Charles BABBAGE

Inventeur de la Machine à Différences etde la Machine Analytique

26 décembre 1791 Walworth road, Londres, Angleterre - 18 octobre 1871 London, Angleterre

Mathématicien anglais

Par C. Schaefs – 1ère graduat Informatique – eicw

Portrait

http://www.fourmilab.ch/babbage/figures/babbage.jpg

Babbage à l’âge de 40 ans

Sommaire

Biographie

Education

Machine à Différences n°1

Rencontre avec Augusta Ada Byron

Machine Analytique

Machine à Différence n°2

Biographie

26 décembre 1791 : naissance probable au 44 Crosby Row, Walworth Road, Londres, Angleterre.Octobre 1810 : il entre au Trinity College, Cambridge1812 : il entre à Peterhouse, Cambridge1812 : il fonde la Société Analytique. Les membres sont, entre autre, George Peacock et John Herschel.1813 : première publication de Babbage et Herschel : « Mémoires de la Société Analytique »1814 : diplômé de Peterhouse, Cambridge25 juillet 1814 : mariage avec Georgiana Whitmore à l’église St. Michael (Teignmouth, Devon)1815 : ils déménagent au 5 Devonshire Street, Portland Place, Londres.1816 : traduction en langue anglaise de « Traité de calcul différentiel et intégral » de Sylvestre Lacroix par Babbage, Peacock et Herschel. Il est élu membre de la Société Royale de Londres.1820 : il est élu membre de la Société Royale d’Edinburgh – Il fonde la Société Royale d’Astronomie.Entre 1819 et 1822 : construit un petit modèle expérimental de la machine à différences.14 juin 1822 : il présente son invention à la Société Royale d’Astronomie et dans un article intitulé «Note on the application of machinery to the computation of astronomical and mathematical tables ».1823 : reçoit une subvention de 1500 livres du gouvernement . Il commence la construction d’une grande machine à différences qu’il pense terminer dans les 3 ans. En fait, elle ne sera jamais complétée.13 juillet 1823 : reçoit la médaille d’or de l’Astronomical Society pour le développement de sa machine.1827 : mort de sa femme Georgiana, de son pére et d’un de ses enfants. Il voyage sur le continent. 1828 : il déménage au 1 Dorset Street, Manchester Square, LondresDe 1828 à 1839 : il occupe une chaire de mathématiques à Cambridge. 1833 : il rencontre Augusta Ada Byron1834 : il débute son travail sur la machine analytique. Il fonde la Société de Statistiques.Octobre 1846 - mars 1849 : conçoit une seconde machine à différences.18 octobre 1871 : mort de Charles Babbage à Londres.

Naissance

Charles Babbage est probablement né au 44 Crosby Row, Walworth Road, Londres, Angleterre,

le 26 décembre 1791.

Sa mère se nommait Betsy Plumleigh Babbage et son père se nommait Benjamin Babbage (un banquier)

http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Babbage.html

Naissance

La naissance de Babbage fut enregistrée à

Saint Mary Newington

le 6 janvier 1792.

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Education

Souffrant de problèmes de santé et de fortes fièvres, le jeune Charles Babbage fut envoyé dans le Devonshire. Le curé de l’école d’Alphington s’en occupa.

Son père, banquier, était assez riche pour lui offrir des études dans des écoles privées.

Il suivit des cours dans une académie à Forty Hill, Enfield, Middlesex, sous la supervision du Révérend Stephen Freeman.

Il se découvrit une passion pour les mathématiques mais détestait la littérature classique. Il bénéficia de l’aide d’un tuteur d’Oxford afin d’acquérir le niveau nécessaire pour entrer à l’université.

Les Années Cambridge

Il entra en octobre 1810 au Trinity College à Cambrigde et en 1812 à Peterhouse, Cambridge. Mais il n’était pas satisfait de l’enseignement de Cambridge.

Avec John Herschel, George Peacock et quelques autres, Babbage fonda The Analytical Society afin de promouvoir les mathématiques continentales et de réformer les mathématiques de Newton enseignées à cette époque.

En 1813, Babbage et Herschel sortirent la première des publications de l’Analytical Society : « Memoirs of the Analytical Society ».En 1816, Babbage, Herschel et Peacock traduirent en langue anglaise le « Traité de calcul différentiel et intégral » de Sylvestre Lacroix et ils publièrent «Examples to the Differential and Integral Calculus” en 1820.

En 1814, Babbage reçu un diplôme honorifique de Peterhouse (B.A.).

Il se maria le 25 juillet 1814 avec Georgiana Whitmore et ils partirent s’installer à Londres, 5 Devonshire Street, Portland Place en 1815.

En 1816, il fut proclamé membre, à 24 ans, de la Royal Society of London. En 1820, il est élu membre de la Royal Society of Edinburgh. Il joua un rôle déterminant dans la création de l’Astronomical Society en 1820, qui devint plus tard la Royal Astronomical Society.

