Charles Babbage

Stich von Charles Babbage am 1. Mai 1833 im Mechanics’ Magazine

Charles Babbages Unterschrift

Modellnachbau der Analytical Engine

Differenzmaschine Nr. 1 von Charles Babbage von 1832 im Science Museum London

Charles Babbage (* 26. Dezember 1791 in Walworth, Grafschaft Surrey, England; † 18. Oktober 1871 in London) war ein englischer Mathematiker, Philosoph, Erfinder und Politischer Ökonom. Babbage initiierte zahlreiche wissenschaftliche und soziale Reformen und ist vor allem für die von ihm entwickelte Rechenmaschine Analytical Engine bekannt. Diese gilt als Vorläufer des modernen Computers. 1854 gelang ihm als Erstem die Entzifferung einer Vigenère-Chiffre. Nach Babbage sind der Asteroid (11341) Babbage und der Mondkrater Babbage benannt.

Leben

Charles Babbage, Daguerreotypie von Antoine Claudet, zwischen 1847 und 1851

Babbage 1871 in der London Illustrated News (zugrunde liegendes Foto 1860)

Der aus zwei alten Familien aus Devonshire stammende Babbage begann im Jahr 1810 ein Studium am Trinity College in Cambridge; Schwerpunkte waren Mathematik und Chemie. 1812 gründete er zusammen mit John Herschel die Analytical Society, deren Ziel die Reformierung der britischen Mathematik und die Verbreitung fortschrittlicher Methoden vom europäischen Festland (wie etwa des Leibnizschen Differentialkalküls) war. 1814 machte er seinen Abschluss am Peterhouse in Cambridge. Am 2. Juli desselben Jahres heiratete er Georgiana Whitmore.

Im Jahre 1815 hielt Babbage eine Vorlesungsreihe über Astronomie an der Royal Institution, am 14. März 1816 ernannte man ihn für seine Verdienste auf dem Gebiet der Mathematik zum Mitglied der Royal Society und 1817 erreichte er den Magister der Philosophie. Am 26. Januar 1820 wurde er auch zum Fellow der Royal Society of Edinburgh. Im gleichen Jahr gründete Babbage zusammen mit John Herschel und George Peacock die Royal Astronomical Society, deren Schriftführer er bis 1824 wurde. Erster Präsident wurde Sir William Herschel, Babbage wurde am 18. Februar 1824 zum Vizepräsidenten gewählt. Am 18. November 1823 wählte man Babagge zum Ehrenmitglied der Society of Art for Scotland.

Bis 1822 hatte Babbage ein funktionierendes Modell einer Rechenmaschine (zur Erstellung fehlerfreier Zahlentafeln) fertiggestellt. Mit Unterstützung der britischen Regierung begann 1823 die Arbeit an der difference engine no. 1.

1826 veröffentlichte Babbage eine Schrift, in der er das Geschäft mit Lebensversicherungen mit Hilfe von Sterbetabellen auf eine statistische Grundlage stellte. Er erkannte die Abhängigkeit der Sterblichkeit von der sozialen Klasse und schlug deshalb vor, für die unteren Schichten andere Sterbetafeln als für die oberen Schichten zu verwenden.

Nach dem Tod des Vaters Benjamin Babbage (1753–1827) (wodurch Charles Babbage zu einem Erbe kam, welches ihm für den Rest seines Lebens ein sicheres Auskommen garantierte) und dem Ableben zweier Söhne und der Ehefrau innerhalb von sieben Monaten, trat er 1827 eine einjährige Europareise durch die Niederlande, Deutschland, Österreich und Italien an. Unter anderem bestieg er dabei den Krater des damals aktiven Vesuvs, traf mehrere Mitglieder der Familie Bonaparte, untersuchte den Serapistempel in Pozzuoli und besuchte Alexander von Humboldt in Berlin. Nach seiner Rückkehr war er bis 1834 politisch aktiv und unterstützte mit mäßigem Erfolg mehrere liberale Lokalpolitiker.

Babbage wurde 1828 Professor für Mathematik am Lucasischen Lehrstuhl für Mathematik an der Universität Cambridge (bis 1839), hielt aber keine Vorlesungen. Sein Bericht Reflections on the decline of science in England, and on some of its causes von 1830, in denen sich seine Unzufriedenheit mit dem Zustand der Royal Society widerspiegelte, führte 1831 zur Gründung der British Association for the Advancement of Science.

