John Graham-Cumming: Den mægtigste maskine der aldrig var

Computer videnskab begyndte i 30'erne ...1830'erne. John Graham-Cumming fortæller historien om Charles Babbages mekaniske, damp drevne "analytiske motor" og hvordan Ada Lovelace, matematiker og datter af Lord Byron, se ud over dens simple beregnende egenskaber, til at forestille sig fremtidens computere. (Optaget ved TEDxImperialCollege)

Så den maskine jeg vil tale til jer om

er det jeg kalder den største maskine der aldrig blev til noget.

Det var en maskine der aldrig blev bygget,

og alligevel, vil den blive bygget.

Det var en maskine der blev bygget

længe før nogen tænkte på computere.

Hvis man ved noget som helst om computerens historie,

ved man at der i 30'erne og 40'erne,

blev bygget simple computere

der startede den computer revolution vi har i dag,

og man ville have ret,

bortset fra at man ville have fat i det forkerte århundrede.

Den første computer blev faktisk bygget

i 1830'erne og 1840'erne, ikke 1930'erne og 1940'erne.

Den blev bygget, og dele af den var prototyper,

og de dele af der blev bygget er her

i South Kensington.

Den maskine blev bygget af denne fyr, Charles Babbage.

Nuvel, jeg har en stor forkærlighed for Charles Babbage

fordi hans hår altid er uredt ligesom dette

på hvert eneste billede. (Latter)

Han var en meget rig mand, og en slags,

del af aristokratiet i England,

og en lørdag aften i Marylebone,

var man en del af intelligentsiaen i den periode,

ville man være blevet inviteret til hans hus

til et aftenselskab -- og han inviterede alle:

konger, the Duke of Wellington, mange, mange kendte mennesker --

og han ville have vist en af sine mekaniske maskiner.

Jeg savner virkelig den periode, I ved, hvor man ville

gå til et aftenselskab og se en mekanisk computer

blive demonstreret for en. (Latter)

Men Babbage, Babbage selv blev født

i slutningen af det 18 århundrede,

og var en temmelig kendt matematiker.

Han havde den samme stilling som Newton havde ved Cambridge,

og for nyligt også var den af Stephen Hawking.

Han er mindre kendt end begge to, fordi

han fik denne ide at lave mekaniske beregnende ting

og lavede aldrig nogen af dem.

Grunden til han aldrig lavede nogen af dem, han er en klassisk nørd.

Hver gang han fik en god ide, tænkte han,

"Det er genialt, jeg vil begynde at bygge den.

Jeg bruger en formue på den. Jeg har en bedre ide.

Jeg vil bygge denne. (Latter) Og jeg vil bygge denne."

Han gjorde dette indtil Sir Robert Peel, den forhenværende premierminister,

mere eller mindre sparkede ham ud af Downing Street 10,

og sparkede ham ud, dengang, betød at sige,

"Jeg ønsker dem en god dag, Hr." (Latter)

Den ting han byggede var dette monstrum her,

den analytiske maskine. Nuvel, bare for at give jer en ide om dette,

dette er set ovenfra.

Hver eneste af disse cirkler er et tandhjul, en stak tandhjul,

og denne ting er lige så stor som et damp lokomotiv.

Så mens jeg gennemgår dette foredrag, vil jeg bede jer om at forestille jer

denne gigantiske maskine. Vi hørte disse vidunderlige lyde

af hvordan denne ting kunne have lydt.

Og jeg vil tage jer gennem arkitekturen af denne maskine

-- det er derfor det er computer arkitektur --

og fortælle jer om denne maskine, der er en computer.

Så lad os tale om hukommelsen. Hukommelsen

er meget lig den hukommelse en computer har i dag,

bortset fra at det var lavet i metal,

stakke og stakke og tandhjul, 30 tandhjul høj,

forestille jeg en ting så høj med tandhjul,

hundredvis og hundredvis af dem,

og der er tal på dem.

Det er en maskine. Alt bliver lavet i decimaler.

Og han tænkte på at bruge binært. Problemet

med at bruge binært er at maskinen ville have været så

høj, at det ville have været latterligt. Som det er nu, er den enorm.

Så han har hukommelse.

Hukommelsen er den del herovre.

I kan se det hele sådan her.

Dette monstrum herovre er CPU'en, chippen, om man vil.

Selvfølgelig, er den stor.

Fuldstændig mekanisk. Hele denne maskine er mekanisk.

Dette er et billede af en prototype for en del af CPU'en

hvilket er i Science Museum.

CPU'en kunne lave de fire fundamentale funktioner i

så addere, multiplicere, subtrahere og dividere --

hvilket allerede er noget af en bedrift i metal,

men den kunne også noget som en computer gør

og en lommeregner ikke gør:

denne maskine kunne kigge på sin egen interne hukommelse og tage en beslutning.

Den kunne lave "if then" for basic programmørerne,

og det gjorde den fundamentalt til en computer.

Den kunne beregne. Den kunne ikke kun regne. Den kunne gøre mere.

