Conocido como uno de los grandes matemáticos de su época, Charles Babbage (nacido en 1791 en Londres, Inglaterra) fue uno de los pioneros de la era digital a pesar de vivir en la época victoriana. Se le acredita ser el creador del concepto de la primera computadora programable, siendo conocido por muchos como el "padre de la computación."
Sin embargo, las limitaciones tecnológicas de su época y la falta de apoyo por parte del gobierno británico imposibilitaron la construcción de sus máquinas hasta mucho después de su muerte, convirtiéndolas en una "tecnología oscura" y olvidada por muchos, que debió ser redescubierta al momento de desarrollarse las computadoras modernas.
Primeros años
Charles Babbage nació el 26 de diciembre de 1791 en la ciudad de Londres, Reino Unido. Fue uno de los cuatro hijos de la pareja compuesta por el banquero y comerciante Benjamin Babbage y Betsy Plumleigh Teape, formando parte de una adinerada y relativamente prestigiosa familia inglesa de clase media-alta, que supo estar involucrada en diversos aspectos políticos del Reino Unido. Su abuelo, también llamado Benjamin Babbage, llegó a ser el alcalde de la ciudad de Totnes entre los años 1754 y 1755, donde gran parte de la familia Babbage tuvo sus orígenes.
Desde muy pequeño, Babbage se caracterizó por ser un niño enfermizo, cayendo gravemente enfermo con regularidad. A causa de esto, muchas veces se vio impedido de poder asistir a la escuela, por lo que fue educado mayoritariamente por tutores privados en su hogar o en pequeñas escuelas de campo, a las cuales asistía de forma intermitente cuando su salud mejoraba, dado que sus padres creían que una vida más tranquila y alejada de las ciudades podría tener beneficios para su salud.
La vida académica irregular de Babbage no impidió que su curiosidad prosperara, siendo un niño muy curioso e inquisitivo, siempre interesado en aprender como funcionaban los diversos objetos con los que se encontraba a lo largo de su vida. Se dice incluso que cuando sus padres le compraban juguetes, este se veía más interesado en entender como funcionaban que en jugar con ellos, usualmente desarmándolos para poder comprenderlos.
Quizás debido a su curiosidad, y a que sus tutores tenían ordenes de prestar más atención a su salud que a su educación, las tareas que le eran asignadas no lo mantenían ocupado por mucho tiempo, dando rienda suelta a la mente creativa del joven Babbage, quién desarrolló una particular obsesión. Babbage pedía a sus compañeros de clases y a amigos que le contaran cualquier historia que hablara sobre como el diablo se hacia presente.
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| Charles Babbage |
Babbage nunca creyó realmente en espíritus, fantasmas y criaturas como el diablo, pero consideró que debía darles el beneficio de la duda, poniendo a prueba todos y cada una de los métodos que sus amigos le contaban, incluso llegando a cortarse y dibujar un circulo en el suelo con su propia sangre para invocarlo. El diablo no parece haberse interesado por las pruebas de Babbage, y ninguno de los rituales condujo a su aparición, lo que fue suficiente para reafirmar sus ideas sobre la no existencia de estos seres.
Una de las tantas casas educativas a las que asistió fue la Academia Halmwood, que impartía clases dadas por el reverendo Stephen Freeman a apenas 30 estudiantes. La academia fue central para la vida futura de Babbage, ya que poseía una biblioteca en la cual solía pasar mucho tiempo leyendo varios libros de matemáticas, incentivando una profunda pasión por la asignatura en el joven, quien comenzó a educarse de forma autodidacta en el área, en especial en algebra, tema del cual leía todo libro que pudiese conseguir.
A la edad de 16 o 17 años, como parte de una familia pudiente, y con su salud ya parcialmente recuperada, comenzaron los planes para preparar a Babbage para que asistiera a una universidad de prestigio para culminar sus estudios. Para esto, comenzó a ser educado en idiomas como el Latin y el Griego, de modo de poder ser admitido en la Universidad de Cambridge. Durante este periodo, y a pesar de la importancia que tendría el ingresar a Cambridge, las matemáticas continuaron siendo su verdadera pasión, dedicando la mayor parte de su tiempo a ellas, incluso descuidando a sus estudios preparatorios para la universidad.
