चार्ल्स बैबेज एक अंग्रेजी गणितज्ञ और आविष्कारक थे जिन्होंने पहला स्वचालित डिजिटल कंप्यूटर डिजाइन किया था। इसके अलावा, उन्होंने आधुनिक अंग्रेजी डाक प्रणाली बनाने में मदद की और पहली विश्वसनीय बीमांकिक तालिकाओं को संकलित किया, एक प्रकार के स्पीडोमीटर का आविष्कार किया और रेलवे स्पष्ट का आविष्कार किया।
चार्ल्स बैबेज की जीवनी
लंदन में 26 दिसंबर, 1791 को बेंजामिन बैबेज के परिवार में जन्मे, प्राइड्स बैंक में एक पार्टनर, टेगमाउथ में बिट्टन एस्टेट के मालिक और बेट्सी प्लमली टिप। 1808 में परिवार ने पूर्वी टिग्नमाउथ में पुराने राउडेन हाउस में जाने का फैसला किया, और पिता पास के सेंट माइकल के वार्डन बन गए।
चार्ल्स के पिता एक अमीर आदमी थे, इसलिए वे कई कुलीन स्कूलों में पढ़ सकते थे। 8 साल की उम्र में उन्हें एक खतरनाक बीमारी से उबरने के लिए एक ग्रामीण स्कूल जाना पड़ा। उसके माता-पिता ने फैसला किया कि बच्चे का दिमाग "बहुत कठोर नहीं होना चाहिए था।" बैबेज के अनुसार, "इस महान आलस्य ने उनके कुछ बचकाने तर्कों को जन्म दिया होगा।"
फिर उन्होंने साउथ डेवोन के टोटनेस में किंग एडवर्ड VI ग्रामर स्कूल में प्रवेश लिया,एक संपन्न पब्लिक स्कूल जो आज भी संचालित होता है, लेकिन स्वास्थ्य की स्थिति ने चार्ल्स को कुछ समय के लिए निजी शिक्षकों की ओर रुख करने के लिए मजबूर किया। अंत में वे रेवरेंड स्टीफन फ्रीमैन के नेतृत्व में 30 छात्रों के लिए एक बंद अकादमी में शामिल हो गए। संस्था के पास एक विस्तृत पुस्तकालय था, जिसे बैबेज अपने दम पर गणित पढ़ते थे और उससे प्यार करना सीखते थे। अकादमी छोड़ने के बाद, उनके पास दो और व्यक्तिगत सलाहकार थे। उनमें से एक कैम्ब्रिज का पादरी था, जिसके शिक्षण के बारे में चार्ल्स ने टिप्पणी की: "मुझे डर है कि मैंने वह सब लाभ नहीं उठाया जो मुझे मिल सकता था।" दूसरा ऑक्सफोर्ड का प्रोफेसर था। उन्होंने चार्ल्स बैबेज को क्लासिक्स पढ़ाया ताकि उन्हें कैम्ब्रिज में भर्ती कराया जा सके।
विश्वविद्यालय की पढ़ाई
अक्टूबर 1810 में, बैबेज कैम्ब्रिज पहुंचे और ट्रिनिटी कॉलेज में प्रवेश किया। उनके पास एक शानदार शिक्षा थी - वे लैग्रेंज, लाइबनिज़, लैक्रोइक्स, सिम्पसन को जानते थे और उपलब्ध गणितीय कार्यक्रमों से गंभीर रूप से निराश थे। इसलिए उन्होंने जॉन हर्शल, जॉर्ज पीकॉक और अन्य दोस्तों के साथ एनालिटिकल सोसाइटी बनाने का फैसला किया।
1812 में जब बैबेज कैम्ब्रिज पीटरहाउस में स्थानांतरित हुए, तो वे सर्वश्रेष्ठ गणितज्ञ थे; लेकिन उन्होंने सम्मान के साथ स्नातक नहीं किया। उन्होंने 1814 में बिना परीक्षा दिए, बाद में मानद उपाधि प्राप्त की।
