В 1819 г. Бэббидж встречается с секретарем Королев­ского общества Волластоном и обсуждает с ним вопросы, связанные с разностной машиной. Волластон одобрительно отозвался о работе Бэббиджа.

При всех сложностях Бэббидж сумел к 1822 г. построить небольшую действующую разностную машину. На этой машине Бэббидж рассчитал, например, таблицу ква­дратов.

После окончания первой разностной машины Бэббидж был полон энтузиазма. Он считал, что основные трудности уже преодолены, и поэтому его дальнейшие планы были достаточно оптимистичны.

Судьба разностной машины

В 1822 г. Бэббидж обратился к президенту Королев­ского общества Дэви с письмом, в котором предлагал постро­ить разностную машину значительно больших размеров, чем предыдущая, для расчета, в первую очередь, астро­номических и навигационных таблиц.

Бэббидж обратился за помощью также и в Астрономическое общество. Оба общества с энтузиазмом отозвались о новом проекте Бэббиджа. При содействии Королевского общества, которое официально подтвердило практическую осуществимость схемы машины, в 1823 г. между Бэббиджем и канцлером казначейства было заклю­чено довольно расплывчатое соглашение, по которому правительство предоставляло деньги для работы над ма­шиной и помощь в необходимых материалах, а Бэббидж обязан был через три года окончить разработку машины. В том же 1823 году Бэббидж приступил к работе над новой машиной.

Бэббидж считал, что на ее постройку должно уйти два-три года при затратах 3 - 5 тысяч фунтов стерлингов, причем в окончательном виде вес машины должен соста­вить примерно две тонны. Для работы над этой машиной была выстроена мастерская, привлечены инженеры и чертежники.

13 июня 1823 г. Бэббидж был награжден первой золотой медалью Астрономического общества. В речи, произнесенной по случаю этого награждения, президент общества Г. Коулбрук высоко оценил значение машины Бэббиджа для астрономических расчетов: «Ни в одной области науки или техники это изобретение не может быть использовано так эффективно, как в астрономии и связанных с ней областях, а также в различных разделах техники, зависящих от них. Нет расчетов более трудо­емких, чем те, которые зачастую нужны в астрономии; нет аппаратуры, более необходимой для первоначальной обработки данных; и нет ошибок, более приносящих ущерб. Практически астронома прерывают в его занятиях и отвлекают от наблюдений утомительной расчетной работой, в противном случае его старания в наблюдениях становятся неэффективными из-за необходимости дальнейших расче­тов. Пусть помощь, которую приносят предварительно рассчитанные таблицы, будет неограниченно возрастать благодаря изобретению Бэббиджа, тогда более легкой станет наиболее утомительная часть труда астронома и исследованиям в астрономии будет дан дополнительный толчок». Работа Бэббиджа «по размаху и результатам не похожа на что-либо выполненное ранее для помощи при проведении оперативных расчетов».

Несмотря на столь хорошее начало и оптимистические надежды, разностная машина не была изготовлена даже через десять лет, хотя на ее постройку было истрачено 17 тыс. фунтов стерлингов правительственных средств и 13 тыс. собственных средств Бэббиджа.

На разностную машину требуется все больше средств. И о Бэббидже злословят как в научных кругах, так и в ли­тературных. Впоследствии счи­тали даже, что Бэббидж присвоил себе 17 тысяч фунтов правительственных средств, хотя денежная документация у него была в идеальном порядке, учитывался каж­дый потраченный пенс. К концу 1827 г. на машину было уже израсходовано 3475 фунтов стерлингов. Перед поездкой на конти­нент Бэббидж выделил еще 1000 фунтов из своих лич­ных денег.

Бэббидж уделял большое внимание сокращению времени выполнения операций и для этого неоднократно перераба­тывал узлы машины. Обычно при сложении вручную скла­дывают единицы исходных чисел, перенос, если он есть, запоминают и добавляют при сложении десятков чисел; затем запоминают перенос десятков и добавляют при сло­жении сотен и т. д. При работе на машине можно выполнить поразрядное сложение, запомнить переносы и затем осу­ществить их сложение с полученным числом; это и будет окончательная сумма. Такое сложение выполняется в разностной машине с помощью механического способа переноса.