Educación en la Universidad de Cambridge
En octubre de 1810, Charles Babbage comenzó sus estudios en el Trinity College de la Universidad de Cambridge, donde esperaba recibir una educación de primer nivel en matemáticas. Debido a esto, Babbage decidió comprar el mejor libro de cálculo que pudiese encontrar en Londres: el Traité du Calcul Différentiel et du Calcul Intégral de tres tomos del matemático francés Sylvestre-François Lacroix. El libro le llegó a costar £7, que en su momento representaban todo el dinero que su padre le entregaba por semana, siendo una suma muy prohibitiva. Sin embargo, Babbage consideraba que era primordial tenerlo, por lo que prefirió dejar de lado otras necesidades para poder comprarlo.
Al llegar a Cambridge, Babbage comenzó una detallada lectura de su nuevo libro, pero no pasó mucho tiempo hasta que se encontró con ciertos razonamientos matemáticos que no logró comprender, por lo que recurrió a la ayuda de sus profesores de universidad. Esto demostraría ser sumamente decepcionante para él. Sus profesores comprendían incluso menos que el propio Babbage, y pronto fue evidente que la universidad estaba seriamente atrasada respecto a las teorías matemáticas de la época. Babbage no tardó en darse cuenta que si quería convertirse en un matemático, tendría que seguir aprendiendo por su propia cuenta, y no depender de sus tutores, quienes no tenían los conocimientos necesarios para darle, o simplemente se negaban a hacerlo.
No pasó mucho tiempo hasta que Babbage decidió que tenía que hacer algo al respecto para cambiar la situación de la universidad. Durante su segundo año en Cambridge, Babbage le propuso a uno de sus compañeros de estudios crear una sociedad que promoviera las teorías del libro de Lacroix. Originalmente, la idea no era más que una broma en respuesta a otra sociedad que se había creado por esas épocas para promover la lectura de la biblia, con Babbage incluso haciendo diversos posters que parodiaban a la mencionada sociedad. Sin embargo, su compañero tomó en serio la propuesta, y días después, en 1812, se fundó la Sociedad Analítica de Cambridge. Esta sociedad se reunió de forma mensual entre 1812 y 1814, escribiendo diversas teorías matemáticas e incluso publicando una traducción del libro de Lacroix hecha por el propio Babbage.
La vida de Babbage en Cambridge no se centró únicamente en la matemática y la Sociedad Analítica, sino que era también un estudiante popular y sociable, con una gran cantidad de amigos con diferentes gustos e intereses, incluso formando parte de varios clubes y grupos un tanto particulares. Fue miembro del "Club de Fantasmas," que se centraba en el estudio e investigación de fenómenos paranormales, y también del "Club de Extractores," que tenía como objetivo liberar de los asilos a cualquiera de sus miembros si es que alguno eventualmente caía preso de alguno.
Para la mayoría de los estudiantes de Cambridge, la actividad más importante era la preparación de sus exámenes para obtener los más altos honores. Esto significaba que obtendrían excelentes trabajos en el futuro. Sin embargo, esto no era prioridad para Babbage, que ya tenía bastante dinero gracias a su familia. Nunca mostró el más mínimo interés por demostrar sus conocimientos, ni tampoco en egresar de Cambridge con honores. Se conformaba con simplemente dejar en claro que sabía hacer lo que sus tutores pretendían que supiera, aunque varios de estos tutores estaban seguros de que si se lo proponía, no le sería para nada difícil obtener las más altas calificaciones.
Babbage se graduó en la primavera de 1814, sin ningún honor, escribiendo poco más tarde:
"Hay dos razones por las que siempre valoraré la educación universitaria: los medios que proporciona para obtener acceso a los libros, y las oportunidades, aun más valiosas, que ofrece para adquirir amigos."