Hvis vi nu kigger på dette, og vi stopper op et øjeblik,

og vi tænker på chips i dag, kan vi ikke

kigge ind i en chip. Den er bare så lille.

Men hvis man gjorde, ville man se noget

meget, meget lig dette.

Der er en utrolig kompleksitet i en CPU,

og en utrolig regularitet i hukommelsen.

Hvis man nogensinde har set et elektron mikroskop billede,

ville man se dette. Det ser alt sammen ens ud,

så er der denne del herovre der er utrolig kompliceret.

Alle disse tandhjuls mekanismer her, gør alt det en computer gør,

men selvfølgelig skal man programmere denne ting, og selvfølgelig,

brugte Babbage datidens teknologi

og teknologien der ville dukke op i 50'erne, 60'erne og 70'erne,

hvilket er hulkort. Denne ting herovre

er en af tre hulkorts læsere,

og dette program i Science Museum,

ikke langt herfra, lavet af Charles Babbage,

som sidder der -- man kan tage hen og se det --

ventende på at maskinen bliver bygget.

Og der er ikke kun en af disse, der er mange af dem.

Han klargjorde programmer i forventning om at det ville ske.

Grunden til at de brugte hulkort, var at Jacquard,

i Frankrig, havde skabt Jacquard væven,

der vævede disse utrolige mønstre kontrolleret af hulkortene,

så han genanvendte bare datidens teknologi,

og ligesom alt andet han gjorde, brugte han teknologien

fra hans tid, så 1830'erne, 1840'erne, 1850'erne, tandhjul, damp,

mekaniske ting. Ironisk nok, født det samme år

som Charles Babbage var Michael Faraday,

der fuldstændig ville revolutionere alt

med dynamoen, transformeren, alle den slags ting.

Babbage, selvfølgelig, ville bruge disse afprøvede teknologier,

så damp og den slags.

Men han havde brug for tilbehør.

Åbenlyst, har man en computer nu.

Man har hulkort, en CPU og hukommelse.

Man har brug for tilbehør som man selv kommer med.

Det er ikke noget man bare har.

Så, for det første, havde man lyd. Man havde en klokke,

og hvis noget gik galt -- (Latter) --

eller maskinen havde brug for at operatøren kom forbi,

var der en lille klokke der kunne ringe. (Latter)

Og der er faktisk en instruktion på hulkortet

der siger "Ring med klokken". Så man kan forestille sig dette "Ting!"

I ved, man stopper et øjeblik, forestil jer alle disse lyde,

denne ting, "Klik, klak klik klik klik",

damp maskine, "Ding", ikke? (Latter)

Man har også brug for en printer, selvfølgelig, og alle har brug for en printer.

Dette er faktisk et billede af printe mekanismen for

en anden af hans maskiner, kaldet the Difference Engine No. 2,

som han aldrig byggede, men det gjorde the Science Museum

i 80'erne og 90'erne.

Det er komplet mekanisk, igen, en printer.

Den printer kun numre, fordi han var besat af numre,

men den printer på papir, og den kan endda lave orddeling,

så hvis man kommer til enden af linjen, kommer den rundt på den måde.

Man har også brug for grafik, ikke?

Jeg mener, hvis man skal gøre noget som helst med grafik,

så han sagde, "Jamen, jeg har brug for en plotter. Jeg har et stort stykke papir

og en fyldepen så jeg laver en plotter."

Så han byggede også en plotter,

og, I ved, på det tidspunkt, tror jeg han fik lavet

en temmelig god maskine.

Så kommer der denne kvinde, Ada Lovelace, forbi.

Forestil jeg nu disse aftenselskaber, alle de store og vigtige kommer med.

Denne dame er datteren af den gale, slemme,

og farlige at kende Lord Byron,

og hendes mor, værende lidt bekymret over at hun måske

har arvet noget af Lord Byrons galskab og slemhed,

tænkte, "Jeg kender løsningen: Matematik er løsningen.

Vi lærer hende matematik. Det beroliger hende."

(Latter) Fordi der har selvfølgelig,

aldrig været en matematiker der er blevet gal,

så, I ved, det bliver godt. (Latter)

Alt bliver godt. Så hun har denne matematiske træning,

and hun går til en af disse aftenselskaber med hendes mor,

og Charles Babbage, I ved, finder denne maskine frem.

The Duke of Wellington er der, I ved,

finder maskinen frem, demonstrerer den selvfølgelig,

og hun forstår det. Hun er den eneste person i hans livstid, faktisk,

der sagde, "Jeg forstår hvad den gør,

og jeg forstår fremtiden af denne maskine."

Og vi skylder hende en enorm masse, fordi vi ved

en masse om den maskine som Babbage ville bygge

på grund af hende.

Nuvel, nogle mennesker kalder hende den første programmør.

Det er faktisk fra en af -- det papir hun oversatte.

Det er et program skrevet i en bestemt stil.

Det er ikke, historisk, total nøjagtigt at hun er den første programmør,

og faktisk, gjorde hun noget endnu mere utroligt.

