Die Maschine, über die ich mit Ihnen sprechen werde,
nenne ich die größte Maschine, die nie existierte.
Es war eine Maschine, die nie gebaut wurde,
und dennoch wird sie gebaut werden.
Es war eine Maschine, die entwickelt wurde,
lange bevor jemand über Computer nachdachte.
Wenn Sie irgendetwas über die Geschichte von Computern wissen,
wissen Sie, dass in den 30ern und 40ern
einfache Computer entwickelt wurden,
die die heutige Computerrevolution starteten,
und Sie würden richtig liegen,
außer dass Sie das falsche Jahrhundert hätten.
Der erste Computer wurde tatsächlich
in den 1830ern und 1840ern entwickelt, und nicht im 20. Jh.
Er wurde entworfen, und Teile davon wurden zu Prototypen,
und die Teile, die gebaut wurden,
sind hier in South Kensington.
Diese Maschine wurde von diesem Mann, Charles Babbage, gebaut.
Ich empfinde eine große Sympathie zu Charles Babbage,
denn sein Haar ist immer komplett zerzaust, wie hier
in jedem einzelnen Bild. (Lachen)
Er war sehr wohlhabend und irgendwie
Teil des Adels von Großbritannien,
und an einem Samstagabend in Marylebone
wären Sie, wenn Sie Teil der Intelligenzia dieser Zeit waren,
in sein Haus eingeladen worden
zu einer Soiree. Er lud alle ein:
Könige, den Herzog von Wellington, viele, viele berühmte Personen --
und er hätte Ihnen eine seiner mechanischen Maschinen gezeigt.
Ich vermisse diese Ära wirklich, wo man
auf eine Soiree gehen konnte und einen mechanischen Computer
vorgeführt bekam. (Lachen)
Aber Babbage selbst war
am Ende des 18. Jahrhunderts geboren,
und ein ziemlich berühmter Mathematiker.
Er bekleidete den Posten, den Newton in Cambridge innehatte,
und vor kurzem Stephen Hawking.
Er ist weniger bekannt als die beiden,
weil er diese Idee hatte, mechanische Rechengeräte zu bauen
und niemals eines baute.
Der Grund dafür liegt darin, dass er ein klassischer Nerd war.
Bei jeder guten Idee dachte er:
"Das ist genial, ich werde das gleich bauen.
Ich werde dafür ein Vermögen ausgeben. Ich habe eine bessere Idee.
Ich arbeite an dem hier." (Lachen)
Er tat dies, bis Sir Robert Peel, damals Premierminister,
ihn aus seinem Wohnsitz in der Downing Street rausschmiss,
und in jenen Tagen bedeutete "rausschmeißen":
"Ich wünsche Ihnen einen guten Tag, Sir." (Lachen)
Die Sache, die er entwarf, war dieses Ungeheuer,
die analytische Maschine. Nur um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben,
dies ist eine Ansicht von oben.
Jeder dieser Kreise ist ein Rädchen, ein Stapel von Zahnrädern,
und dieses Ding ist so groß wie eine Dampflok.
Während ich den Vortrag halte, sollten Sie sich
diese gigantische Maschine vorstellen. Wir hörten diese wunderbare Klänge,
so wie diese Sache geklungen haben mag.
Und ich werde Sie durch die Architektur des Computers führen
-- deshalb heißt es Rechnerarchitektur --
und Ihnen von dieser Maschine berichten, die ein Computer ist.
Reden wir über den Speicher.
Er ist dem Speicher heutiger Computer sehr ähnlich,
bis darauf, dass alles aus Metall bestand,
stapelweise Zahnräder, 30 Zahnräder hoch.
Stellen Sie sich so ein Objekt voller Zahnräder vor,
hunderte und hunderte von ihnen,
und es standen Zahlen auf ihnen.
Es ist eine dezimale Maschine. Alles geschieht dezimal.
Er dachte über ein binäres System nach.
Das Problem daran war, dass die Maschine so hoch gewesen wäre,
dass es lächerlich gewesen wäre. Sie ist schon so enorm.
Er hat also einen Speicher.
