domingo, diciembre 18, 2011

CHARLES BABBAGE, EL VICTORIANO QUE INVENTÓ EL ORDENADOR




A principios del siglo XIX un singular matemático y filósofo inglés ideó algo que sin duda alguna iba a cambiar la historia de la humanidad: el primer aparato capaz de hacer cálculos matemáticos automáticamente. Era la máquina diferencial que más tarde tendría una versión mejorada con la máquina analítica. Los primeros ordenadores de la historia. Ninguno de estos dos artilugios se pudo terminar por la dificultad del proyecto para la época, pero Charles Babbage (1791-1871) siempre quedará en los anales como el hombre que teorizó y creó el concepto moderno de la informática más de cien años antes de que se inventasen los primeros ordenadores. Un excéntrico genio visionario cuya aportación obviamente ha sido enorme.


“Nadie pudo sospechar a comienzos del siglo XIX que en algún lugar de Inglaterra una mente infinitamente superior a la nuestra estaba estudiando la posibilidad de que una máquina pudiese calcular y así librar a la humanidad de la pesada función de hacer complicadas operaciones matemáticas. Estudiando todo minuciosamente y paso por paso, lenta, pero inexorablemente aquel hombre estaba concibiendo una máquina prodigiosa que iba a resultar una de las mayores invenciones de la humanidad”. Así hubiese descrito H.G Wells el comienzo de la historia de la máquina diferencial y de Charles Babbage, un hombre cuya vida y obra bien parece estar sacada de una novela de ciencia ficción del siglo XIX o de una fantasía que actualmente denominaríamos steampunk, pero fue cierta. Charles Babbage matemático, ingeniero, inventor y pensador británico inventó el primer ordenador, aunque jamás pudiese terminar sus dos prototipos diferentes creados por él. Una enorme mente privilegiada en el cuerpo de un genio excéntrico que fue capaz de ver el futuro y que es considerado hoy día el padre teórico de la informática. Escasamente conocida tanto su figura como su obra, es de justicia el recordar su singular e importantísima aportación a la historia de la humanidad así como su curiosa trayectoria científica con diversos inventos. 

Charles Babbage nació el 26 de diciembre de 1791 en Londres en el seno de una familia acomodada. Su padre, banquero,  tenía varios negocios y propiedades y esto le permitió ofrecer una esmerada educación al joven Charles, que asistió a varios colegios primarios debido a que tenía que interrumpir frecuentemente su curso escolar debido a su delicada salud. No obstante, tuvo también varios tutores particulares. Babbage siempre consideró que sus enfermedades infantiles le permitieron alcanzar sesudos razonamientos a una edad temprana. Hacia los diez años, Babbage asistió a una pequeña academia en el condado de Devon tras abandonar la escuela Rey Eduardo VI en la localidad de Totnes, al sur de Devon donde había una nutrida biblioteca en donde el joven charles tuvo acceso a varias lecturas, en especial a tratados matemáticos que cimentaron su amor por los números. Tras abandonar dicha academia tuvo dos tutores privados que se encargaron de su educación secundaria, el segundo un tutor de Oxford que le enseñó filosofía y pensamiento y literatura clásica (Babbage ya era un genio de las matemáticas). Para entonces los Babbage se habían trasladado a la localidad de Teignmouth, Devon.  

En 1810 con 19 años Charles Babbage ingresó en Cambridge para estudiar ciencias exactas en el Trinity College, pero no le gustó nada lo que allí se enseñaba. Él y otros alumnos estaban profundamente influidos por el pensamiento del matemático y filósofo alemán Gottfried Leibniz (1646-1716) y en 1812 fundó en Cambridge la Sociedad Analítica junto con John Herschel, George Peacock  y otros para promover y defender el cálculo analítico de  Leibniz, que era el que se enseñaba en Europa continental en oposición al cálculo newtoniano, que era el predominante en Gran Bretaña.  Babbage se graduó en 1812 aunque sin honores; dos años más tarde obtendría una titulación honorífica sin examen.  Tras casarse en 1814 con Georgiana Withmore se trasladó a la mansión de Dudmaston hall, propiedad de la familia de su esposa y poco después a Londres.

