De machine waarover ik ga praten,
is volgens mij de prachtigste machine die nooit heeft bestaan.
Ze werd nooit gebouwd
en zal toch worden gebouwd.
Het was een machine die werd ontworpen
lang voordat iemand aan computers dacht.
Als je iets kent van de geschiedenis van computers,
dan weet je dat in de jaren 30 en 40
eenvoudige computers werden gemaakt.
Daarmee begon de computerrevolutie die we vandaag kennen.
Je zou gelijk hebben
behalve dan dat je je van eeuw vergist.
De eerste computer werd ontworpen
tussen 1830 en 1840 en niet tussen 1930 en 1940.
Van delen ervan werden prototypes gemaakt,
en die staan hier
in South Kensington.
Die machine werd gebouwd door deze man, Charles Babbage.
Nu heb ik een grote affiniteit met Charles Babbage
omdat zijn haar altijd nogal in de war is
op elke afbeelding. (Gelach)
Hij was een zeer rijk man,
lid van de Britse aristocratie.
Als je op een zaterdagnacht in Marylebone
deel uitmaakte van de toenmalige intelligentsia,
werd je bij hem thuis uitgenodigd
voor een soiree — en hij nodigde iedereen uit:
koningen, de hertog van Wellington, vele, vele beroemde mensen —
en hij zou je zijn mechanische machines hebben getoond.
Ik mis de tijd toen je
op een soiree nog een mechanische computer
aan het werk kon zien. (Gelach)
Maar Babbage zelf werd geboren
aan het einde van de 18e eeuw
en was een vrij beroemd wiskundige.
Hij bekleedde de leerstoel die ook Newton in Cambridge bekleed had
en onlangs nog Stephen Hawking.
Hij is minder bekend dan die twee
omdat hij het idee had om mechanische apparaten te ontwerpen
maar er nooit een maakte.
De reden waarom hij er nooit een voltooide, kwam doordat hij een klassieke nerd was.
Telkens als hij een goed idee had, dacht hij:
"Dat is briljant, ik ga dat ding bouwen.
Ik geef er een fortuin aan uit. Ik heb een beter idee.
Dan begin ik daar maar aan." (Gelach)
Hij ging ermee door tot Sir Robert Peel, toen eerste minister,
hem eigelijk buitenzette uit Downing Street 10.
Buitenzetten ging in die tijd zo:
"Ik heet u goede dag, meneer." (Gelach)
Zijn ontwerp was dit gedrocht hier,
'the analytical engine'. Om je er een idee van te geven,
zie je het hier van bovenaf.
Al deze cirkels zijn tandwielen, hopen tandwielen.
Dit ding is zo groot als een stoomlocomotief.
Probeer je je deze gigantische machine voor te stellen.
We hoorden net deze prachtige geluiden
van hoe dit ding zou hebben geklonken.
Ik leid jullie door de architectuur van de machine
— vandaar de naam computerarchitectuur —
en vertel wat over deze machine, een computer.
Laten we het hebben over het geheugen.
Het lijkt op het geheugen van een computer van vandaag,
behalve dat het helemaal van metaal gemaakt was,
hopen tandwielen, een stapel van 30 hoog.
Stel je een ding van tandwielen voor,
honderden en honderden,
met cijfers erop.
Het is een decimale machine.
Hij heeft eraan gedacht ze binair te laten werken,
maar dan zou de machine belachelijk groot zijn uitgevallen.
Ze is nu al enorm.
Hij had dus al een geheugen:
dit onderdeeltje hier.
Zo ziet het er allemaal uit.
Dit gedrocht hier is de centrale verwerkingseenheid, de chip, zeg maar.
Zo groot.
Deze hele machine is mechanisch.
Dit is een prototype van een deel van de centrale verwerkingseenheid
dat in het Science Museum is te vinden.
De centrale verwerkingseenheid kon de vier basisbewerkingen van de rekenkunde aan --
optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, delen.
Dat was al een hele prestatie in metaal,
maar ze zou ook iets kunnen doen dat alleen een computer kan,
maar een rekenmachine niet: deze machine
kan naar zijn eigen intern geheugen kijken en een besluit nemen.
Het 'als...dan' voor BASIC-programmeurs.
Dat maakte er fundamenteel een computer van.
De machine kon berekenen, niet enkel rekenen. Ze kon meer.
Laten we dat even vergelijken
met de chips van vandaag.
In een siliciumchip kunnen we niets zien. Gewoon te klein.
Maar als je het deed, zou je iets zien
dat erg vergelijkbaar is met dit.
De centrale verwerkingseenheid is ongelooflijk complex,
en het geheugen is ongelooflijk regelmatig.
Zo ziet het eruit op een elektronenmicroscoopbeeld.