Vida luego de Cambridge
Al mismo tiempo que Babbage se centraba en su trabajo con la Sociedad Analítica, sus estudios en Cambridge y sus múltiples actividades sociales, encontró también tiempo para el amor. En el verano de 1812 conoció a Georgina Whitmore, y antes de que terminara el verano, se comprometió con ella. Poco después, en 1814, la pareja se casó oficialmente, a pesar de la oposición del padre de Charles, quien creía que un hombre debía de asentarse económicamente antes de comenzar una familia.
A pesar de sus objeciones, el padre de Charles continuó enviando una anualidad para satisfacer las necesidades de su hijo, a la cual Georgina agregó un poco de dinero que sus padres le daban, permitiendo a la pareja tener una vida cómoda aunque ninguno de los dos trabajara. Ambos se mudaron a Londres, en el barrio de Marylebone, donde la familia tuvo una vida relativamente feliz. Ambos tuvieron su primer hijo el 6 de agosto de 1815, al cual llamaron Benjamin Herschel Babbage. La pareja continuó teniendo hijos cada aproximadamente dos años, hasta llegar al total de 8 hijos, aunque solo cuatro de los cuales lograron sobrevivir hasta la edad adulta.
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| Georgina Whitmore |
Por un tiempo, y para demostrarle a su padre que era capaz de mantenerse a si mismo, Charles buscó trabajos pagos como profesor. En 1816 trató de ser profesor de matemáticas en un colegio al norte de Londres, pero fue rechazado, a pesar de tener muy buenas cartas de recomendación. Tres años más tarde, volvió a intentarlo en una universidad de Edimburgo, pero obtuvo los mismos resultados. Desempleado, continuó con sus intereses matemáticos, además de abrir un pequeño taller en una de las habitaciones de su casa. Allí condujo diversos experimentos químicos que le parecían interesantes, realizando también varios prototipos en el área de la mecánica.
Al mismo tiempo, Charles fue introducido a diversos círculos científicos por una de las tantas amistades que formó durante su pasaje por Cambridge, incluso llegando a ser miembro de la Real Sociedad de Londres para el Avance de la Ciencia Natural. Esta sociedad había sido fundada en el año 1662, llegando a ser una de las mayores instituciones científicas de Inglaterra. Sin embargo, tal y como pasó con su llegada a la universidad de Cambridge, Babbage pronto se sintió desilusionado con la situación de la Real Sociedad. La consideró más como un "club de alto prestigio" que una sociedad científica verdadera. El descontento de Babbage probablemente no mejoró al descubrir que solamente alrededor de un tercio de todos sus miembros tenían realmente algún tipo de formación científica.
En particular, Babbage y sus amistades sentían que la Real Sociedad estaba muy poco interesada en los asuntos relativos a la astronomía. De esta forma, el 12 de enero de 1820, Babbage creó la Sociedad Astronómica de Londres. La sociedad persiguió energéticamente la mejora de la astronomía inglesa y, en particular, se vio especialmente involucrada en la corrección de los almanaques náuticos ingleses, una publicación que contiene información astronómica utilizada para la navegación marítima.
En 1821, Babbage fue puesto a cargo de la mejora de los almanaques, tarea que insumió 15 años de su vida, pero que también sería la inspiración para una de sus mayores obras. Durante el proceso de corrección y recálculo de las estimaciones matemáticas involucradas en la elaboración de los almanaques, era común que tanto Babbage como sus demás colaboradores se encontraran con discrepancias en sus cálculos, producto de pequeños errores humanos a causa de la fatiga o simple aburrimiento de las personas encargadas de realizarlos. Babbage no tardó en comenzar a preguntarse como podría automatizar el proceso de forma mecánica para realizar los cálculos de forma más exacta y evitar el trabajo a las personas, y por consiguiente, a sus errores.
La máquina diferencial
Babbage estaba seguro que una máquina que pudiera automatizar el proceso de cálculo para realizar las correcciones de los almanaques náuticos era teóricamente posible, aunque, en principio, no tenía ningún diseño en mente. Sin embargo, no tardó en pensar como sería la organización básica de dicha máquina, y pronto comenzó a experimentar con diversos mecanismos.
