Charles Babbage

1. Charles Babbage

2. Gliederung • Biographie • Kindheit • Studium • Differenzmaschine Nr.1 und Nr.2 • Dechiffrieren • Bedeutende Erfindungen von Babbage • Zusammenfassung

3. Biographie

4. Biographie • geboren am 26. Dezember 1791 in Teignmouth, Devonshire, England • Eltern: Benjamin Babbage, Kaufmann und Bankier, Elizabeth Plumleigh Babbage • Geschwister: Henry gest. 1794, Henry gest. 1796, Mary Ann • 1810-1814 Studium an der Universität Cambridge mit Schwerpunkt Mathematik und Chemie • 1817 Magister der Philosophie • 1820 Gründung der Analytical Society

5. Biographie • 1823 Beginn der Arbeit an der Differenzmaschine Nr. 1 • 1827 Tod des Vaters, eines Sohnes und der Ehefrau • Anschließend eine einjährige Europareise • 1828-1839 Professor für Mathematik in Cambridge, obwohl er keine Vorlesung hält • 1842 Einstellung des Projektes Differenzmaschine Nr. 1 • 1847-1849 Entwurf der Differenzmaschine Nr. 2

6. Biographie • 1854 Entschlüsselung des Vigenere-Chiffre gelingt • 18.10.1871 in London gestorben

7. Kindheit • Babbage nervte in seiner Kindheit gerne Personen mit ständigen Fragen, er interessierte sich für alles, er wollte seine Umwelt verstehen. • Wegen einer Krankheit im Alter von 5-10 Jahren wurde er zu einem Geistlichen geschickt, der ihn geistig wenig fordern sollte. Durch die Unterforderung wollte er die Existenz des Teufels beweisen oder widerlegen. Er übte ein Ritual zur Teufelherbeiberufung aus, aber es erschien kein Teufel.

8. Kindheit • In seiner Jugend besuchte er öfters fasziniert Maschinenaustellungen • Nach dem Verlassen von Devonshire ging er drei Jahre in eine Schule nähe London, wo er seine mathematisches Interesse geweckt wurde. In der dortigen Bibliothek las er besonders gern Bücher über Mathematik. In der Nacht stand er um drei Uhr auf und beschäftigte sich dann mit Mathematik. Leider wurde er nach einigen Monaten dabei erwischt und wurde bestraft.

9. Kindheit • Nach Besuch der Schule wohnte er bei einen Geistlichen in der Nähe von Cambridge, wo er von jeder Predigt eine Zusammenfassung erstellen musste. Dabei entdeckte er einen Hang zur Abstraktion und erstellte ein Grundgerüst von einer Predigt. Nach diesem Algorithmus schuf er eine eigene Predigt (Kupfer-Predigt). Die versehentlich zum Schulleiter kam und für großen Wirbel sorgte. Babbage konnte es nicht verstehen, weil sie alle Ansprüche an eine Predigt hatte.

10. Studium • Vor dem Studium hatte er schon Mathematikbücher wie Funktionentheorie von Lagrange gelesen. • Er beschäftigte sich intensiv mit Lacroix´ Buch über Differential- und Integralrechnung, dass zu dieser Zeit in England nicht gelehrt wurde und auch sehr umstritten war. Seine Dozenten hielten dieses Werk für unbedeutend. • Dies führte dazu, dass er eine Gesellschaft zur Förderung der Mathematik (Analytical Society) schuf und das Buch in das Englische übersetzte.

11. Studium • Sein zweites Anliegen war, dass er Leibnizsche Notation in England einführt. Dies gelang ihn nur sehr zäh. (Beispiele der Notation ) • Damit wurde die englische Mathematik der „europäischen“ Mathematik angeglichen. • 1828 wurde Babbage während seiner Europareise zum Professor der Mathematik ernannt. Er wollte diese Professur ablehnen, aber seine Freunde drängten ihn dazu, sie anzunehmen. 1839 tritt er von diesem Amt zurück, weil er seine Differenz-maschine vollenden wollte.

12. Differenzmaschine Nr. 1

13. Differenzmaschine Nr. 1

14. Differenzmaschine Nr. 1 • Die zu dieser Zeit im Umlauf befindlichen Tabellen beinhalteten oft Rechenfehler, die beispielsweise zu Fehlnavigationen geführt hatte. Schlimme Unfälle waren die Folge. Um dies zu verhindern, wollte er sie von einer Maschine rechnen lassen, die fehlerfrei arbeitet. • Das Projekt wurde jahrelang von der Regierung subventioniert. • Der Bau wurde nie vollständig fertiggestellt. In jüngerer Zeit wurde die Maschine nach gebaut und sie funktioniert.

15. Differenzmaschine Nr. 1 • Probleme waren die fehlende Präzision bei der Herstellung, aber auch falsche Entscheidungen bei der Produktion. Es wurden spezielle Zahnräder benötigt und es wurde fälschlicherweise angenommen, dass auch Standardzahnräder dafür verwendet werden können. • Der Bau wird 1833 eingestellt.

