Бэбидж саркастически замечал, что Астрономическое общество, конечно, само может решать, что делать со своими публикациями, но очевидно, невозможно найти более расточительного пути компенсации труда государственных служащих, чем создать обсерваторию и расчетный центр для составления и печатания астрономических таблиц единственно с целью получения макулатуры.
Бэбидж — профессор Люкасовской кафедры Кембриджского университета (1829)
Вступив в конфликт с руководством Королевского общества, Бэбидж неоднократно испытывал на себе его недоброжелательное отношение. Так, в 1826 г. одна из должностей секретаря Королевского общества оказалась вакантной. Волластон и ряд других руководителей общества и Совета предлагали, чтобы на эту должность был назначен Бэбидж. Ему лично это назначение импонировало еще и потому, что должность старшего секретаря в это время занимал его друг Гершель. С этим предложением согласился и президент общества Г. Дэви (1778— 1829), о чем он сказал Гершелю, и Бэбидж уехал из Лондона в полной уверенности, что получил новое назначение. Но вскоре Дэви созвал внеочередной Совет для обсуждения отчета казначея. После того как рассмотрение отчета казначея было закончено, Дэви заявил, что имеется вакансия секретаря, которую необходимо заполнить. Волластон спросил Дэви, есть ли у него кандидатура на эту должность, в полной уверенности, что тот назовет Бэбиджа. Дэви ответил утвердительно и назвал кандидатуру Чилдрена. Бэбидж впоследствии отмечал, что будучи президентом Дэви не должен был так поступать, так как он уже обещал Гершелю назначить Бэбиджа. И хотя на заседании Совета присутствовали многие известные ученые, ни один из них не решился, возразить президенту. Спустя несколько лет, в 1830 г. Бэбидж издал работу «Об упадке науки в Англии» [40], где, в частности, обвинял Дэви в финансовых операциях, в результате которых тот присвоил несколько сот фунтов стерлингов из фондов Королевского общества.
В, 1828 г. Бэбидж был избран профессором математики Люкасовской кафедры Кембриджского университета. Люкасовская кафедра в Тринити-колледже в Кембридже была основана в 1663 г. на средства, пожертвованные Генри Люкасом. Первым профессором этой кафедры был видный математик (известен также как филолог и теолог) И. Барроу (1630—1677), вторым — И. Ньютон.
Спустя много лет Бэбидж отмечал, что избрание на эту кафедру было единственной честью, которой он удостоился в собственной стране. Он считал, что избрание объясняется интересом, который вызвала его работа над вычислительной машиной.
За 11 лет пребывания в должности профессора Бэбидж не прочел' ни одной лекции в университете, стремясь как можно больше внимания уделять разработке вычислительных машин. Но кафедра все же отнимала некоторое время, поэтому в 1839 г. Бэбидж оставляет весьма почетную должность, чтобы полностью посвятить себя работе над вычислительными машинами.
Глава третья
Разностная машина Бэбиджа
Исходные положения для разработки разностной машины
В начале работы над вычислительными машинами большое впечатление на Бэбиджа произвело, как организовал работу при составлении таблиц французский ученый Г. Прони (1755—1839).
Французское правительство в связи с введением метрической системы в измерение длин, весов и т. п. стремилось внедрить принцип десятичности в самые различные области, в частности, была сделана попытка ввести деление окружности не на 360°, а на 400 частей, т. е. каждый квадрант делить не на 90°, а на 100 частей, а каждую сотую цасть квадранта — не на 60, а также на 100 частей. Для такой перестройки требовалось пересчитать громадное число таблиц, в основном, тригонометрических и связанных с ними логарифмических. Кроме того, для перехода на метрическую систему нужно было составить много вспомогательных таблиц.