1814 में चार्ल्स बैबेज ने जोर्जियाना व्हिटमोर से शादी की। किसी कारणवश उनके पिता ने उन्हें कभी आशीर्वाद नहीं दिया। परिवार लंदन के 5 डेवोनशायर स्ट्रीट में शांति से रहता था। उनके आठ बच्चों में से केवल तीन ही जीवित बचे थे।वयस्कता तक।
चार्ल्स के पिता, उनकी पत्नी और उनके एक बेटे की 1827 में दुखद मृत्यु हो गई।
कंप्यूटर प्रोजेक्ट
चार्ल्स बैबेज के समय में, गणितीय तालिकाओं की गणना में अक्सर गलतियाँ होती थीं, इसलिए उन्होंने एक नई विधि खोजने का फैसला किया जो इसे यांत्रिक रूप से करेगी, जिससे मानवीय त्रुटि के कारक को समाप्त किया जा सके। यह विचार उनके पास बहुत पहले, 1812 में आया था।
तीन अलग-अलग कारकों ने उनके निर्णय को प्रभावित किया:
- उसे ढिलाई और अशुद्धि पसंद नहीं थी;
- लॉगरिदमिक टेबल उसके लिए आसान थे;
- वह डब्ल्यू. स्किकार्ड, बी. पास्कल और जी. लाइबनिज़ द्वारा गणना मशीनों पर मौजूदा काम से प्रेरित थे।
उन्होंने 1822 की शुरुआत में सर एच. डेवी को लिखे एक पत्र में डिवाइस की गणना के बुनियादी सिद्धांतों पर चर्चा की।
डिफरेंस इंजन
बैबेज ने 14 जून, 1822 को रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी को "डिफरेंस इंजन" नामक एक पेपर में प्रस्तुत किया, जिसका शीर्षक था "एस्ट्रोनॉमिकल एंड मैथमैटिकल टेबल्स की मशीन कैलकुलेशन के अनुप्रयोग पर टिप्पणी"। वह अंतर नामक संख्यात्मक विधि का उपयोग करके बहुपदों की गणना कर सकता था।
सोसायटी ने इस विचार को मंजूरी दी, और 1823 में सरकार ने इसे बनाने के लिए 1,500 पाउंड दिए। बैबेज ने अपने घर के एक कमरे में एक वर्कशॉप बनाई और डिवाइस के निर्माण की देखरेख के लिए जोसेफ क्लेमेंट को काम पर रखा। प्रत्येक टुकड़े को विशेष उपकरणों का उपयोग करके हाथ से बनाया जाना था, जिनमें से कई को उन्होंने स्वयं डिजाइन किया था। चार्ल्स ने बेहतर करने के लिए औद्योगिक उद्यमों की कई यात्राएँ कींविनिर्माण प्रक्रियाओं को समझें। इन यात्राओं और मशीन बनाने के अपने व्यक्तिगत अनुभव के आधार पर, 1832 में बैबेज ने ऑन द इकोनॉमिक्स ऑफ मशीनरी एंड प्रोडक्शन प्रकाशित किया। आज जिसे "उत्पादन का वैज्ञानिक संगठन" कहा जाता है, उसका यह पहला प्रकाशन था।
व्यक्तिगत त्रासदी और यूरोप की यात्रा
चार्ल्स बैबेज के पिता जार्जियाना की पत्नी और उनके नवजात बेटे की मृत्यु ने 1827 में निर्माण कार्य को बाधित कर दिया। काम ने उस पर बहुत बोझ डाला, और वह टूटने के कगार पर था। जॉन हर्शल और कई अन्य दोस्तों ने बैबेज को स्वस्थ होने के लिए यूरोप की यात्रा करने के लिए राजी किया। उन्होंने नीदरलैंड, बेल्जियम, जर्मनी, इटली, विश्वविद्यालयों और कारखानों का दौरा किया।
इटली में, उन्हें पता चला कि उन्हें कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में गणित का लुकासियन प्रोफेसर नियुक्त किया गया है। पहले तो वह मना करना चाहता था, लेकिन दोस्तों ने उसे मना लिया। 1828 में इंग्लैंड लौटने पर वे 1 डोरसेट स्ट्रीट चले गए।