Babbage logró idear varios diseños impulsados a mano que teóricamente debían de funcionar. Sin embargo, Babbage no era el único que había logrado idear a estos diseños. Por alrededor de dos siglos, varias personas ingeniosas habían ya tratado de construir máquinas calculadoras similares, algunas de las cuales incluso llegaron a funcionar de alguna forma u otra, por lo que la idea de Babbage no era para nada extraordinaria. En cambio, en medio de una época en la que el vapor se estaba convirtiendo en el motor del mundo, Babbage encontraba a sus diseños muy lentos e ineficientes para las tareas que tenía en mente realizar, y soñaba con dar energía a sus invenciones mediante el poder del vapor.
Sus primeros diseños se centraron en lograr diseñar una máquina que fuera capaz de realizar adiciones (o substracciones) de forma automática. A partir de esas sencillas operaciones matemáticas, podría luego obtener resultados de operaciones más complejas mediante el uso de diversas formulas y ecuaciones, basándose en un método llamado como "diferenciales divididas," que le dio el nombre de "máquina diferencial" a la invención de Babbage.
El diseño general de su máquina consistía en un aparato accionado por una manivela, con un número determinado de columnas cilíndricas numeradas, donde cada una de dichas columnas almacena un número decimal. La única operación matemática que realizaba la máquina era la de sumar los valores de las columnas, pero esto era suficiente para obtener grandes cantidades de información.
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| La máquina diferencial de Charles Babbage |
Al igual que con su actitud durante su educación en Cambridge, Babbage no buscaba obtener reconocimiento por sus invenciones ni ganancias monetarias como la mayoría de los inventores de la época. Aunque seguramente esperaba contribuir de alguna forma a la ciencia inglesa, su principal motivación detrás de la creación de esta máquina era su propia satisfacción de lograrla hacerla funcionar.
Tampoco era importante para él asegurarse de que las diferentes partes que compusieran su máquina pudiesen ser realizadas con la suficiente calidad y bajo costo como para producirla de forma masiva. Babbage creaba diseños abstractos de máquinas que solo existían en el papel y en su propia mente, donde no podían ser limitadas por las dificultades prácticas respecto a las tecnologías disponibles para crear las diferentes partes necesarias para convertir sus diseños en realidad. No encontrando limitaciones en su imaginación, Babbage diseñó maquinas sumamente complejas, adelantadas varios años respecto a su época, que no fueron igualadas en complejidad hasta el siglo XX.
A pesar de las limitaciones tecnológicas, Babbage logró, en mayo de 1822, crear una de sus máquinas diferenciales (bautizada como "máquina diferencial 0"). Esta máquina incluso llamó la atención del gobierno británico, que entregó a Babbage la suma de £1.700 para continuar su desarrollo.
Sin embargo, el proyecto no tardó en toparse con varios problemas. El año 1827 fue particularmente duro para Babbage. Tanto su mujer, su padre y dos de sus hijos fallecieron, lo que causó una fuerte depresión en el inventor, tanto que incluso pausó el desarrollo de su máquina por un año entero. Sumado a esto, la idea de Babbage era algo sumamente novedoso e innovador para la época, por lo que no existían proveedores de las diferentes piezas que necesitaba para construir su máquina, razón por la cual debía de construirlas por si solo.
La construcción de las piezas era una actividad sumamente cara. Además, los materiales no siempre eran de la calidad suficiente para que la máquina pudiera funcionar. Esto impacientó a Babbage. Pronto empezó a tener fuertes peleas con las personas encargadas de fabricar las piezas, lo que a su vez, retrasó aún más la construcción. El gobierno británico, viendo que los planes cada vez se aplazaban más y los costos aumentaban descontroladamente, terminó por catalogar al proyecto como un total fracaso, y retiró su apoyo en 1842, luego de invertir 10 veces más dinero de los £1.700 que ofreció al principio.