Het ziet er allemaal hetzelfde uit.
Maar dit hier ziet er ongelooflijk ingewikkeld uit.
Dit tandwielmechanisme doet alles wat een computer doet.
Je moet het natuurlijk programmeren.
Babbage gebruikt uiteraard de technologie van toen.
Ook de technologie die rond de jaren 60 opgang maakte:
ponskaarten. Dit ding hier
is één van drie ponskaartlezers.
Dit is een programma, gemaakt door Charles Babbage
en terug te vinden in het Science Museum, niet ver van hier.
Het zit daar te wachten
totdat de machine gebouwd zal worden.
Er zijn er meer.
Hij maakte al programma's in afwachting dat dit zou gebeuren.
De reden dat ze ponskaarten gebruikten, was dat Jacquard
in Frankrijk het Jacquard-weefgetouw had uitgevonden.
Daarmee konden deze ongelooflijke patronen, gecontroleerd door ponskaarten, geweven worden.
Hij herbestemde de technologie van de dag.
Alles wat hij deed, stoelde op de technologie
van zijn tijd, de jaren 1830 tot 1850. Tandwielen, stoom,
mechanische apparaten. Ironisch genoeg werd in hetzelfde jaar
als Charles Babbage ook Michael Faraday geboren.
Die zou alles in een andere richting sturen
met dynamo's, transformatoren, dat soort dingen.
Babbage wilde natuurlijk gebruik maken van bewezen technologie,
zoals stoom enzovoort.
Hij had ook randapparatuur nodig.
Je hebt een computer
met ponskaarten, een centrale verwerkingseenheid en een geheugen.
Maar je hebt ook randapparatuur nodig.
De computer is niet genoeg.
Om te beginnen: geluid. Er zat een bel op
voor wanneer er iets verkeerd ging — (Gelach) —
Als de machine de bediener nodig had,
dan ging de bel. (Gelach)
Er is een instructie op de ponskaart
die zegt: "Doe de bel rinkelen." Dus "Ting!"
Stel je al die geluiden voor,
"Klik, klak, Klik, klik, klik",
stoommachine en dan "Ting!" (Gelach)
Ook een printer: iedereen moet een printer.
Dit is een foto van het afdrukmechanisme
van nog een andere machine, de 'Difference Engine N° 2'.
Heeft hij nooit gebouwd, maar het Science Museum
heeft er in de jaren 80 en 90 eentje gemaakt.
Weer een volledig mechanische printer.
Hij drukte alleen maar cijfers af. Babbage was geobsedeerd door cijfers.
Maar wel afgedrukt op papier. Hij doet zelfs aan zelfs 'word wrapping':
Aan het einde van de lijn gaat hij automatisch naar de volgende.
Maar je wil toch ook beelden, niet?
Hij wou grafieken,
dus zei hij: "Ik moet een plotter hebben. Op een groot stuk papier
en met een pen zet ik een grafiek uit."
Hij ontwierp ook een plotter.
Op dat punt gekomen, had hij al
een vrij goede machine.
Nu komt mevrouw Ada Lovelace erbij.
Stel je deze soirees voor met al dat mooi volk.
Deze dame is de dochter van de gekke, slechte
en gevaarlijke-vriend Lord Byron.
Haar moeder, een beetje bang dat ze wat van Lord Byrons
waanzin en slechtheid zou kunnen hebben geërfd,
dacht: "Ik heb de oplossing: wiskunde!
We zullen haar wiskunde leren. Dat zal haar kalmeren."
(Gelach) Want natuurlijk
is er nooit een wiskundige gek geworden.
Dat zal wel snor zitten. (Gelach)
Dus kreeg ze een wiskundige opleiding
en gaat ze met haar moeder naar een van deze soirees.
Charles Babbage presenteert zijn machine.
Ook de hertog van Wellington is er.
De machine wordt gedemonstreerd
en zij snapt het. Ze is de enige persoon in zijn leven
die die machine echt begreep
en er de mogelijkheden van inzag.
We hebben aan haar te danken
dat we veel weten over de machine
die Babbage van plan was te bouwen.
Sommigen noemen haar de eerste programmeur.
Dit is een van de stukken die ze vertaalde.
Dit is een programma, geschreven in een bepaalde stijl.
Historisch klopt het niet helemaal dat ze de eerste programmeur was.
Eigenlijk deed ze iets nog verbazingwekkenders.
In plaats van alleen maar programmeur te zijn,
zag ze iets dat Babbage was ontgaan.
Babbage was helemaal geobsedeerd door wiskunde.
Hij wilde een machine om aan wiskunde te doen
en Lovelace zei: "Je zou op deze machine
meer kunnen doen dan alleen maar wiskunde."