फिर से काम शुरू
बैबेज की अनुपस्थिति के दौरान, डिफरेंस इंजन प्रोजेक्ट आग की चपेट में आ गया। अफवाहें फैल गईं कि उन्होंने सरकारी धन बर्बाद कर दिया है, कि मशीन काम नहीं करती है, और अगर इसे बनाया जाता है तो इसका कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं होगा। जॉन हर्शल और रॉयल सोसाइटी ने सार्वजनिक रूप से इस परियोजना का बचाव किया। सरकार ने 29 अप्रैल, 1829 को £1,500, 3 दिसंबर को £3,000, और 24 फरवरी, 1830 को इतनी ही राशि प्रदान करके अपना समर्थन जारी रखा। काम चलता रहा, लेकिन बैबेज लगातारकोषागार से पैसे निकालने में दिक्कत हो रही थी।
परियोजना का परित्याग
चार्ल्स बैबेज की वित्तीय समस्याएं क्लेमेंट के साथ बढ़ती असहमति के साथ मेल खाती हैं। बैबेज ने अपने घर के पीछे दो मंजिला, 15 मीटर लंबी वर्कशॉप बनाई। उसके पास रोशनी के लिए कांच की छत थी, साथ ही अपनी कार को स्टोर करने के लिए एक अग्निरोधक साफ कमरा भी था। क्लेमेंट ने एक नई कार्यशाला में जाने से इनकार कर दिया और काम की देखरेख के लिए शहर के चारों ओर यात्रा करने के लिए पैसे की मांग की। जवाब में, बैबेज ने सुझाव दिया कि उसे सीधे खजाने से भुगतान किया जाए। क्लेमेंट ने मना कर दिया और परियोजना पर काम करना बंद कर दिया।
इसके अलावा, डिफरेंस इंजन के निर्माण के लिए इस्तेमाल किए गए ब्लूप्रिंट और टूल्स को सौंपने से इनकार कर दिया। £23,000 निवेश करने के बाद, बैबेज के स्वयं के फंड के £6,000 सहित, 1834 में अधूरे उपकरण पर काम बंद हो गया। 1842 में सरकार ने आधिकारिक तौर पर इस परियोजना को छोड़ दिया।
चार्ल्स बैबेज और उनका विश्लेषणात्मक इंजन
डिफरेंस इंजन से दूर, आविष्कारक ने इसके बेहतर संस्करण के बारे में सोचना शुरू किया। 1833 और 1842 के बीच, चार्ल्स ने एक ऐसा उपकरण बनाने की कोशिश की जिसे किसी भी गणना को करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता था, न कि केवल बहुपद समीकरणों से संबंधित। पहली सफलता तब मिली जब उन्होंने आगे के समीकरणों को हल करने के लिए मशीन के आउटपुट को इसके इनपुट पर पुनर्निर्देशित किया। उन्होंने इसे एक ऐसी मशीन के रूप में वर्णित किया जो "अपनी पूंछ खुद खाती है"। विश्लेषणात्मक इंजन के मूल तत्वों को समझने में उन्हें देर नहीं लगी।
चार्ल्स बैबेज के कंप्यूटर ने डेटा दर्ज करने और आवश्यक गणनाओं के क्रम को इंगित करने के लिए जेकक्वार्ड लूम से उधार लिए गए पंच कार्ड का उपयोग किया। डिवाइस में दो भाग होते हैं: एक मिल और भंडारण। एक आधुनिक कंप्यूटर के प्रोसेसर के अनुरूप मिल ने भंडारण से प्राप्त डेटा पर संचालन किया, जिसे मेमोरी माना जा सकता है। यह दुनिया का पहला सामान्य प्रयोजन वाला कंप्यूटर था।