Правительство Франции поставило перед математиками задачу подготовить необходимые таблицы на высоком научном уровне и в достаточно короткие сроки. Руководить сложными и трудоемкими расчетами было поручено Г. Прони. Он относился к прогрессивно мыслящим ученым, считал необходимым сближение естественных наук с практикой, выступал с критикой «кабинетных ученых». Прони был в числе первых преподавателей Парижской Политехнической школы и вел там занятия с конца' 1794 г. Труды Прони по прикладной механике содействовали улучшению постановки научных исследований в стенах Политехнической школы и высокому уровню работ ее выпускников. Его собственные работы способствовали развитию так называемого «индустриального» направления в механике.
В дальнейшем Прони активно участвовал в работах по введению метрической системы мер. В 1795 г. он был назначен одним из двенадцати комиссаров, на которых возлагалась вся работа по подготовке и введению метрической системы. В число комиссаров входили такие известные ученые, как Лагранж, Лаплас, Монж и др. Кроме того, Прони был членом Бюро долгов. Его подпись стоит под такими документами как «Протокол о сравнении метров» (26 июня 1806 г.), «Протокол о сравнении килограммов» и «Окончательный метр» (8 января 1805 г.) и др. [100].
Вспоминая начало работы над таблицами, Прони отмечал: «Я отдался этому со всем жаром, на который был способен, и занимался вначале общим планом работ. При любых условиях я хотел обязательно использовать большое число вычислителей, и мне скоро пришло на ум применить при создании этих таблиц разделение труда, которое в промышленности достигло больших высот благодаря сочетанию удачного использования рабочей силы о экономией затрат и времени» (цит. по: [85, с. 316]).
Прони с самого начала понял, что для составления таблиц прежними методами с помощью нескольких сотрудников ему не хватит жизни.
Однажды в одной из книжйых Лавок он увидел прекрасное издание работы Адама Смита (1723—1790) «Исследование о природе и причинах богатства народов». Смит, рассматривая мануфактуру как типичную форму предприятия, приписывал решающую роль в развитии производительных сил мануфактурному разделению труда. Именно это поразило Прони в книге Смита. Тут же в лавке Прони раскрыл книгу и начал ее читать. В первой же главе обсуждался вопрос о разделении труда и в качестве примера приводилось производство булавок. Прони, не отрываясь, прочитал первые параграфы этой работы и задумался над тем, как использовать разделение труда для расчета новых логарифмических таблиц.
В это время Прони читал в Политехнической школе лекции по анализу, в частности разделы, связанные с интерполяцией. Он хотел уяснить для себя, как применить в расчетах разделение труда и как при этом использовать интерполяционные методы. Чтобы побыть наедине и привести в порядок все возникшие соображения, Прони на несколько дней уехал в деревню. В Париж он возвратился с отчетливыми планами и идеями, которые начал немедленно воплощать в жизнь. Все, что он делал, — необычно, и его деятельность произвела глубокое впечатление на научные круги Парижа.
В то время в Париже были две вычислительные мастерские, в которых производили одни и те же расчеты для взаимной проверки. Прони реорганизовал все расчетное дело. Все вычислители из двух мастерских, к которым он прибавил еще ряд нанятых им работников, были разделены на три группы. В первую группу входило пять-шесть крупных математиков, которые исследовали различные аналитические выражения, чтобы подобрать функцию, удобную для числовых расчетов. Естественно, подобранная функция должна была наилучшим образом соответствовать той функции, таблицы которой составлялись. Эта группа фактически не была связана с непосредственной вычислительной работой, и получением необходимых формул ее работа заканчивалась. После этого данные, полученные первой группой направляли во вторую группу.
В нее входило девять-десять лиц, достаточно хорошо владевших математикой. Их задача состояла в преобразовании формул, полученных от первой группы, к виду, удобному для работы с числами. Кроме того, вторая группа вычисляла значение функций для аргументов, отстоящих друг от друга на пять или десять интервалов. Подсчитанные ими значения входили в окончательную таблицу в качестве основных. Работа второй группы требовала хороших математических знаний.