La idea del cálculo mecánico, en los albores de la revolución industrial donde muchas cosas se empezaban a hacer con pesadas máquinas, surgió en los días de Cambridge. Se cuenta que en 1812 Babbage se encontraba en la sede de la sociedad Analítica revisando unas tablas de logaritmos y advirtió que estas contaban con bastantes errores, entonces se preguntó ¿por qué el cálculo de logaritmos no podrías ser hecho por una máquina, como estas hacen otras cosas? Al parecer, Babbage conocía una experiencia previa en Francia en donde el gobierno galo editó tablas de logaritmos calculadas por una serie de matemáticos que se encargaban de las primeras fases de las operaciones mientras que el cálculo restante (suma y resta) era realizado por ochenta máquinas que podían hacer esas operaciones. En aquel entonces cualquier tabla numérica o matemática era calculada por personas (matemáticos) que recibían el nombre de “computadores”, aunque esto acarrease que dichas tablas contuviesen errores humanos. Babbage creía que con los adelantos de la ciencia a comienzos del siglo XIX era posible hacer grandes cálculos mecánicos más allá de las sumas y restas y que era posible construir máquinas para tal  efecto que además reducirían o anularían el margen de error. De hecho, ya a principios del siglo XVII Blaise Pascal inventó la primera calculadora mecánica que sumaba y restaba, la Pascalina, y a finales de dicho siglo Leibniz creó la Máquina de Leibniz, que además de sumar y restar podía multiplicar y dividir. Solo era cuestión de crear unas máquinas de calcular más perfectas y potentes. De ese modo, Babbage consiguió fabricar máquinas calculadoras a vapor que funcionaban correctamente y que en cierto modo funcionaban como una computadora moderna con una memoria, unas instrucciones operativas y un funcionamiento basado en el lenguaje binario desarrollado por Leibzn. Sin embargo,  se requería de una empresa más ambiciosa: poder calcular funciones polinómicas de manera automática, ya que las máquinas anteriores creadas por Babbage solo podían hacer las operaciones básicas.



 Reconstrucción de la máquina diferencial

 
En 1822 comenzó a trabajar en una máquina para tal función basándose el método de las diferencias finitas. Previamente, el ingeniero y matemático se documentó in situ de los procesos industriales de fabricación de piezas para construir las partes de esta máquina en un taller improvisado en su casa con varios operarios. Se inició entonces la construcción del primer prototipo del artilugio al que llamó máquina diferencial, que jamás logró terminar pese ha haber recibido una generosa financiación del gobierno de Gran Bretaña. Ya en 1827, extenuado por el esfuerzo y deprimido por la muerte de su esposa y de uno de sus hijos, interrumpió su construcción y se dedicó a viajar por Europa para aprender nuevos procesos de manofacturación. En 1828 regresó a Inglaterra trató de retomar el proyecto aunque el recelo del gobierno británico era mayúsculo. La financiación prosiguió hasta principios de 1830 pero no se consiguió casi ningún adelanto en parte debido a los problemas con el supervisor de las obras, Joseph Clemens, que no recibía adecuadamente su paga. Las ayudas oficiales cesaron y en 1834 se canceló definitivamente el proyecto de la primera máquina diferencial. De haberse concluido, hubiese pesado 15 toneladas y hubiese medido más de 2 metros de altura. Hoy día los fragmentos de la primera máquina diferencial están en el Museo de Historia de la Ciencia de Oxford, mientras que una reconstrucción a partir de los diseños de Babbage se halla en el Science Museum de Londres.

Pese a los sinsabores, Babbage no se rindió y tras el fracaso de la máquina diferencial (que hubiese sido revolucionaria de haberse concluido) comenzó a pensar en seguida en una nueva máquina mejorada con respecto al proyecto anterior. La máquina analítica, como la comenzó a llamar su creador, sería una máquina para cálculos complejos cuya principal diferencia con respecto a la máquina diferencial sería que podía ser programada previamente por una persona mediante tarjetas de cartón perforadas que contuviesen las órdenes dadas en lenguaje binario. Estas tarjetas se colocaban en al máquina y ella solo hacía el cálculo ordenado en el programa.  En otras palabras, Babbage estaba inventando la programación informática. El sistema de las tarjetas perforadas fue creado en 1801 por Joseph Marie Jacquard para el telar de su invención: mediante tarjetas con filas de agujeros  en donde cada fila (dispuesta de manera diferente) correspondía una fila de un diseño para textil un telar podía realizar diferentes patrones según el programa de tarjetas perforadas que se le colocase. En el caso de la máquina analítica, las tarjetas contendrían los resultados de operaciones previamente computadas. Esta máquina podría hacer cualquier tipo de cálculo y no solo polinómico.  En 1835 concluyó el diseño de la máquina analítica, que resulto un armatoste aún mayor que al máquina diferencial. Babbage, al igual que con el anterior aparato jamás llegó a terminar su nuevo ingenio, tanto por falta de financiación como por conflictos con su ingeniero supervisor.