Der Speicher ist dieser Teil hier.
Sie sehen es alle.
Dieses Monstrum hier ist die CPU, der Chip, wenn Sie möchten.
Natürlich ist sie so groß.
Komplett mechanisch. Diese ganze Maschine ist mechanisch.
Dies ist ein Bild eines Prototyps für einen Teil der CPU,
das sich im Wissenschaftsmuseum befindet.
Die CPU konnte die vier grundlegenden arithmetischen Funktionen ausführen --
also Addition, Multiplikation, Subtraktion, Division --
ein ziemliches Kunststück in Metall,
aber sie konnte auch etwas, das ein Computer
im Gegensatz zu einem Rechenautomat konnte:
Sie konnte ihren eigenen internen Speicher betrachten und eine Entscheidung treffen.
Sie konnte das "Wenn -- dann" für Basic-Programmierer ausführen
und das machte sie im Wesentlichen zu einem Computer.
Sie konnte berechnen. Sie konnte nicht nur kalkulieren. Sie konnte mehr.
Halten wir nun eine Minute inne
und denken an aktuelle Chips, dann können wir nicht
in einen Silizium-Chip hineinschauen. Er ist einfach so winzig.
Doch wenn ja, würden Sie etwas sehen,
was diesem sehr, sehr ähnlich ist.
Eine unglaubliche Komplexität in der CPU,
und eine unglaubliche Regelmäßigkeit im Speicher.
Wenn Sie jemals ein Bild von einem Elektronenmikroskop gesehen haben,
sehen Sie dies. Das alles sieht gleich aus,
dann gibt es diesen Teil hier drüben, der so unglaublich kompliziert ist.
Dieser Zahnradmechanismus führt dasselbe wie ein Computer aus,
aber natürlich muss man das Ding programmieren, und klar,
Babbage verwendete die damalige Technologie,
die in den 50ern, 60ern und 70ern wieder auftauchen würde,
nämlich Lochkarten. Dieses Ding hier
ist einer von drei Lochkartenlesern,
und dies ist ein Programm im Wissenschaftsmuseum,
nicht weit von hier, erstellt von Charles Babbage,
das sich hier befindet -- schauen Sie es sich an --
darauf wartend, dass die Maschine gebaut wird.
Und es gibt nicht nur eins davon, es gibt viele von ihnen.
Er bereitete Programme vor, in der Erwartung, dass dies passieren würde.
Sie verwendeten Lochkarten, weil Jacquard
in Frankreich den Jacquard-Webstuhl geschaffen hatte,
der diese unglaublichen Muster, durch Lochkarten gesteuert, webte.
Er wendete die damalige Technologie neu an
und wie alles andere, was er tat, nutzte er die Technologie
seiner Zeit, also Mitte des 19. Jh., Zahnräder, Dampf,
mechanische Geräte. Ironischerweise im gleichen Jahr geboren
wie Charles Babbage war Michael Faraday,
der alles komplett revolutionieren sollte
mit dem Dynamo, Transformatoren, allerlei Dingen.
Natürlich wollte Babbage bewährte Technologie verwenden,
wie Dampf und so.
Nun brauchte er Zubehör.
Er hatte jetzt einen Computer.
Er hatte Lochkarten, einen CPU und Speicher.
Er benötigte Zubehör.
Man kann es nicht einfach herbeizaubern.
Also zunächst einmal hatte man Ton. Man hatte eine Glocke,
wenn also etwas schief lief -- (Lachen) --
oder die Maschine Wartung benötigte,
konnte sie eine Glocke läuten. (Lachen)
Es gibt sogar eine Anweisung auf der Lochkarte,
die besagt: "Glocke läuten". Stellen Sie sich dieses "Ding!" vor.
Stellen Sie sich nur mal kurz all diese Geräusche vor:
"Klick Klack Klick Klick Klack",
Dampfmaschine, "Ding!" (Lachen)
Natürlich benötigen Sie auch einen Drucker, jeder braucht einen Drucker.