A causa de la falta de apoyo por parte del gobierno, los proyectos de Babbage respecto a la máquina diferencial nunca llegaron a completarse. Sin embargo, Babbage no se rindió, y durante este proyecto logró entender que parte de su trabajo podría ser aprovechado en la construcción de otra máquina: la máquina analítica.
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| Máquina diferencial de Babbage construida en 1991 por el Museo de la Ciencia de Londres |
La máquina analítica
En 1834 Babbage comenzó a diseñar la máquina analítica, la cual fue diseñada para sobreponerse a las limitaciones de la máquina diferencial, siendo una verdadera computadora de propósito general. Además de funcionar mediante un motor a vapor, lo que no solo permitiría que no necesitara de demasiada interacción humana para mantenerse funcionando, sino que también la haría sumamente rápida para la época, la máquina analítica estaba diseñada en muchos aspectos de forma similar a una computadora moderna, razón por la cual Babbage es incluso considerado como "el padre de las computadoras."
La máquina sería capaz de recibir información del exterior mediante un sistema de láminas de cartulina que contenían información en forma de perforaciones (que resultarían muy similares a las que usaron las computadoras en los años 1960 y 1970). Esto permitiría programar a la máquina para realizar todo tipo de operaciones matemáticas. A diferencia de la máquina diferencial que solo podía sumar y restar, la máquina analítica podría realizar las cuatro operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación y división), además de otras operaciones derivadas de estas como raíces cuadradas y comparaciones entre valores, arrojando los resultados mediante un sistema de impresión.
A su vez, la máquina también estaría dotada de memoria, pudiendo almacenar hasta 1.000 números de 40 dígitos cada uno (lo que representa alrededor de 16,6 kB). Sería capaz también de perforar láminas de cartulina para almacenar información en ellas, que luego podrían ser utilizadas para ingresar información a la máquina nuevamente.
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| Parte de la máquina analítica siendo expuesta en un museo (centro a la izquierda) |
Babbage pasó una gran parte de su vida tratando de desarrollar sus ideas sobre la máquina analítica, pero nunca recibió el apoyo necesario para llevar a cabo sus ideas. A su vez, se cree que la tecnología de la época hubiera hecho muy difícil realizar el proyecto, debido a que el material disponible para fabricar los múltiples engranajes que requería la máquina no era lo suficientemente resistente, y ante la fricción y el calor se deformarían fácilmente, inutilizando a la máquina.
Sin embargo, y a pesar de que la máquina analítica nunca fue construida por completo, esto no significó que sus modelos pasaran desapercibidos. En 1842 el matemático italiano Luigi Federico Menabrea publicó una descripción de la máquina analítica de Babbage en francés, basándose en lecturas y charlas que Babbage había dado durante una visita a Turín en el año 1840. A su vez, en 1843, esta descripción fue traducida al ingles por Ada Lovelace, una matemática inglesa que se había interesado en la máquina unos años antes. Lovelace se encargó también de escribir un programa para la máquina analítica, que le permitiese calcular los números de Bernoulli, siendo acreditado como el primer programa de computadora en la historia.
Otros inventos de Babbage
Si bien la máquina diferencial y la máquina analítica fueron los dos grandes proyectos en la vida de Babbage, este no se limito únicamente a estas actividades, teniendo importantes contribuciones en diversas áreas.
Gracias a su conexión con la Real Sociedad, Babbage fue presentado con el ingeniero Marc Brunel, con el que formó una amistad. El hijo de Brunel fue Isambard Kingdom Brunel, uno de los más importantes ingenieros civiles ingleses del siglo XIX, considerado como una de las figuras más influyentes de la revolución industrial y como uno de los mayores promotores del ferrocarril. En 1838, Babbage desarrolló el llamado "apartavacas," un aparato que se colocaba por delante de los trenes para quitar del camino a cualquier objeto que pudiera estar en las vías, de modo de evitar que el tren descarrilase. El ganado era particularmente susceptible a entrometerse en las vías de los trenes, por lo que se le dio al invento su particular nombre.