Dans les années 1812, Babbage s'aperçoit que les tables de calculs mathématiques comportent beaucoup d'erreurs.

En 1819, ses idées devinrent plus précises et il pensa à construire une machine qui pourrait exécuter le travail en utilisant la méthode des différences. Entre 1819 et 1822, il construit un petit modèle expérimental de la machine à différence.

A partir de 1823, il commence les travaux sur un grand modèle de machine à différences.

Babbage fit des expériences avec Herschel sur le magnétisme en 1825.

De 1828 à 1839, Babbage occupa un poste élevé dans l’enseignement des mathématiques à Cambridge. Il joua également un rôle important dans la mise en place de l'Association for the Advancement of Science and the Statistical Society (qui devint plus tard la Royal Statistical Society).

En 1834, il inventa le principe du moteur analytique, la base de tout ordinateur moderne.

Machine à Différences n°1

Machine à Différences No1 de Charles Babbage,

c 1830s.

http://www.scienceandsociety.co.uk/

Babbage commença à construire une petite machine à différence en 1819 et il la termina en 1822.

Il annonça son invention dans un article « Note on the application of machinery to the computation of astronomical and mathematical tables » qui fut lu à la Royal Astronomical Society le 14 juin 1822.

Babbage envisageait une machine capable d’imprimer les résultats obtenus mais cela n’existait pas encore lors de la parution de l’article. Un assistant devait écrire les résultats obtenus.

La société approuve ce projet et demande au gouvernement britannique de lui accorder une bourse de £1500 en 1823.

La Machine à Différences :Comment ça marche ?

Le principe en est simple. Il est basé sur la constatation que la Nème différence d’un polynôme de degré N est constante. Pour être plus concret, prenons par exemple la suite des cubes :

0 - 1 - 8 - 27 - 64 - 125 - 216 - 343

les différences sont 1 - 7 - 19 - 37 - 61 - 91 - 127

puis 6 - 12 -18 - 24 - 30 - 36

puis 6 - 6 - 6 - 6 - 6

On peut ainsi, en remontant, et de proche en proche, calculer les valeurs de n’importe quel polynôme, et , par conséquent , de n’importe quelle fonction (grâce aux développements limités) uniquement avec des additions, opérations faciles à mécaniser.

L’objectif de la machine à différences était de sortir directement des tables, sans intervention humaine. Un dispositif d’impression était joint à cet effet.

http://febcm.club.fr/invente/babbage.htm

Construction de laMachine à Différences n°1

Débute alors la construction de cette machine qui ne sera jamais complétée. Il y eut deux problèmes. Premièrement, la friction occasionnée par les embrayages du temps faisait problème et la vibration était également un problème constant. Deuxièmement, Babbage modifiait également la conception de son projet de façon constante. En 1833, le gouvernement avaient déboursé £17000 pour le projet et Babbage y avait mis £6000 sans aucun résultat satisfaisant.En 1834, il débute son travail sur la machine analytique.De 1834 à 1842, le gouvernement ne pris pas de décision quant à continuer ou abandonner le projet. En 1842, le gouvernement de Robert Peel y mit un terme.

Machine à Différence No 1,1824-1832.

Découpe des rouages Machine à Différence No 1,

1824-1832.

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1833 : Rencontre avec Augusta Ada Byron

Le 5 juin 1833 Ada rencontre Charles Babbage lors d’un dîner chez Mary Sommerville, femme remarquable qui avait traduit en anglais les travaux de Laplace et écrit elle-même un traité d’astronomie.

Elle fut très impressionnée par le mathématicien et dès le 21 juin elle se rendit avec sa mère à l’une des soirées qu’organisait régulièrement le savant.

Il lui expliqua en détails le fonctionnement de sa machine à différences.

Machine Analytique

Machine Analytique 1834-1871

Cartes perforéespour la machine analytique

1834-1871

Babbage commença à y travailler en 1834 et ne cessa de la perfectionner jusqu'à sa mort.Il s’agit d’une machine beaucoup plus ambitieuse : machine universelle programmée sur cartes perforées, montrant plusieurs caractéristiques des ordinateurs : Mémoire (store), unité de calcul (mill), registre et entrée des données par carte perforée. Elle était conçue pour réaliser automatiquement des suites d'opérations enchaînées, arithmétique ou algébrique, sur mille nombres de 50 chiffres à la fois.

Elle aurait eu la taille d’une petite locomotive ( 6,1*3,4*1,8 m) et aurait fonctionné à la vapeur. Cette machine ne fut jamais construite faute d’argent, sinon un élément du « mill ».

Lors de sa visite à Turin en 1840, il discuta de ses idées avec des mathématiciens dont l’italien Ménébrea. Il publia un article décrivant cette machine en octobre 1842. En 1843, Ada Lovelace, fille de Byron et collaboratrice estimée de Babbage qui l’appelait « Enchantress of numbers » , traduisit l’article en langue anglaise et le compléta en y ajoutant des notes. Elles décrivaient en détail une méthode pour calculer les nombres de Bernoulli avec la machine.

