世界初のコンピューターは、1940年代ではなく19世紀に構想されていた
世界初のコンピューターの計画は、1940年代に始まったわけではありません。イギリス人の「変わり者」数学者が設計したその機械は、性能において第二次世界大戦後に建造されたコンピューターにも匹敵しうるものでした。もし計画が実現していれば、IT革命は実際よりも100年以上早く訪れていたかもしれません。
世界を数式で捉えた奇人、チャールズ・バベッジ
チャールズ・バベッジ(1791年〜1871年)は、徹底した風変わりな人物でした。彼にとって世界とは、数と数学的法則の集合体でした。郵便事業の収益性を分析し、暗号解読に挑み、ピン製造の工程を分解して研究し、木の年輪に魅了され、さらにはどこへ行でも牛や豚の呼吸数や心拍数を測っていたといいます。
1860年撮影、チャールズ・バベッジ自身
政府の資金を得た「階差機関」計画
1823年、この風変わりな教授はイギリス政府を説得し、新たな執念の対象である「階差機関(ディファレンス・エンジン)」の開発資金を獲得することに成功しました。これは簡単に言えば、数学的な問いに答える装置であり、「ジャガイモ並みに安価に対数表を作り出す」ことを目指したものでした。
バベッジは20年にわたりこの途方もない機械の設計と製作に取り組みましたが、その間も図面は絶えず複雑化し、当初の構想は拡大し続けました。ジェイムズ・グレイクは著書『情報』の中で次のように述べています。
10年後、機械は高さ60センチ、6本の縦軸と数十の歯車を備え、6桁の数値を計算できるものでした。さらに10年後には、紙上の設計では装置は体積約45立方メートル、重量15トン、部品数25,000個に達すると予測され、設計図自体も約35平方メートルもの広さになっていました。
機構が一回転するたびに数十個の機械要素が動作することになり、設計者はそれらに「数字ダイヤル」「人差し指」「親指」「引き金機構」「フック」「把持器」「金属歯」などの抽象的な名前を与えざるを得ませんでした。装置全体の動作原理は数百ページに及ぶ記述を必要とし、それでも理解できたのは高度な数学の専門家だけでした。
バベッジの階差機関の稼働モデル。最終計画ではさらに巨大になる予定だった(写真:Allan J. Cronin、ライセンス:CC ASA 3.0)
残念ながら、バベッジにはプロジェクト全体を台無しにする弱点がありました。それは、修正と改良をやめられない性格です。政府はついに忍耐を失い、完成した階差機関は実現しませんでした。バベッジが作り上げられたのは部分的な試作品のみで、実際に稼働するレプリカが完成したのは1990年代初頭、科学者たちのグループの手によってでした。この巨大な機械は、実際には……かなり複雑な電卓にすぎなかったのです。
さらに先へ――「解析機関」という発想の飛躍
しかし、政府による資金打ち切りによっても、バベッジの情熱は消えませんでした。真の天才らしく、彼はすぐに階差機関のことを忘れ、はるかに強力な可能性を秘めた装置の考案に取りかかりました。それが「解析機関(アナリティカル・エンジン)」です。
これは複雑な計算を実行し、数学的問題を超高速で解決できる構造であるはずでした。バベッジは、作業メモリに相当する部分(彼は「ストア」と呼びました)とプロセッサに相当する部分(「ミル」と呼びました)を備えた機械を構想することで、時代を大きく先取りしていました。
この機械は、逐次処理・分岐・ループを制御できるはずでした。そのために、史上初のコンピュータープログラムが作られました。設計者は特殊なパンチカードを使って装置とやり取りすることを構想していました。この機械は「数学的法則の具現化」であるにとどまらず、ジェイムズ・グレイクが著書『情報』で記しているように、次のような可能性を秘めていました。
バベッジは回転する数千のダイヤルに数字を記録させようとしたが、その動作はより抽象的な次元で記号を表現することができた。機械はあらゆる意味のある結びつきを処理できた。言語を操作することもできた。音楽を作ることさえできただろう。
残念ながら、今回は寛大なスポンサーを見つけることができませんでした。解析機関は詳細な設計図こそ作られたものの、ついに建造されることはありませんでした。1837年のこれらの文書は20世紀末に再発見され、2010年になってようやく、イギリスのプログラマー、ジョン・グラハム=カミングが、細部まで忠実に解析機関を建造することを目指すプロジェクト「Plan 28」を立ち上げました。
1843年、ジョージ3世博物館の開館時に展示された階差機関の一部
彼は、この巨大な(「機関車よりも大きい」)蒸気駆動のコンピューター――1980年代の初期パーソナルコンピューターの13,000分の1の計算能力しか持たない――が実際に動くと確信しています。グラハム=カミングの見通しが正しいのか、そしてバベッジが本当に天才であり、史上初の本物のコンピューターの発案者だったのかどうかが明らかになるのは、おそらくもう少し先のことでしょう。
出典
基本文献:
- ジェイムズ・グレイク『情報』(Wydawnictwo Znak、2012年)
補足文献:
- Jonathan Fildes「Campaign builds to construct Babbage Analytical Engine」(BBC News、2010年10月14日)
- Plan 28 ― バベッジ解析機関建造プロジェクト公式サイト