चार्ल्स बैबेज का कंप्यूटर 1835 में डिजाइन किया गया था। काम का पैमाना वास्तव में अविश्वसनीय था। बैबेज और कई सहायकों ने 500 बड़े डिजाइन चित्र, 1,000 यांत्रिक पदनाम पत्रक और 7,000 विवरण पत्रक तैयार किए। पूरी की गई मिल 4.6 मीटर ऊंची और 1.8 मीटर व्यास की थी। 100 अंकों के लिए भंडारण 7.6 मीटर बढ़ाया गया। अपनी नई मशीन के लिए, बैबेज ने केवल छोटे परीक्षण भागों का निर्माण किया। डिवाइस पूरी तरह से कभी पूरा नहीं हुआ था। 1842 में, सरकारी धन प्राप्त करने के बार-बार असफल प्रयासों के बाद, उन्होंने सर रॉबर्ट पील से संपर्क किया। उसने इनकार कर दिया और इसके बजाय उसे नाइटहुड की पेशकश की। बैबेज ने मना कर दिया। उन्होंने वर्षों से डिजाइन को संशोधित और सुधारना जारी रखा।
काउंटेस लवलेस
अक्टूबर 1842 में, एक इतालवी जनरल और गणितज्ञ फेडेरिको लुइगी ने एनालिटिकल इंजन पर एक लेख प्रकाशित किया। ऑगस्टा एडा किंग, काउंटेस ऑफ लवलेस, बैबेज के पुराने मित्र, ने इस काम का अंग्रेजी में अनुवाद किया। चार्ल्स ने सुझाव दिया कि वह अनुवाद की व्याख्या करें। 1842 और 1843 के बीच इस जोड़े ने एक साथ 7 नोट लिखे,जिसकी कुल लंबाई वस्तुओं के वास्तविक आकार की तीन गुना थी। उनमें से एक में, एडा ने एक प्रोग्राम निष्पादन तालिका तैयार की जिसे बैबेज ने बर्नौली संख्याओं की गणना के लिए बनाया था। दूसरे में, उसने एक सामान्यीकृत बीजगणितीय मशीन के बारे में लिखा जो प्रतीकों के साथ-साथ संख्याओं पर भी संचालन कर सकती थी। लवलेस शायद बैबेज के उपकरण के अधिक सामान्य लक्ष्यों को समझने वाला पहला व्यक्ति था, और कुछ लोगों द्वारा इसे दुनिया का पहला कंप्यूटर प्रोग्रामर माना जाता है। उसने एनालिटिकल इंजन का अधिक विस्तार से वर्णन करने वाली एक पुस्तक पर काम करना शुरू किया, लेकिन उसके पास इसे खत्म करने का समय नहीं था।
इंजीनियरिंग का चमत्कार
अक्टूबर 1846 और मार्च 1849 के बीच, बैबेज ने विश्लेषणात्मक इंजन के निर्माण से प्राप्त ज्ञान का उपयोग करते हुए एक दूसरे अंतर इंजन को डिजाइन करना शुरू किया। इसमें केवल 8,000 भागों का उपयोग किया गया था, जो पहले की तुलना में तीन गुना कम था। यह इंजीनियरिंग का चमत्कार था।
विश्लेषणात्मक एक के विपरीत, जिसे उन्होंने लगातार डिबग और संशोधित किया, चार्ल्स बैबेज का दूसरा अंतर इंजन विकास के प्रारंभिक चरण के पूरा होने के बाद नहीं बदला गया था। भविष्य में, आविष्कारक ने उपकरण बनाने का कोई प्रयास नहीं किया।