Sein Buch On the Economy of Machinery and Manufactures erschien 1832. Dieses ist eine Analyse der Technologie und Organisation des Industriekapitalismus seiner Zeit, in der er unter anderem über die Senkung von Lohnkosten durch die Aufspaltung ganzheitlich-zusammenhängender Arbeit in mehrere, insgesamt weniger anspruchsvolle Tätigkeiten schrieb, was heute auch als „Babbage-Prinzip“ bekannt ist. Im selben Jahr wurde ein erstes Modul der difference engine aus etwa 2.000 von insgesamt projektierten 25.000 Teilen durch den Feinmechaniker Joseph Clement fertiggestellt. 1832 wurde Babbage in die American Academy of Arts and Sciences gewählt.

Im Jahr 1833 begann er die Arbeit an der analytical engine auf eigene Kosten. 1834 gründete er die Gesellschaft für Statistik in London.

1842 stellte die britische Regierung das Projekt difference engine no.1 endgültig ein, 1846 beendete Babbage die Entwicklung der analytical engine. Ab 1847 arbeitete er an detaillierten Plänen für eine difference engine no.2 (bis etwa 1849), die mit bedeutend weniger Bauteilen als no.1 auskam.

1854 gelang Babbage als Erstem die Entzifferung einer Vigenère-Chiffre, indem er beschrieb, wie man den passenden Schlüssel aus dem chiffrierten Text filtert. Er veröffentlichte sein Verfahren jedoch nie, so dass Wissenschaftler auf seine Erkenntnisse erst nach seinem Tod aufmerksam wurden.

Ehrungen

1824 wurde er mit der Goldmedaille der Royal Astronomical Society ausgezeichnet. 1830 wurde er zum auswärtigen Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften ernannt. Im Dezember 1832 wurde er als auswärtiges korrespondierendes Mitglied in die Russische Akademie der Wissenschaften aufgenommen. 1832 wurde Babbage die Ritterstufe des Guelphen-Ordens verliehen.

In Anerkennung seiner Verdienste in der Versicherungsmathematik wurde er Ehrenmitglied des Institutes der Actuarien, das Mitte des 19. Jahrhunderts in Österreich-Ungarn vom Verein für volkswirthschaftlichen Fortschritt gegründet wurde.

Nach Babbage sind der Asteroid (11341) Babbage und der Mondkrater Babbage benannt.

Zitate

„Eines Abends saß ich in den Räumen der Analytischen Gesellschaft in Cambridge, den Kopf in einer Art Wachtraum auf den Tisch gestützt und eine Logarithmentafel aufgeschlagen vor mir. Ein anderes Mitglied kam in den Raum, sah mich im Halbschlaf, und rief: ‚Babbage sag, wovon träumst du?‘, worauf ich erwiderte: ‚Ich denke daran, dass all diese Tafeln (worauf ich auf die Logarithmen deutete) von einer Maschine berechnet werden könnten‘.“

Wissenschaftliches Werk

On the economy of machinery and manufactures, 1835

Babbage entwickelte mit der difference engine und der analytical engine zwei mechanische Rechenmaschinen, von denen er zu Lebzeiten zwar kein funktionstüchtiges Exemplar fertigstellen konnte, deren letztere aber als Vorläufer des modernen Computers gilt. Seine Interessen und Aktivitäten gehen aber weit über die Pionierleistung auf diesem Gebiet hinaus.

Seine unter dem Titel Economy of machinery and manufactures erschienene Analyse des Fabrikkapitalismus wurde eine wichtige Quelle für Karl Marx, der dieses Buch umfassend rezipierte und zitatenweise in seinem Werk Das Kapital verwendete. Nach Babbage ist das Babbage-Prinzip benannt, das sich mit der Senkung von Lohnkosten befasst.

Er stellte das Lebensversicherungsgeschäft auf eine mathematische Grundlage, beschäftigte sich mit Kryptologie, der Navigation von Unterwasserfahrzeugen und stellte eine Theorie zur Gletscherbildung auf. Zu seinen zahlreichen Erfindungen neben den Rechenmaschinen gehört angeblich auch ein Augenspiegel (Ophthalmoskop), den er unabhängig von Helmholtz entwickelt haben soll, und ein an der Stirnseite von Lokomotiven befestigter Schienenräumer, der „Kuhfänger“. Ebenso erkannte er, dass die Breite des Jahresringes eines Baumes vom Wetter beeinflusst wird und somit Rückschlüsse auf das Klima vergangener Zeiten zulässt.

Der Anlass zur Entwicklung von Rechenautomaten war für den Mathematiker Babbage die mangelnde Zuverlässigkeit numerischer Tabellen mathematischer Funktionen, die damals z. B. für die Schiffsnavigation erstellt wurden und bei deren Berechnung häufig Fehler auftraten. Er ging dieses Problem mit den Methoden der Industrialisierung an: Teilung der Arbeit in Einzelschritte (Algorithmisierung) und deren Übertragung auf Maschinen (Automatisierung). Er wusste durch die Verfahren des Franzosen Gaspard de Prony, der nach der Französischen Revolution beauftragt worden war, mathematische Tafeln im neuen Dezimalsystem zu berechnen, dass auch solche geistig-intellektuellen Aufgaben wie manuelle Tätigkeiten durch Arbeitsteilung effektiv organisiert werden können. Babbage nahm sich zum Ziel, auch den zweiten Schritt zu vollziehen und Maschinen zu konstruieren, die die Arbeitsschritte automatisch ausführen.