Dies ist eigentlich ein Bild des Druckmechanismus
für eine andere Maschine namens Differenzmaschine Nr. 2,
die er nie baute, aber das Wissenschaftsmuseum
tat es in den 80ern und 90ern.
Ein völlig mechanischer Drucker.
Er druckt nur Zahlen, weil Babbage von Zahlen besessen war,
aber er druckt auf Papier, und er macht sogar Zeilenumbrüche.
Wenn man also ans Zeilenende kommt, springt er so um.
Außerdem benötigt man Grafiken, richtig?
Wenn man irgendetwas mit Grafik zu tun hat,
meinte er: "Ich brauche einen Plotter. Ich habe ein großes Stück Papier
und einen Kugelschreiber und kann es ausdrucken. "
Also entwarf er auch einen Plotter,
und an diesem Punkt hatte er
eine ziemlich gute Maschine.
Da kommt diese Frau, Ada Lovelace.
Stellen Sie sich diese Soireen mit all den hohen Tieren vor.
Diese Dame ist die Tochter des verrückten, schlechten
und gefährlichen Lord Byron,
und ihre Mutter, etwas besorgt darüber, dass sie etwas
von Lord Byrons Wahnsinn und Schlechtigkeit geerbt haben könnte,
dachte: "Ich weiß die Lösung: Mathematik ist die Lösung.
Wir werden ihr Mathematik beibringen. Das wird sie beruhigen."
(Lachen) Denn natürlich
war noch nie ein Mathematiker verrückt geworden,
also ist doch alles paletti. (Lachen)
Alles wird gut. Sie erhielt also eine mathematische Ausbildung
und geht zu einer dieser Soireen mit ihrer Mutter,
und Charles Babbage holt seine Maschine raus.
Der Herzog von Wellington ist auch da,
Babbage holt die Maschine heraus und führt sie vor,
und sie kapiert sie. Zu seinen Lebzeiten ist sie die einzige Person,
die sagte: "Ich verstehe, wie das geht
und ich verstehe die Zukunft dieser Maschine."
Und wir verdanken ihr eine Unmenge, denn wir wissen
eine Menge über die Maschine, die Babbage zu bauen plante,
ihretwegen.
Manche Leute nennen sie den ersten Programmierer.
Das hier ist aus einem Aufsatz, den sie übersetzte.
Dieses Programm ist in einem bestimmten Stil geschrieben.
Es ist historisch nicht ganz exakt, dass sie die erste Programmiererin war,
und tatsächlich tat sie etwas viel Erstaunlicheres.
Statt nur ein Programmierer zu sein,
sah sie etwas, das Babbage nicht sah.
Babbage war völlig besessen von Mathematik.
Er baute eine Maschine, um Mathematik zu machen,
und Lovelace sagte: "Du könntest mehr machen als Mathematik
auf diesem Computer." Das machen Sie nämlich.
Jeder hier im Raum hat bereits einen Computer bei sich,
genau jetzt, ein Handy nämlich.
Wenn Sie in das Telefon hineinschauen, ist jedes einzelne Ding in diesem Telefon
oder Computer oder jeder anderen Rechenmaschine
Mathematik. Es sind im Grunde alles Zahlen.
Ob Video, Text, Musik oder Sprache, es sind alles Zahlen,
allem zugrunde laufen mathematische Funktionen ab,
und Lovelace sagte: "Nur, weil du
mit mathematischen Funktionen und Symbolen arbeitest,
heißt das nicht, dass diese Dinge nicht
andere Dinge in der realen Welt, wie z. B. Musik darstellen können."
Dies war ein großer Sprung, weil Babbage damals sagte:
"Wir könnten erstaunliche Funktionen berechnen,
Tabellen ausdrucken und Graphen zeichnen," (Lachen)
und Lovelace war da und sagte: "Schau,
dieses Ding könnte sogar Musik komponieren,
wenn man ihm eine numerische Darstellung von Musik beibringt."
Ich nenne das daher Lovelaces Sprung.
Man kann sagen, dass sie programmierte, was sie tat,
aber das Wichtigste war: Sie sagte, dass die Zukunft
viel, viel mehr als dies sein wird.