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| Dibujo de un tren con un "apartavacas" en el frente |
Babbage también inventó el oftalmoscopio, un instrumento que puede ser utilizado para observar el fondo del ojo de un paciente, donde se encuentra la retina. Babbage cometió el error de entregarle su invención a un medico que no se mostró para nada interesado en la invención, por lo que cayó en el olvido, siendo reinventado pocos años después, en 1850, por Hermann von Helmholtz. Actualmente se atribuye la invención a este último de forma mucho más general, ya que logró demostrar la importancia del aparato en la salud humana.
También obtuvo notables resultados en el estudio de la criptología, logrando descifrar el código del cifrado de Vigenère. Su descubrimiento fue mantenido como un secreto militar debido a las ventajas que confería a Reino Unido en el contexto de la Guerra de Crimea de los 1850s, además de posibles guerras futuras, por lo que sus estudios respecto al tema nunca fueron publicados. En su lugar, el crédito por romper el código fue dado a Friedrich Kasiski, un soldado prusiano, quien llegó a los mismos resultados que Babbage unos años después.
Propuso también el sistema de franqueo postal que se utiliza hoy en día. Hasta entonces el costo de enviar una carta dependía de la distancia que tenía que viajar. Babbage se percató que el costo del trabajo requerido para calcular el precio de cada carta superaba el coste del franqueo de esta, y propuso un único coste para cada carta con independencia del sitio del país al que era enviada.
Muerte y legado
Charles Babbage murió el 18 de octubre de 1871, muy próximo a su cumpleaños número 80, en su casa en la calle Dorset en Marylebone, Londres. Según el reporte de su autopsia, que fue descubierta en 1983, Babbage murió de una falla renal a causa de una cistitis. Sus restos fueron enterrados en el cementerio de Kensal Green en Londres, donde se encuentran actualmente. Una mitad del cerebro de Babbage fue preservado en el Colegio Real de Cirujanos de Inglaterra, y la otra mitad se encuentra en exposición en el Museo de Ciencias de Londres.
Luego de la muerte de Babbage, en 1878, el comité de la Asociación Británica por el Avance de la Ciencia describió a su máquina analítica como "una maravilla del ingenio mecánico," pero recomendó que no se construyera ya que no estaban seguros de si funcionaría, además de que implicaría costos muy altos. Su hijo, Henry Prevost Babbage, continuó con la construcción intermitente de la máquina analítica, y en 1910 logró calcular con ella una lista de múltiplos del numero pi, aunque con algunos errores. Esta máquina se encuentra actualmente en exhibición en el Museo de Ciencia de Londres.
En 1991, el Museo de Ciencia de Londres, construyó una versión completa de uno de los modelos de la máquina diferencial de Babbage, utilizando únicamente materiales y métodos que pudiesen haber estado disponibles para el inventor si el gobierno hubiera continuado dándole apoyo a su proyecto. La máquina, que pesa un total de tres toneladas, logró funcionar tal y como Babbage había propuesto 142 años atrás. Actualmente, el museo está intentando construir una versión de la máquina analítica.
Charles Babbage fue también una de las principales figuras que ayudó al establecimiento, durante los años 1980s, del genero literario y de demás formas de entretenimiento conocido como "steampunk." El género recurre en realidades supuestas en que la civilización ha tomado un camino científico diferente al actual, reemplazando la electronica, los modernos combustibles y otros avances científicos por la tecnología del vapor. Uno de los principales exponentes del genero es la novela "La máquina diferencial" de William Gibson y Bruce Sterling, en la que se plantea la posibilidad de haber avanzado a la actual era de la informática por medio de computadoras similares a las ideadas por Charles Babbage.
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| "La máquina diferencial" de William Gibson y Bruce Sterling |
Lecturas recomendadas y fuentes
- Charles Babbage - wakingthedead.org (Consultado el 11/11/22)
- Who was Charles Babbage - cse.umn.edu (Consultado el 11/11/22)
- Babbage Charles - notablebiographies.com (Consultado el 11/11/22)
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