Seine Rechenmaschine wurde von Luigi Federico Menabrea beschrieben und in englischer Übersetzung von Ada Lovelace, der Tochter von Lord Byron, mit Anmerkungen versehen. Beide Schriften gelten als frühe Pionierwerke zur Programmierung. Lovelace erkannte, dass die analytical engine nicht nur als Rechenmaschine verwendet werden könnte. Ihre unter dem Kürzel A.A.L. publizierte Beschreibung mit ausführlichen Anmerkungen erhielt in wissenschaftlichen Kreisen Anerkennung und enthielt die Darstellung eines Algorithmus zur Berechnung von Bernoulli-Zahlen.

Sonstiges

Charles Babbages Difference Engine wurde zu seinen Lebzeiten nie fertig. Erst zwischen 1989 und 1991 wurde im Londoner Science Museum die Difference Engine No. 2 funktionsfähig nachgebaut. Später haben auch Bastler diese Maschine mit modernen, präzisen Spielzeugbausätzen wie Lego und Meccano nachgebaut.

Britische Forscher begannen 2011 mit Hilfe von Babbages Entwürfen auch die analytical engine in einem auf zehn Jahre berechneten Projekt nachzubauen und damit auf ihre Funktionstüchtigkeit zu prüfen.

Babbage beschäftigte sich 1830 in „Reflections on the Decline of Science in England“ mit wissenschaftlichem Betrug. Er fasste zusammen, wie Forschungsresultate geschönt werden mittels

• Trimming (Nivellieren von Unregelmäßigkeiten);
• Cooking (Zitieren von Ergebnissen, die zu einer Theorie passen; Weglassen von Ergebnissen, die der Theorie widersprechen);
• Forging (Erfinden aller Forschungsergebnisse, die in gängige Lehrmeinungen eingepasst oder auf ein erwünschtes Ziel hin dargestellt werden; das Fälschen mit der Absicht längerfristiger Täuschung unterscheidet er zusätzlich zum Hoax).

Im Jahre 1854 schlug er eine Verbesserung von Leuchttürmen vor. Um eine Verwechslung untereinander bzw. mit zufälligen Lichtsignalen zu verhindern, sollte jeder Leuchtturm seine Nummer mittels codierter Lichtsignale anzeigen (z. B. für die Nummer 243: zwei, vier und drei Lichtblitze, jeweils unterbrochen von einer kurzen Pause).

Charles Babbage vermachte sein Gehirn der Wissenschaft. Es ist heute in einem Glas neben dem Nachbau seiner Maschinen im Science Museum in London ausgestellt.

Babbage hatte eine besondere Leidenschaft für Feuer. So verweilte er bei 130 °C für einige Minuten in einem Ofen. Außerdem ließ er sich auf seiner Europareise in den Krater des Vesuv abseilen, um die geschmolzene Lava zu betrachten.

Ihm zu Ehren ist der Charles Babbage Award der IEEE Computer Society benannt.

Schriften (Auswahl)

• On Machinery for Calculating and Printing Mathematical Tables. London, Edinburgh 1822. 
• A Comparative View of the Various Institutions for the Assurance of Lives. J. Mawman u. a., London 1826 (Digitalisat).
  • deutsche Ausgabe: Charles Babbage's vergleichende Darstellung der verschiedenen Lebens-Versicherungs-Gesellschaften. Landes-Industrie-Comptoir, Weimar 1830. 
• Reflections on the Decline of Science in England and on some of its Causes. B. Fellowes u. a., London 1830 (Digitalisat).
• On the Economy of Machinery and Manufactures. Charles Knight, London 1832 (Digitalisat).
  • deutsche Erstausgabe: Ueber Maschinen- und Fabrikenwesen. Stuhrsche Buchhandlung, Berlin 1833. 
  • deutsche erweiterte und redigierte Ausgabe: Die Ökonomie der Maschine. Erweiterte und redigierte Fassung auf Grundlage der Übersetzung von G. Friedenberg aus dem Jahr 1833. Kulturverlag Kadmos, Berlin 1999, ISBN 3-931659-11-9.
• A Word to the Wise. R. Clay, London 1833 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 19. Oktober 2021]). 
• Observations on the Temple of Serapis at Pozzuoli, near Naples; with Remarks on certain Causes which may produce Geological Cycles of great Extent. 1834
• The Ninth Bridgewater Treatise. A Fragment. John Murray, London 1837 (Digitalisat).
• The Exposition of 1851; or, Views of the Industry, Science, and Government of England. Murray, London 1851. 
• Passages from the Life of a Philosopher. Longman, Green, Longman, Roberts & Green, London 1864 (Autobiographie; Digitalisat).
  • deutsche Ausgabe: Passagen aus einem Philosophenleben. Kulturverlag Kadmos, Berlin 1997, ISBN 3-931659-07-0.
• Henry Babbage (Hrsg.): Babbage’s calculating engines. Being a collection of papers relating to them, their history, and construction. E. and F. N. Spon, London 1889, (Cambridge University Press, Cambridge 2010, ISBN 978-1-108-00096-3).
• Philip Morrison, Emily Morrison (Hrsg.): Charles Babbage and his calculating engines. Selected writings by Charles Babbage and others. Dover Publications, New York NY 1961.