Heute, hundert Jahre später, kommt dieser Kerl daher,
Alan Turing, 1936, und erfindet den Computer ganz neu
Nun war natürlich Babbages Maschine völlig mechanisch.
Turings Maschine war völlig theoretisch.
Beide näherten sich aus einer mathematischen Sicht,
aber Turing erzählte uns etwas sehr wichtiges.
Er legte die mathematischen Grundlagen
für Informatik und meinte:
"Es spielt keine Rolle, wie man einen Computer baut."
Es spielt keine Rolle, ob der Computer mechanisch ist,
wie der von Babbage, oder elektronisch, wie das Computer heute sind
oder vielleicht in der Zukunft, Zellen, oder auch
wieder mechanisch, wenn wir zur Nanotechnologie kommen.
Wir könnten zur Maschine von Babbage zurückgehen
und sie einfach winzig machen. All diese Dinge sind Computer.
In gewisser Weise gibt es eine Computer-Essenz.
Das nennt man die Church-Turing-These.
Und daher gibt es plötzlich eine Verbindung und stellt fest:
Diese von Babbage gebaute Sache war wirklich ein Computer.
In der Tat konnte sie alles tun, was wir heute
mit Computern tun, nur wirklich langsam. (Lachen)
Um Ihnen eine Vorstellung zu geben, wie langsam:
Sie hatte etwa 1 kB Speicher.
Sie verwendete Lochkarten, die eingespeist wurden,
und lief rund 10 000 mal langsamer als der erste ZX81.
Sie hatte ein RAM-Paket.
Sie konnten bei Bedarf einfach zusätzlichen Speicher hinzufügen.
(Lachen) Also, wohin bringt uns das heute?
Es gibt Pläne.
Drüben in Swindon, im Archiv des Wissenschaftsmuseums,
gibt es Hunderte von Plänen und Tausende von Notizen
über diese Rechenmaschine von Charles Babbage.
Eine davon ist eine Reihe von Plänen, die wir Plan 28 nennen,
und das ist auch der Name einer Wohltätigkeitsorganisation,
die ich mit Doron Swade gründete, Computerwesen-Kurator
am Wissenschaftsmuseum, und auch derjenige,
der das Projekt des Baus der Differenzmaschine vorantrieb.
Unser Plan ist es, sie zu bauen.
Hier in South Kensington bauen wir die analytische Maschine.
Das Projekt besteht aus mehreren Teilen.
Einer war das Einscannen von Babbages Archiv.
Das wurde erledigt. Der zweite ist jetzt das Studium
all dieser Pläne, um zu bestimmen, was zu bauen ist.
Der dritte Teil ist eine Computer-Simulation dieser Maschine,
und der letzte Teil ist, sie physisch im Wissenschaftsmuseum zu bauen.
Nach ihrem Bau werden Sie endlich verstehen, wie ein Computer funktioniert,
denn statt eines winzigen Chips vor Ihnen
schauen Sie dieses riesige Ding an und sagen:
"Ah, ich sehe, wie der Speicher arbeitet, ich sehe den CPU-Betrieb,
ich höre sie arbeiten. Wahrscheinlich rieche ich, wie sie arbeitet." (Lachen)
Aber dazwischen machen wir eine Simulation.
Babbage selbst schrieb, er sagte,
sobald die Rechenmaschine existiert,
wird sie sicherlich den künftigen Kurs der Wissenschaft lenken.
Natürlich baute er sie nie, denn er tüftelte immer
an neuen Plänen herum, aber als sie gebaut wurde,
in den 1940ern Jahren, verändert das alles.
In diesem Video gebe ich Ihnen einen kleinen Vorgeschmack,
wie es in Bewegung aussieht.
Das Video zeigt nur die Arbeit eines Teils des CPU-Mechanismus.
Das sind nur drei Sätze von Zahnrädern,
und da kommt mehr hinzu. Dies ist der Addiermechanismus
in Aktion, stellen Sie sich diese gigantische Maschine vor.
Also, geben Sie mir fünf Jahre.
Noch vor 2030 haben wir es.
Vielen Dank. (Beifall)