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巴贝奇:失败的英雄

2014-04-29果果

发明与创新·小学生 2014年10期

一个家财万贯的富二代,却“不务正业”,把钱用于科学研究,最后一贫如洗;一个数学天才,一生致力于发明计算机,却竹篮打水一场空;一个天马行空的设想,世人认为毫无价值,后人却尊称他为“计算机之父”。他就是查尔斯·巴贝奇。

18世纪末,法国发起了一项宏大的计算工程——人工编制《数学用表》。在没有任何计算工具的情况下,大批数学家组成了人工手算的流水线,算得天昏地暗,才勉强完成。

即便如此,《数学用表》仍然错误百出。巴贝奇看后,甚至喊出声来:“这些计算错误已经充斥弥漫了整个宇宙!”因此,他决定研制一台机器,对这些数据进行重新计算。

说做就做!他开始设计拥有计算功能的机器。经过近十年的不懈努力,1822年,第一台拥有计算功能的机器诞生,巴贝奇将其命名为“差分机”。

这台差分机从设计到零件加工,几乎都由巴贝奇一个人完成。当时工业水平有限,很多零件不能加工到理想尺寸,因此这台机器的运算精度仅达到6位小数,所能演算的函数类型也只有几种,但已足够满足当时航海和天文方面的计算需求了。

为了鼓励他制造出精度更高的差分机,英国皇家学会破天荒地拨了1.7万英镑给他。要知道,世界第一台蒸汽机的研究经费才700多英镑。

巴贝奇信心十足,这次,他要制造出一台运算精度为20位小数的差分机。

然而,在初期图纸设计阶段,他就碰壁了。

他发现这台“大机器”所需要的零件大约有25000个,而主要零件尺寸的误差不得超过千分之一英寸。于是,他邀请了著名的机械工程师约瑟夫·克莱门参与制造,但进度十分缓慢。

又一个十年过去了,全部零件只完成了不到一半。同事们再也坚持不下去了,纷纷离他而去。巴贝奇独自苦苦支撑了10年,终于感到无力回天,差分机的设计被迫宣告失败。

虽然巴贝奇失败了,但他的努力没有白费,这次失败的经历为后世留下了一份极其珍贵的资料。后人根据他的设计思想,设计出了现代电子计算机的结构。20世纪中叶,第一台计算机在美国诞生。