差動エンジン

チャールズ・バベッジはイギリスの数学者、発明家である。カウキャッチャーを発明し、イギリスの郵便制度を改革し、操作研究や数理科学の分野でも先駆的な役割を果たした。 樹木の年輪から過去の天候が読み取れることを最初に提案したのもバベッジである。

差動エンジン

チャールズ・バベッジの差動エンジンの完成部分(1832年)。 この高度な計算機は、航海に用いる対数表を作成するためのものであった。 数字の値は、十進数で表示された歯車の位置で表された。

Science Museum London

王立天文協会の創立メンバーとして、バベッジは長く退屈な天文計算を自動化できる機械装置の設計と製作が明らかに必要だと考えていた。 1822年、王立協会会長のハンフリー・デイヴィーに、数学の表組み、特に航海に使う対数表の自動化の可能性について手紙を書くことから始めた。 そして、「表を計算する機械の理論的原理について」という論文を書き上げ、同年末、王立協会で読み上げた。 (当時使われていた表には誤差があり、航海中の船乗りにとっては死活問題であった。バベッジは、表の作成を自動化することで、その精度を確保できると主張したのだ。 バベッジは、「差分エンジン」と呼ばれるこの機械が学会で支持されたことを受け、次にイギリス政府に開発資金を求め、世界初の研究・技術開発に対する政府補助金を獲得した

バベッジは、機械工を雇い、耐火作業場と実験用の防塵環境を整備し、非常に真剣にこの事業に取り組んでいる。 それまで6桁以上の計算をすることはほとんどなかったが、バベッジは20桁、30桁の計算結果を日常的に出すことを計画した。 ライプニッツが好んだ(しかし使わなかった)2進数ではなく、歯車の位置で表される10進数(0〜9)であった。 歯車の1つが9から0に回転すると、次の歯車が1つ進み、ライプニッツの計算機「ステップ・レコナー」と同じように桁が運ばれる。 しかし、「差動エンジン」は単なる計算機ではなく、複雑な問題を解決するために、1つの計算だけでなく、多数の変数に対する一連の計算を機械化したものであった。 また、他の点でも電卓の域をはるかに超えていた。 現代のコンピュータと同じように、「差動機関」には記憶装置、つまりデータを一時的に保存して後で処理する場所があり、その出力を柔らかい金属に刻印して、後で印刷版を作ることができるように設計されていた。 オペレータは、すべてのデータ・レジスタに元のデータをセットし、その1つの操作をすべてのレジスタに繰り返し適用して、最終的に解を生成するのである。 それでも、その複雑さと大胆な設計は、当時存在したどの計算機も凌駕していた。

部屋のサイズに合わせて設計された完全なエンジンは、少なくともバベッジによって作られることはなかった。 政府から散発的にいくつかの助成金を得ていたが、政府が変わると資金が底をつくことも多く、個人的に金銭的な負担をしなければならなかった。 1833年、実際に機械の製作を担当した機械工のジョセフ・クレメントが、前金を払わない限り製作を続けることを拒否したため、すべての設計と製作が中止された。 (差動機関の完成品は、ロンドンの科学技術館に永久展示されている)

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