Literatur

• Harry W. Buxton: Memoir of the life and labours of the late Charles Babbage Esq. F.R.S. (= The Charles Babbage Institute reprint series for the history of computing. 13). MIT Press u. a., Cambridge u. a. 1988, ISBN 0-262-02269-9.
• John M. Dubbey: The mathematical work of Charles Babbage. Cambridge University Press, Cambridge u. a. 1978, ISBN 0-521-21649-4.
• Norman T. Gridgeman: Babbage, Charles. In: Charles Coulston Gillispie (Hrsg.): Dictionary of Scientific Biography. Band 1: Pierre Abailard – L. S. Berg. Charles Scribner’s Sons, New York 1970, S. 354–356. 
• Anthony Hyman: Charles Babbage. Pioneer of the Computer. Oxford University Press, Oxford 1984.
• Anthony Hyman: Charles Babbage. 1791–1871. Philosoph, Mathematiker, Computerpionier. Klett-Cotta, Stuttgart 1987, ISBN 3-608-93095-7.
• Kurt Jäger, Friedrich Heilbronner: Lexikon der Elektrotechniker. 2., überarbeitete und ergänzte Auflage. VDE, Berlin u. a. 2010, ISBN 978-3-8007-2903-6, S. 33.
• Evelyne Keitel: Lyrik, Inzest und die Liebe zur Mathematik: Ein schwieriges Erbe für Lord Byrons Töchter. In: Luise F. Pusch (Hrsg.): Töchter berühmter Männer: Neun biographische Portraits (= Insel TB. 979). Frankfurt am Main 1988, ISBN 3-458-32679-0, S. 155–208, hier: S. 168–176.
• Denis Roegel: A reconstruction of Charles Babbage’s table of logarithms (1827). 2010 (hal.inria.fr PDF).

Weblinks

Commons: Charles Babbage – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wikisource: Charles Babbage – Quellen und Volltexte

• Literatur von und über Charles Babbage im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• John J. O’Connor, Edmund F. Robertson: Charles Babbage. In: MacTutor History of Mathematics archive (englisch).
• Eintrag zu Babbage; Charles (1791–1871); Mathematician im Archiv der Royal Society, London
  • Autoren-Profil in der Datenbank zbMATH
• Charles Babbage. In: B. V. Bowden (Hrsg.) Faster Than Thought. A Symposium on Digital Computing Machines. Pitman & Sons, 1953, S. 7–18 (Textarchiv – Internet Archive).
  • Abbildung der Differenzmaschine. In: B. V. Bowden (Hrsg.): Faster Than Thought. S. 29 (Textarchiv – Internet Archive – Ziffern sind besser zu erkennen).
• deutschlandfunk.de, Kalenderblatt, 26. Dezember 2016, Mathias Schulenburg: Erfinder der ersten modernen Rechenmaschine
• Artikel von/über Babbage, Charles im Polytechnischen Journal
• Science Museum London: Charles Babbage (englisch)
• Garry Tree: Charles Babbage's Contributions to Statistics. (PDF) 1990, abgerufen am 19. Oktober 2021 (englisch). 
• Wolfgang Burgmer: 26.12.1791 - Geburtstag von Charles Babbage WDR ZeitZeichen vom 26. Dezember 2016. (Podcast)
• Charles Babbage Eintrag bei der Königlichen Akademie der Wissenschaften und Schönen Künste von Belgien

Videos

• 300 Jahre Mechanische Intelligenz. Von Rechenmaschinen und Denkfabriken. KITopen 2019, (doi:10.5445/IR/1000118108). Beitrag zum Wissenschaftsjahr der Künstlichen Intelligenz 2019. Text: Christian Vater, Kamera, Schnitt & Animation: Christoph Bertolo.