16. Differenzmaschine Nr. 2

17. Differenzmaschine Nr. 2 • Er wollte seine erste Version vereinfachen und verbessern, der Bau sollte erheblich einfacher funktionieren. Die Maschine sollte mit negativen Zahlen, Wurzeln, Nullen und irrealen Zahlen umgehen können. • Der Bau wurde auch nie vollendet. In jüngerer Zeit wurde durch einen Nachbau festgestellt, dass sie funktioniert.

18. Dechiffrieren • In der Schule wurden von Mitschülern verschlüsselte Botschaften ausgetauscht. Dabei knackte er den Schlüssel und konnte so den Geheimtext lesen, dass er sich mit dem knacken von Schlüsseln beschäftigte.

19. Dechiffrieren • 1854 schrieb der englische Zahnarzt John Hall Brock Thwaites, er habe eine neue Verschlüsselungsmethode entdeckt und habe die Absicht, sich diese patentieren zu lassen. Babbage meinte, dass diese Art der Verschlüsselung schon längst bekannt sei und dass es sich dabei nämlich nur um die sogenannte Vigenère-Verschlüsselung handele. Thwaites warf Babbage daraufhin vor, dass er dann ja auch in der Lage sein müsse, einen von ihm - Thwaites - verschlüsselten Geheimtext zu entschlüsseln!

20. Dechiffrieren • Babbage schrieb als Antwort, dass dieses Gedicht geändert werden müsse, weil „Jeden Augenblick stirbt ein Mensch, jeden Augenblick wird ein Mensch geboren“ stimmt mit der Realität nicht überein, weil sonst müsste die Anzahl der Menschen auf der Erde gleich bleiben. Es müsste zu „Jeden Augenblick stirbt ein Mensch, jeden Augenblick wird 1 1/16 Mensch geboren“ geändert werden, dass ist zwar immer noch ungenau, aber für die Poesie ausreichend.

21. Sit thee down, and have no shame, Cheek by jowl, and knee by knee: What care I for any name? What for order or degree? Let me screw thee up a peg: Let me loose thy tongue with wine: Callest thou that thing a leg? Which is thinnest? thine or mine? Thou shalt not be saved by works: Thou hast been a sinner too: Ruined trunks on withered forks, Empty scarecrows, I and you! Fill the cup, and fill the can: Have a rouse before the morn: Every moment dies a man, Every moment one is born. "The Vision of Sin" von Alfred Tennyson

22. WUBE FIQL ZURM VOFE HMYM WTIX CGTM PIFK RZUP MVOI RQMM WOZM PULM BNYV QQQM VMVJ LEYM HFEF NZPS DLPP SDLP EVQM WCXY MDAV QEEF IQCA YTQO WCXY MWMS EMEF CFWY EYQE TRLI QYCG MTWC WFBS MYFP LRXT QYEE XMRU LUKS GWFP TLRQ AERL UVPM VYQY CXTW FQLM TELS FJPQ EHMO ZCIW CIWF PZSL MAEZ IQVL QMZV PPXA WCSM ZMOR VGVV QSZE TRLQ ZPBJ AZVQ IYXE WWOI CCGD WHQM MVOW SGNT JPFP PAYB IYBJ UTWR LQKL KLLL MDPY VACD CFQN ZPIF PPKS DVPT IDGX MQQV EBMQ ALKE ZMGC VKUZ KIZB ZLIU AMMV Z Dechiffrieren

23. Dechiffrieren • Der Zwischenraum ist 5, 20 und 120 • Die Zahlen haben nur 5 als Teiler. Also ist die Schlüssellänge vermutlich 5. • Durch Häufigkeitsanalysise (Wie oft kommt in einem englischen Text die jeweiligen Buchstaben durchschnittlich vor) konnte er dann das Codewort EMILY rausfinden. Emily ist der Vorname der Frau.

24. Dechiffrieren • Damit hat er den damals sicherste Verschlüsselungstechnik geknackt, er wollte dies publizieren, wurde aber von der englischen Regierung verboten, weil sie den Code entschlüsseln konnten, aber andere Länder von der Unsicherheit nichts wussten und ihn weiterhin verwendeten. Erst später wurde er vom preußischen Offizier Kasiski veröffentlicht, deshalb heißt das Verfahren Kasiski-Test.

25. „Erfindungen“ • Tachometer • Kuhfänger (Dabei handelt es sich um die Schienenräumer an der Stirnseite von Dampflokomotiven.) • Bedeutung der Wachstumsringe von Bäumen • neues Portosystem, vorher wurde jeder Brief nach Entfernung berechnet, Babbage konnte das als unwirtschaftlich feststellen. • „Babbage Prinzip“ Teilung der Arbeit in einzelne Bereiche und damit werden die Lohnkosten gesenkt

26. Zusammenfassung • Seine Maschinen sind nie fertiggestellt worden, aber seine Ideen sind übernommen worden und andere haben funktionsfähige Rechenmaschinen nach seinen Ideen gebaut. • Er hat die englische Mathematik auf die Höhe der Zeit gebracht. • Er hat die damals als sicher geltende Vigenère-Chiffre geknackt. • Er hat beispielsweise die Lebensversicherungs-mathematik (Sterbetabellen) eingeführt.

27. Quellen • Charles Babbage: Passagen aus einem Philosophenleben • Wikipedia: Charles Babbage, Leibniz • Simon Singh: Geheime Botschaften • Dana Zöllner: Charles Babbage