A differenciamotor
Charles Babbage angol matematikus és feltaláló volt: feltalálta a tehénfogót, megreformálta a brit postarendszert, és úttörő volt az operációkutatás és az aktuárium területén. Babbage volt az, aki először vetette fel, hogy a fák évgyűrűiből le lehet olvasni az elmúlt évek időjárását. Emellett egész életében rajongott a kulcsok, a rejtjelek és a mechanikus babák iránt.
Science Museum London
A Királyi Csillagászati Társaság alapító tagjaként Babbage egyértelmű szükségét látta egy olyan mechanikus eszköz megtervezésének és megépítésének, amellyel automatizálhatók a hosszú, fárasztó csillagászati számítások. Azzal kezdte, hogy 1822-ben levelet írt Sir Humphry Davynek, a Királyi Társaság elnökének a matematikai táblázatok – konkrétan a navigációban használt logaritmustáblázatok – elkészítésének automatizálási lehetőségéről. Ezután írt egy tanulmányt “A táblázatok kiszámítására szolgáló gépek elméleti alapelveiről” címmel, amelyet még abban az évben felolvasott a társaság előtt. (1823-ban elnyerte a Royal Society első aranyérmét.) Az akkoriban használatos táblázatok gyakran tartalmaztak hibákat, ami a tengerészeknek élet-halál kérdése lehetett a tengeren, és Babbage azzal érvelt, hogy a táblázatok előállításának automatizálásával biztosítható a pontosságuk. Miután a társaságban támogatást szerzett Difference Engine-jének, ahogy ő nevezte, Babbage ezután a brit kormányhoz fordult a fejlesztés finanszírozása érdekében, és megkapta a világ egyik első kormányzati támogatását kutatásra és technológiai fejlesztésre.
Babbage nagyon komolyan állt hozzá a projekthez: felfogadott egy gépészmestert, tűzálló műhelyt hozott létre, és pormentes környezetet épített a készülék teszteléséhez. Addig ritkán végeztek 6 számjegynél nagyobb számításokat; Babbage azt tervezte, hogy rutinszerűen 20 vagy 30 számjegyű eredményeket produkál. A Difference Engine digitális eszköz volt: sima mennyiségek helyett diszkrét számjegyekkel dolgozott, a számjegyek pedig tizedesjegyek (0-9) voltak, amelyeket fogaskerekek pozíciói jelentettek, nem pedig a Leibniz által kedvelt (de nem használt) bináris számjegyek. Amikor az egyik fogaskerék 9-ről 0-ra fordult, a következő kerék egy pozíciót előrébb lépett, és a számjegyet úgy vitte tovább, ahogy Leibniz Step Reckoner számológépe működött.
A Difference Engine azonban több volt, mint egy egyszerű számológép. Nemcsak egyetlen számítást gépesített, hanem számos változóra vonatkozó számítások egész sorozatát egy összetett probléma megoldása érdekében. Más szempontból is messze túlmutatott a számológépeken. A modern számítógépekhez hasonlóan a Difference Engine is rendelkezett tárolóval – vagyis egy olyan hellyel, ahol az adatokat ideiglenesen tárolni lehetett a későbbi feldolgozáshoz -, és úgy tervezték, hogy a kimenetét lágy fémbe bélyegezzék, amelyből később nyomdalapot lehetett készíteni.
A Difference Engine mindazonáltal csak egyetlen műveletet végzett. A kezelő az összes adatregiszterét beállította az eredeti adatokkal, majd az egyetlen műveletet ismételten alkalmazta az összes regiszterre, és végül egy megoldást hozott létre. Mégis, összetettségében és merészségében eltörpült minden akkor létező számítóeszköz mellett.
A teljes, szobaméretűre tervezett motort soha nem építették meg, legalábbis Babbage nem. Bár szórványosan több állami támogatást is kapott – a kormányok váltották egymást, a finanszírozás gyakran elfogyott, és az anyagi költségek egy részét személyesen kellett viselnie -, az akkori építési módszerek tűréshatárain vagy azok közelében dolgozott, és számos építési nehézségbe ütközött. A tervezés és az építés 1833-ban abbamaradt, amikor Joseph Clement, a gép tényleges megépítéséért felelős gépész megtagadta a folytatást, hacsak nem kap előleget. (A Differenciamotor befejezett része a londoni Science Museum állandó kiállításán látható.)