I stedet for bare at være en programmør,

så hun noget som Babbage ikke så.

Babbage var total besat med matematik.

Han byggede en maskine til at lave matematik,

og Lovelave sagde, "Man kunne lave mere end matematik

på denne maskine". Og ligesom man gør,

alle i dette lokale har en computer på sig,

lige nu, fordi de har en telefon.

Hvis man går ind i den telefon, er hver eneste ting i den telefon

eller computer, eller en hvilken som helst anden databehandlings maskine

er matematik. Det er i sidste ende alt sammen tal.

Hvad enten det er video eller tekst eller tale, det er alt sammen numre,

det er alt sammen, grundliggende, sker der matematiske funktioner,

og Lovelace sagde, "Bare fordi man laver

matematiske funktioner og symboler

betyder det ikke at ting kan repræsentere

andre ting i den virkelige verden, som musik".

Dette var et kæmpe spring, fordi Babbage siger der,

"Vi kunne beregne disse fantastiske funktioner og printe

tabeller med numre og og tegne grafer," -- (Latter) --

og Lovelace er der og siger, "Hør engang,

denne ting kunne endda udarbejde musik hvis man

numerisk fortalte den en repræsentation af musik."

Så dette er hvad jeg kalder Lovelaces spring.

Når man siger hun er en programmør, hun lavede noget,

men den rigtige ting er at sagde at fremtiden vil blive

meget, meget mere end dette.

Nu, hundrede år senere, kommer denne fyr,

Alan Turing, og i 1936, og opfinder computeren om igen.

Men, selvfølgelig, var Babbages maskine var komplet mekanisk.

Turings maskine var komplet teoretisk.

Begge disse fyre kom fra en matematisk baggrund,

men Turing fortalte os noget meget vigtigt.

Han fastlagde de matematiske grundpiller

for computer videnskaben, og sagde,

"Det er lige meget hvordan man laver en computer."

Det er lige meget om ens computer er mekanisk,

ligesom Babbages var, eller elektronisk, ligesom computere er i dag,

eller måske i fremtiden, celler, eller, igen,

mekaniske igen, når vi begynder med nanoteknologi.

Vi kunne gå tilbage til Babbages maskine

og bare lave den lille. Alle disse ting er computere.

Der er med andre ord en beregnende kerne.

Dette er kaldet Church-Turing tesen.

Og så pludselig, får man dette link hvor man siger

denne ting Babbage byggede faktisk var en computer.

Faktisk, var den i stand til at gøre alt vi gør i dag

med computere, bare virkelig langsomt. (Latter)

For at give jer en ide om hvor langsomt,

havde den cirka 1k hukommelse.

Den brugte hulkort, som blev stukket ind,

og den kørte omkring 10.000 gange langsommere end den første ZX81.

Den havde en RAM pakke.

Man kunne sætte en masse ekstra hukommelse på, hvis man ville.

(Latter) Så, hvor får det os hen i dag?

Så her er planerne.

Ovre i Swindon, the Science Museum arkiverne,

der er hundredvis af planer og tusindvis af sider

med noter, skrevet af Charles Babbage omkring denne analytiske maskine.

En af disse, er et sæt planer som vi kalder Plan 28,

og det er også navnet på en velgørende organisation som jeg startede

med Doron Swade, der var IT kuratoren

ved the Science Museum, og også personen der drev

projektet til at bygge en difference maskine,

og vores plan er at bygge den.

Her i South Kensington, vil vi bygge den analytiske maskine.

Projektet består af nogle forskellige dele.

Et af dem var at scanne Babbages arkiv.

Det er sket. Det andet er nu at studere

alle disse planer for at afgøre hvad vi skal bygge.

Den tredje del er en computer simulation af den maskine,

og den sidste del er fysisk at bygge den ved the Science Museum.

Når den er bygget, vil man endelig forstå hvordan en computer virker,

fordi i stedet for at have en lillebitte chip foran sig,

skal man kigge på denne enorme ting og sige, "Ah,

jeg kan se hukommelsen arbejde, jeg kan se CPU'en arbejde

jeg kan høre den arbejde. Jeg lugter sikkert den arbejder." (Latter)

Men i mellem det kommer vi til at lave en simulation.

Babbage skrev selv, han sagde,

så snart den analytiske maskine eksisterer,

vil den helt sikkert guide den fremtidige kurs for videnskab.

Selvfølgelig, byggede han den aldrig, fordi han altid fiflede

med nye planer, men da den blev bygget, selvfølgelig,

i 1940'erne, ændrede den alt.

Nu vil jeg bare give jer en lille forsmag på hvordan den ser ud

i bevægelse, med en video der viser

bare en del af CPU mekanismen der arbejder.

Så dette er kun tre sæt tandhjul,

og den vil addere. Dette er den adderende mekanisme

i aktion, så man forestiller sig denne enorme maskine.

Så, giv mig fem år.

Inden 2030'erne sker, har vi den.

Mange tak. (Bifald)