24 चित्र विज्ञान संग्रहालय के अभिलेखागार में तब तक बने रहे जब तक चार्ल्स बैबेज के विचारों को 1985-1991 में उनके जन्म की 200वीं वर्षगांठ के अवसर पर एक पूर्ण आकार की प्रतिकृति के निर्माण द्वारा साकार नहीं किया गया। डिवाइस का आयाम लंबाई में 3.4 मीटर, ऊंचाई में 2.1 मीटर और गहराई में 46 सेमी था, और इसका वजन 2.6 टन था। सटीकता की सीमा उस समय तक सीमित थी जो उस समय हासिल की जा सकती थी।
उपलब्धियां
1824 में, बैबेज को "गणितीय और खगोलीय तालिकाओं की गणना के लिए एक मशीन के आविष्कार के लिए" रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी का स्वर्ण पदक प्राप्त हुआ।
1828 से 1839 तक बैबेज कैम्ब्रिज में गणित के लुकासियन प्रोफेसर थे। उन्होंने कई वैज्ञानिक पत्रिकाओं के लिए बड़े पैमाने पर लिखा और 1820 में एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी और 1834 में स्टैटिस्टिकल सोसाइटी की स्थापना में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।
1837 में, 8 आधिकारिक ब्रिजवाटर ग्रंथों के जवाब में, "सृष्टि में प्रकट ईश्वर की शक्ति, ज्ञान और अच्छाई पर", उन्होंने नौवां ब्रिजवाटर ग्रंथ प्रकाशित किया, जिसमें थीसिस को आगे रखा गया था कि भगवान, सर्वशक्तिमान और दूरदर्शिता रखने वाले, ने बनाया दैवीय एक विधायक कानून (या कार्यक्रम) का निर्माण करता है जो तब उचित समय पर प्रजातियों का निर्माण करता है, जिससे हर बार एक नई प्रजाति की आवश्यकता होने पर चमत्कार करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। पुस्तक में इस विषय पर जॉन हर्शल के साथ लेखक के पत्राचार के अंश हैं।
चार्ल्स बैबेज ने भी क्रिप्टोग्राफी में उल्लेखनीय परिणाम हासिल किए। उन्होंने ऑटोकी सिफर और साथ ही बहुत कमजोर सिफर को तोड़ा जिसे आज विगेनियर सिफर कहा जाता है। बैबेज की खोज का उपयोग ब्रिटिश सेना द्वारा किया गया था और कुछ साल बाद ही प्रकाशित हुआ था। परिणामस्वरूप, प्रधानता का अधिकार फ्रेडरिक कासिस्की को दे दिया गया, जो कुछ वर्षों बाद उसी परिणाम पर आए।
1838 में, बैबेज ने ट्रैक क्लीयर का आविष्कार किया, एक धातु का फ्रेम जो इंजनों के सामने से जुड़ा हुआ था ताकि पटरियों को साफ किया जा सकेबाधाएं उन्होंने इसाम्बर्ड किंगडम ब्रुनेल के ग्रेट वेस्टर्न रेलवे के कई अध्ययन भी किए।
उन्होंने केवल एक बार राजनीति में प्रवेश करने की कोशिश की, जब 1832 में उन्होंने फिन्सबरी शहर में चुनाव में भाग लिया। मतदान परिणामों के अनुसार, बैबेज ने अंतिम स्थान प्राप्त किया।
गणितज्ञ और आविष्कारक का 18 अक्टूबर, 1871 को 79 वर्ष की आयु में निधन हो गया।
उनके द्वारा बनाए गए कंप्यूटिंग उपकरणों के अधूरे तंत्र के हिस्से लंदन में विज्ञान संग्रहालय में देखने के लिए उपलब्ध हैं। 1991 में, चार्ल्स बैबेज का अंतर इंजन उनकी मूल योजनाओं के आधार पर बनाया गया था, और इसने पूरी तरह से काम किया।