Dessins

Plan de la machine analytique, 1840 Plan de la machine à Différence No 2, 1847.

Correspondance

Lettres envoyées par la Duchesse de Somerset à Charles Babbage (moitié du 19ème siècle).

Machine à Différences n°2

D’octobre 1846 à mars 1849, Babbage conçut une machine à Différences n°2. Elle bénéficiait d’améliorations issues de sa machine analytique, et dont il donnera les plans au gouvernement anglais en 1852. Elle ne donna lieu à aucun début de construction avant 1985, quand fut entreprise la construction de la machine présentée au Science Museum en 1991, suivant fidèlement le dossier de Babbage et qui fonctionne parfaitement (sans le dispositif d’impression qui n’a pas été réalisé). Elle pèse 3 tonnes, mesure 2,1*3,4*0,5 m et compte 4000 pièces.

Machine à Différences No 2, 1991.

Machine à Différences n°2 :l’Impression

Vue de l’imprimante de la machine à Différence No 2, 2002.

Impression provenantde la machine à Différence No 2, 2002.

Tête d’impression de la machineà Différence No 2, 2000

http://www.scienceandsociety.co.uk

Ses Autres Inventions

Babbage fut un esprit universel et un grand inventeur.

Parmi ses inventions, on trouve un système de monitoring des rails de chemin de fer, un système de communication optique avec les bateaux , un ophtalmoscope, un système d’éclairage de théâtre, une plume pour dessiner des pointillés, un «camper», préfiguration de notre camping car, des chaussures munies de volets articulés pour marcher sur les eaux, un système de communication par câble aérien. Il proposa aussi un sous-marin à air comprimé, une cloche de plongée, un automate jouant au morpion, un altimètre, un sismographe, un coronographe, un système pour attraper les vaches, une monnaie décimale pour le Royaume Uni.

Il a aussi prévu l’épuisement du charbon, préconisant l’utilisation de l’énergie des marées. Il eut aussi une grande influence dans la renaissance de l’enseignement scientifique en Angleterre .

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Principales Publications

Ses principales publications sont :

• A Comparative View of the Various Institutions for the Assurance of Lives (1826)

• Table of Logarithms of the Natural Numbers from 1 to 108.000 (1827)

• Reflections on the Decline of Science in England (1830)

• Reflections on the Economy of Machinery and Manufactures (1832)

• Ninth Bridgewater Treatise (1837)• l'autobiographique Passages from the Life of a

Philosopher (1864).

Charles Babbage est enterré au

cimetière Kensal Green,

Harrow RoadLondon W10 4RAAngleterre

Malgré tous ses travaux, l'impossibilité technique de réaliser ses machines à calculer ainsi que le manque de volonté du gouvernement à soutenir son travail, laissèrent Babbage bien amer dans ses années de déclin.

Bien que Babbage n'ait jamais pu réaliser un ordinateur mécanique opérationnel, ses concepts ont été validés et un ordinateur conçu selon ses plans fut réalisé.

Il mourut dans sa maison de Dorset Street à Londres le 18 octobre 1871.

Rubrique Nécrologique du Times

http://www.aam314.vzz.net/Babbage.html

Réponses à l’Editeur du Times

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Ligne du Temps

1790 1800 1810 1820 1830 1840 1860 1870 1880

Naissance26 décembre 1791

Mort18 octobre 1871

1810Trinity College

Cambridge

1814diplômé dePeterhouse,CambridgeSe marie

RencontreAda5 juin 1833

1812Fonde

l’Analytical Society

1791 - 1871

80

14/6/1822Explique leconcept dela machine àdifférencesSociété Royaled’Astronomie

1834Débute son travail sur la machine analytiqueFonde la Société de Statistiques

1846-1849 :travaille surla machine àdifférencesn°2

400

1816Traduction : Traité de calcul différentiel et

intégral de S. LacroixMembre de la Société Royale de Londres

1820Fonde laSociété Royaled’AstronomieMembre de la société Royaled’Edinburgh

1813Mémoire

de laSociété

Analytique 1823constructionMachine à différences n°1

1827 : mort de sa femme

1828 : déménage 1 Dorset Street

1828-1839 : chaire de mathématique à Cambridge

1850

201815Déménageà Londres

Links

http://www.aam314.vzz.net/Babbage.html

Charles Babbage Institute :http://www.cbi.umn.edu/index.html

Fédération des Equipes Bull : http://febcm.club.fr/invente/babbage.htm

Science & Society Picture Library : http://www.scienceandsociety.co.uk

Science Museum : http://www.sciencemuseum.org.uk/index.asp

The MacTutor History of Mathematics archive :http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/index.html