发明家 / computing
查尔斯·巴贝奇
英国 1791-12-26 ~ 1871-10-18
19世纪设计出含内存、CPU、程序控制的通用计算机——分析机
被誉为"计算机之父"，但受加工精度所限，生前未能完成
1991年的差分机重现，证明其设计在当时即可实现
查尔斯·巴贝奇（1791-1871），英国数学家、哲学家、发明家与机械工程师。他是世界上第一个构想出可编程数字计算机概念的人，被誉为"计算机之父"。他设计了机械式计算机"差分机"和更通用的"分析机"，但均未能在生前完成。分析机中已包含内存、CPU、输入输出、条件分支等现代计算机的所有本质要素。
你能从这位伟人身上学到什么
巴贝奇的计算机设计为现代科技产业提供了三条启示。第一，构想超越实装技术的案例。分析机的设计在逻辑上是完备的，但19世纪的加工精度无法制造。概念正确却实装技术跟不上的情形，在量子计算和核聚变等现代前沿技术中也依然存在。第二，通用平台的价值。分析机之所以具有革命性，在于它不只能执行特定计算，而是能执行"任意程序"的通用性。专用机与通用机之差异创造的价值差，与专用芯片vs GPU、专用应用vs平台的现代结构类型相同。第三，正如埃达·洛芙莱斯的洞察所示，技术最重要的应用对发明者本人往往不可见。平台的价值由生态系统的参与者来发现。
触动心灵的话语
使用不充分数据产生的错误，远比完全不使用数据的错误要小得多。
Errors using inadequate data are much less than those using no data at all.
查尔斯-巴贝奇关于其发明的直接名言在可靠的一手资料中难以确认。
チャールズ・バベッジの発明に関する直接的な名言は、信頼できる一次資料での確認が困難なものが多い。
生平与成就
查尔斯·巴贝奇是在19世纪的机械工程中，先行设计出20世纪数字计算机全部本质概念的人物。若他的分析机得以完成，计算机革命或许早了100年。
巴贝奇1791年出生于伦敦，父亲是富裕的银行家。幼年便擅长数学，就读于剑桥大学三一学院。在学期间，他与约翰·赫歇尔、乔治·皮科克等人共同创立了"分析学会"，推动了英国数学教育的现代化。
因饱受数表错误之苦，他产生了用机械自动化数学计算的构想。1822年，他制作了用差分法自动计算多项式值的"差分机"小型模型，并在皇家天文学会演示。英国政府投入了1.7万英镑，但受当时加工精度的限制和设计反复变更，差分机未能完成。
然而巴贝奇真正的创新在其之后。约从1837年开始设计的"分析机"，通过雅卡尔织机的穿孔卡片读取程序，能执行包含条件分支和循环的任意计算——这是一台通用计算机。"存储器"（内存）、"磨坊"（运算装置=CPU）、输入输出装置、穿孔卡片程序控制——现代计算机的本质要素全部具备。
埃达·洛芙莱斯1843年发表了分析机的注释，描述了计算伯努利数的算法——这被认为是世界上第一个计算机程序。洛芙莱斯还洞察到分析机不仅限于数值计算，还可应用于音乐作曲和逻辑运算。
巴贝奇在计算机以外也留下了广泛业绩。1832年的著作《机器与制造业的经济学》是产业经济学的先驱著作，他还在密码学、铁路工程、统计学方面作出贡献。他也是伦敦社交界的核心人物，每周六的沙龙吸引了各界名流。
1871年10月18日，79岁辞世。生前计算机未能完成，但1991年，伦敦科学博物馆根据巴贝奇的原设计图制作了差分机2号，完全正常运转——这证明了以19世纪的加工精度也完全可以制造出来。
专家视角
在发明家谱系中，巴贝奇以"早了100年的设计者"占据特异地位。分析机中已包含内存、CPU、输入输出、程序控制等现代计算机的所有要素。尽管如此，受实装技术局限，生前未能完成——这与亚历山大里亚希罗的蒸汽机在结构上类似，都是设计正确却因社会技术条件不匹配而未能实现的案例。1991年差分机的重现，证明了巴贝奇的设计在当时的技术下也是可行的，确定了历史评价。