Iedereen hier heeft een computer bij:
jullie telefoon.
Alles in die telefoon, elke computer
of elk ander rekenapparaat
werkt met wiskunde. Het komt neer op verwerking van getallen.
Of het nu video, tekst, stem of muziek is, het zijn allemaal getallen.
Allemaal wiskundige functies.
Lovelace zei: "Dat je werkt met getallen,
wiskundige functies en symbolen
betekent niet dat deze dingen geen andere dingen in de echte wereld,
zoals muziek, kunnen voorstellen."
Dat was een enorme sprong voorwaarts. Babbage zei:
"We kunnen deze geweldige functies uitrekenen
en dan tabellen met cijfers uitprinten en grafieken tekenen." — (Gelach) —
Maar Lovelace zegt: "Kijk,
dit ding zou zelfs muziek kunnen componeren
als je het een numerieke weergave aanleerde van muziek."
Dit noem ik de 'Lovelacesprong'.
Ze heeft wat geprogrammeerd,
maar haar echte prestatie was dat zij inzag
dat de toekomst veel, veel meer zou zijn.
Honderd jaar later treedt Alan Turing op de voorgrond.
In 1936 vindt hij de computer helemaal opnieuw uit.
Babbages machine was volledig mechanisch.
De Turingmachine was volledig theoretisch.
Beiden hadden een wiskundige achtergrond,
maar Turing vertelde ons iets zeer belangrijks.
Hij legde de wiskundige grondslagen
voor informatica vast en zei:
"Het maakt niet uit hoe je een computer bouwt."
Het maakt niet uit of je computer mechanisch is, zoals die van Babbage,
of elektronisch, zoals computers vandaag zijn.
Misschien wordt er in de toekomst een van cellen gemaakt.
Of misschien wel weer een mechanische met nanotechnologie.
We konden teruggaan naar Babbage's machine
en ze klein maken. Al die dingen zijn computers.
Er is in zekere zin een 'computer-essentie'.
Dit heet de Church–Turingthesis.
Plotseling krijg je het inzicht
dat dat ding van Babbage echt een computer was.
In feite kon hij alles wat we vandaag doen
met computers, alleen heel, heel langzaam. (Gelach)
Om jullie een idee te geven van hoe langzaam:
hij had ongeveer 1k geheugen.
Hij gebruikte ponskaarten, die erin werden geladen.
Hij liep ongeveer 10.000 keer langzamer dan de eerste ZX81.
Hij had een RAM-geheugen.
Je kon er als je wilde een heleboel extra geheugen aan toevoegen.
(Gelach) Waar brengt ons dat vandaag?
Er zijn plannen.
In Swindon in de archieven van het Science Museum
liggen honderden plannen en duizenden pagina's notities
geschreven door Charles Babbage over deze 'Analytical Engine'.
Een daarvan is een stel plannen dat wij Plan 28 noemen,
en dat is ook de naam van een stichting die ik opstartte
met Doron Swade. Die was computingcurator
aan het Science Museum. Hij was degene
achter het project om een 'Difference Engine' te bouwen.
Wij willen de machine bouwen.
Hier in South Kensington zullen we de 'Analytical Engine' bouwen.
Het project verloopt in een aantal fasen.
De eerste was het scannen van Babbage's archief.
Dat is gedaan. De tweede is nu de studie
van al die plannen om te bepalen wat te bouwen.
De derde fase is een computersimulatie van de machine
en de laatste ze echt bouwen in het Science Museum.
Wanneer ze gebouwd zal zijn, zal je eindelijk begrijpen hoe een computer werkt.
In plaats van naar een kleine chip
kan je nu naar dit gigantische ding kijken en zeggen: "Ik zie het geheugen werken,
ik zie de centrale verwerkingseenheid werken, ik hoor ze werken."
En waarschijnlijk ga je de werking ook ruiken. (Gelach)
Maar eerst gaan we een simulatie laten lopen.
Babbage zelf schreef
dat zodra de 'Analytical Engine' zou bestaan,
ze zeker de toekomstige gang van de wetenschap zou bepalen.
Hij heeft ze nooit gebouwd, omdat hij altijd
aan nieuwe plannen zat te prutsen.
Toen ze uiteindelijk werd gebouwd in de jaren 40, veranderde alles.
Hier een voorsmaakje van hoe ze er
in actie gaat uitzien. Deze video toont
een deel van de centrale verwerkingseenheid in werking.
Met slechts drie sets tandwielen,
doet ze een optelling. Dit is het optelmechanisme in actie.
Stel je de hele gigantische machine voor.
Geef me vijf jaar.
Voor de jaren 30 eraan komen, zijn we zover.
Hartelijk dank. (Applaus)