15 tonnia ja ollut suunnilleen hevoskärryn kokoinen.
Suunnitelmat näyttivät hyvältä paperilla, mutta Babbage ei pystynyt koskaan rakentamaan koneitaan. Yli vuosisadan hänen kuolemansa jälkeen vuonna 1871 tietokonehistorioitsijat puhalsivat pölyn hänen 5000 sivun muistiinpanoista ja piirustuksista ja pohtivat, voisiko hänen ideat toimia. Vuonna 1991, Lontoon tiedemuseossa, joka on Babbagein syntymän kaksivuotisvuosi, paljastettiin hänen erotusmoottorinsa nro 2, täysin toimiva laskukone, joka oli rakennettu keksijän piirustusten mukaan. Tämän koneen täysimittainen klooni on nyt esillä Mountain Viewssa, Kaliforniassa, tietokonehistorian museossa joulukuun 2009 ajan.
Babbage kutsui keksintöänsä ”erotusmoottoriksi”, koska sen toiminta perustuu äärellisten erojen matemaattiseen periaatteeseen, joka laskee monimutkaiset matemaattiset funktiot toistuvalla lisäyksellä käyttämättä kertolaskua tai jakoa. Valurautakehykseen rakennettu näytössä oleva kone on 11 jalkaa pitkä ja 7 jalkaa korkea. Jokaisen kampin kierron myötä teräs- ja pronssivarret ja tangot joustavat tarkkaan toimintaan napsauttamalla pehmeästi kuin viktoriaaninen kello. Pyörivät teräskiinnikkeet ja hammaspyörien pylväät, jotka edustavat numeroita, luovat nestemekanisoidun kierteisen tanssin. Kosketusnäyttöjä ei tietenkään ole, mutta neljän kampin jälkeen kone pystyy laskemaan algebran yhtälön kuudessa sekunnissa.
Babbage syntyi vuonna 1791 Englannin teollisen vallankumouksen alkaessa. Hän opiskeli Cambridgessä, ja varakkaan isänsä perinnön ansiosta hänellä oli vapaa-aikaa miettiä miten asiat toimivat ja parantaa niitä. Babbage kekseli lehmänkaapin, laitteen junan edessä, joka puhdistaa roskat hidastamatta junaa. Hän paransi myös majakkamerkkintää ja loi pikavapautusjärjestelmän rautatievaunuille. Eläminen kaikkien teollisuuskauden ihmeellisten muutosten keskellä, Babbage, kartoitti vielä kerran virheitä sisältäviä painettuja numeerisia taulukoita, huudahti kerran: "Toivon Jumalalle, että nämä laskelmat oli suoritettu höyryllä!"
Jopa 40 vuotta sitten insinöörit, navigaattorit, tähtitieteilijät ja pankkiirit käyttivät laskutoimituksia liukukäytäntöjä ja taulukoita. "Määrittelevä tapahtuma, joka lopetti liukumissäännön ja taulukoiden kirjojen, oli vuonna 1972, kun Hewlett-Packard esitteli HP-35: n", kertoo tietokonemuseon vanhempi dosentti Tim Robinson. "Tämä oli ensimmäinen kädessä pidettävä, täysin toimiva tieteellinen laskin, joka korvasi kaikki taulukoiden normaalit toiminnot ja liukusäännön."
Lontoon tiedemuseo julkaisi Charles Babbagein syntymän kaksivuotisvuosina hänen eroeronsa moottorin nro 2, täysin toimivan laskukoneen. (Bettmann / Corbis) Vaikka aivan ensimmäisen laskimen tarkka luoja on kiistanalainen, Babbage luetaan pioneereihin, jotka ovat suunnitelleet koneen, joka pystyy luotettavasti laskemaan yhtälöt. Yrittäessään rakentaa erimoottorinsa 1830-luvulla, Babbage sai rahoitusta Britannian hallitukselta ja tilasi insinööri ja työkalujen valmistaja Joseph Clementin valmistamaan 25 000 osaa. Kun Clements oli valmistunut noin puolet osista, hänellä ja Babbageilla oli kiistaton riita ja projekti keskeytettiin.
Vuosikymmenen työn jälkeen kaikki Babbage joutuivat näyttämään ponnisteluistaan pienen demonstraatiokoneen, jolla vaikutettiin huonehuoneen vieraisiin lauantaina. Sekä Charles Dickens että Charles Darwin kääntyivät koneen kahvaan, jota pidettiin aikansa tekniikan läpimurtona. Kutsutaan usein "kauniiksi fragmentiksi", se on yksi arvostetuimmista esineistä Lontoon tiedemuseossa.
Kun hän menetti rahoittajansa laskukoneelle, Babbage suunnitteli ja rakensi osittain kunnianhimoisen laitteen, jota hän kutsuisi nimellä “Analytical Engine”. Sidostuessaan sitä vuosien ajan, hän sovelsi monia samoja periaatteita ja ominaisuuksia, joita nykypäivän tietokoneissa löytyy, mukaan lukien ohjelmoitavat rei'ityskortit ja iterointi. Pääosin hänen analyyttisen moottorinsa takia Babbagea pidetään ”tietokoneen isoisänä”.
"Hän oli täysin moderni ajattelija ajatteleessaan tietojenkäsittelyä", kertoi entinen Microsoftin teknologiajohtaja Nathan Myhrvold tietokonehistorian museossa pidetyssä luennossa.
Babbage muutti analyyttisen moottorin kehittämisen opittuaan eroeroja laskevan koneensa mallia, mutta kuoli ennen kuin pystyi rakentamaan sen. 1900-luvun loppupuolella monet tietokonepiirteet huumaisivat hänen kuvioitaan. Lontoon Science Museumin tietojenkäsittelyn kuraattori Doron Swade päätti rakentaa Difference Engine nro 2 tietämättä varmasti, toimiiko se. Kesti häneltä 17 vuotta, mutta kun hän valmistui, se toimi kuten Babbage sanoi.
Erotusmoottori oli melkein valmis Babbagein syntymäpäiväjuhliin, mutta projektilla oli loppunut rahaa ennen koneen laite- ja tulostustoimintojen valmistumista. Kun Microsoftin Bill Gates näki meneillään olevan työn, hän ehdotti, että keksijä, arkeologi ja sijoittaja Myhrvold voisi rahoittaa sen valmistumisen. Vain jos Lontoon museo suostuisi rakentamaan toimivan kopion yksityiskokoelmaansa, Myhrvold sanoi sinetöimällä kaupan. Kun kolosaalinen laskin poistuu Piilaakson museosta, se on sidottu Myhrvoldin kotiin Seattlessa, liittyen ehkä hänen olohuoneessaan olevaan Tyrannosaurus-rex-luurankoon.
Samaan aikaan konetta esiteltiin keskiviikosta perjantaihin klo 14.00 ja viikonloppuisin klo 13.00. Viimeaikaisen vierailun aikana dosentti käänsi jalan leveän pyörän kampin ja asetti hänet takaisin siihen. Kun hammaspyörät ja nokka napsauttivat liikettä, yksi katsoja huomautti, että liike näytti DNA: n kaksoiskierrokselta. Yleisö näytti lumoavan laskimen tyylikkäästä tarkkuudesta. Vihdoinkin Babbage: n nero oli saapumassa.
Ensimmäisen tietokoneen ajatellaan olevan 1800-luvun matemaatikon keksintö