Ada Lovelace, la primera programadora

 Durante los años 830 y principios de los 840, Charles Babbage intentó hacer modificaciones y mejoras en su proyecto y fabricar piezas del mismo, pero los avances eran escasos.  En 1842 entra en escena Ada Lovelace (1815-1852), una joven intelectual y escritora con un talento genial para las matemáticas, hija ilegítima de Lord Byron (nacida Augusta Ada Byron, más tarde conocida como Augusta Ada King, condesa de Lovelace). Lady Lovelace desde su adolescencia en los años 830 admiraba el trabajo y obra de Babbage y mantenía correspondencia con él. Su maestro sentía también admiración por ella y su extraordinaria mente, sus habilidades como escritora y sobre todo por sus increíbles dotes matemáticas, llegándola a otorgar el sobrenombre de “la encantadora de los números”. Lovelace tradujo del francés una memoria del matemático italiano futuro primer ministro de Italia Luigi Menabrea sobre una conferencia que Babbage dio en Turín sobre la máquina analítica a la que añadió varias notas y comentarios propios que resultaron más largos que la propia memoria. En ellos incluyó, además de una compelta descripción sobre el funcionamiento y capacidades de la máquina, un método algorítmico para calcular una secuencia de números Bernoulli con la máquina que puede ser considerado el primer programa para una máquina así como el escrito de Lady Lovelace anticipó el concepto teórico del software. Obviamente  este primer programa jamás se pudo aplicar al no haberse podido concluir la máquina analítica, pero de haber existido la máquina, el programa funcionaría correctamente.   

Entre 1846 y 1849, Babbage trató de diseñar una versión mejorada de la máquina diferencial, pero jamás inició su construcción debido a la total falta de fondos. En 1991 el Science Museum de Londres construyó dos prototipos de la segunda máquina diferencial (uno se encuentra en dicho museo y el otro en el Computer History Museum de California) siguiendo los planos originales y con materiales de principios del siglo XIX. Estos modelos fueron probados y llegaron a funcionar realizando cálculos con resultados de 31 dígitos. Con la cancelación del proyecto de la segunda máquina diferencial concluyen los intentos y experimentos de Babbage con la primitiva informática. Hay que decir que gran parte de su pensamiento y concepciones sobre la computación y la primitiva informática estaban influenciadas por su peculiar idea religiosa de Dios como “programador” de leyes divinas atemporales y universales.  

 Reconstrucción de la máquina analítica


A parte de su trabajo e investigación con la máquina diferencial y la máquina analítica, Charles Babbage se interesó por campos como la astronomía creando una máquina capaz de calcular tablas astronómicas y matemáticas. Este trabajo le reportó en 1824 la Medalla de Oro de la Royal Astronomical Society. Entre 1828 y 1839 ejerció de profesor de matemáticas en Cambridge y fue muy activo en la vida investigadora de la Universidad, publicando varios artículos en revistas científicas y fundando allí las Sociedades Astronómica y Estadística. También cultivó la criptografía creando un sistema que fue utilizado durante un tiempo por el ejército británico. Entre sus invenciones también destacan el “cow-catcher” (1838), el armazón de metal situado en la parte frontal de las locomotoras para alejar los obstáculos, y un prototipo de oftalmoscopio (1847) cuatro años antes de que fuese patentado el primer modelo de Helmholtz y que jamás vio la luz.  En el campo de la economía estableció el llamado “principio de Babbage” en el cual afirmaba las bondades de la división de trabajo en donde los trabajos mas cualificados debían ser ejecutados por los trabajadores más aptos ya que según él muchos trabajadores cualificados hacían trabajos por debajo de    sus capacidades, y que por consiguiente debían recibir mucho mejor salario que los trabajos realizados por trabajadores con menos habilidades.  Este principio inspiró el taylorismo y fue duramente criticado por Marx influyendo la antítesis de esta idea poderosamente en el pensamiento de Marx. Babbage también se embarcó en pintorescas andanzas como la realización de un estudio matemático sobre las causas de la ruptura de los cristales de una fábrica (rotos en su mayoría por “borrachos, niños y mujeres”) o en la campaña contra los aros de los niños que según el rompían las piernas de los caballos.   

De los cuatro hijos supervivientes de Babbage (llegó a tener hasta ocho) destacó como figura pública Benjamin Herschel (1815-1878) ingeniero, político, científico y explorado. Charles Babbage falleció en Londres el 18 de junio de 1871 a los 79 años. La mitad de su cerebro se encuentra conservada en el Real Colegio de Cirujanos de Londres y la otra mitad en el Sciencie Museum. Charles Babbage, padre teórico de la informática, creador de los conceptos de memoria, programa, la estructura del Hardware, cálculo informático y programación (esto último en colaboración con Ada Lovelace) fue sin duda el hombre que lo empezó todo en el mundo de la informática. Un adelantado a su tiempo que pudo cambiar el mundo en plena época victoriana pero al que el faltó dinero y fortuna para culminar sus invenciones, los primeros ordenadores de la historia. No se sabe que hubiese ocurrido en el mundo científico de haber culminado sus invenciones en el siglo XIX, pero posiblemente la historia hubiese avanzado por otro camino y hoy en día quien sabe a donde hubiésemos llegado.   

  

3 comentarios:

  1. Anónimo9:33 p. m.

    esta muy bueno y muy interesante admiro mucho lo que charles hizo

    ResponderEliminar
  2. Anónimo2:31 a. m.

    charles babbage cambio la humanidad.

    ResponderEliminar