Из-за нехватки механизмов, квалифицированных со­трудников, денег, бесконечных поправок и изменений в конструкции машины — возникали многочисленные кон­фликты, работа продвигалась крайне медленно. Это при­вело к тому, что энтузиазм окружающих, в том числе и уче­ных, сменился недоверием. Постепенно от работы отвер­нулись почти все.

К началу 1833 г. небольшая часть машины все же была построена. Испытания показали, что она выполняет действия с запланированной точностью и скоростью.

Проявляя устойчивый интерес к проблемам теории чисел, Бэббидж рассчитал на своей машине таблицу значе­ний функции x² + x + 41, позволяющей получать простые числа.

Несмотря на то, что определенные успехи в создании разностной машины были очевидны, Бэббидж в 1833 г. фактически почти прекратил дальнейшую работу над ней. Он писал: «В этот период обстоятельства, которыми я не мог управлять, привели меня к решению временно приостано­вить работу по улучшению конструкции машины».

В ноябре 1842 г. Гоулбури, канцлер казна­чейства кабинета Р. Пиля, ознакомил Бэббиджа с оконча­тельным решением правительства относительно разностной машины. В нем отмечалось, что правительство сожалеет о необходимости отказать в поддержке постройки разностной машины из-за больших и неопределенных затрат, требуемых для ее завершения. Во время обсуждение вопроса в парламенте только один член парламента проголосовал за оказание помощи Бэббиджу. Бэббиджу так и не удалось завершить большую разностную машину Небольшая часть машины, готовая к 1833 г., могла рассчитывать полиномы с разностями третьего порядка и имел, удовлетворительную скорость. Незаконченная разностная машина вместе со всеми чертежами в 1843 г. была сдана, на хранение в музей Королевского колледжа в Лондоне Из ее частей впоследствии была построена демонстрационная модель, находящаяся сейчас в Кембридже.

Бэббидж всеми способами старался пропагандировать свою машину, но, несмотря на все усилия, ему не удалоесь добиться, чтобы машина была представлена на первой международной промышленной выставке в Лондоне в 1849 г. Лишь в 1862 г., когда Бэббиджу шел 71-й год, часть разностной машины, которая хранилась в Королевском колледже, была показана на международной выставке в Лондоне в Южном Кенсингтоне. Но машину поместили в маленькой комнате, одновременно осматривать ее могли только несколько человек. Бэббидж вместе со своим младшим сыном подготовил плакаты, поясняющие принцип работы машины, но их негде было повесить, так как на стенах комнаты демонстрировались ковры и клеенки.

После закрытия выставки музей Королевского колледжа отказался принять машину обратно. Разностная машина и сделанные Бэббиджем плакаты были переданы в На­учный музей в Южном Кенсингтоне.

У Бэббиджа оказались непосредственные последователи в работе над разностной машиной. Шведы Георг и Эдвард Шейц (отец и сын) в 1840г. сконструировали действующую модель разностной машины, а в 1853 г. изготовили и саму машину, которая работала до четвертых разностей с де­сятичными числами длиной 15 разрядов. Машина Шейцев демонстрировалась в Лондоне в 1854 г. и в Париже в 1855 г., где ей была присуждена золотая медаль. Описание машины было опубликовано 30 июня 1855 г. в «Иллюстрированных лондонских новостях». Бэббидж ходатайствовал перед Королевским обществом о награждении Шейцев почет­ными медалями. Машина находилась затем в Дадлеевской обсерватории в Олбени (штат Нью-Йорк) и использова­лась для расчета астрономических таблиц.

При жизни Бэббиджа была сконструирована еще одна разностная машина. Ее изготовил швед М. Виберг, в 1863 г. машина демонстрировалась в Париже. В машине Виберга использовались основные идеи разностной ма­шины Бэббиджа, однако конструкция ее была более удач­ной.

Несколько разностных машин было создано после смер­ти Бэббиджа. В 1876 г. разностную машину построил Дж. Грант (США), в 1909 г.— известный немецкий кон­структор арифмометров К. Гаман, в 1933 г. — английский ученый Л. Комри, которому, как и за столетие до этого Ч. Бэббиджу, была оказана финансовая помощь правитель­ства. Хотя машина Комри была наиболее производительной среди всех разностных машин (табулирование с 13 зна­ками функций, имеющих постоянные шестые разности), она все же уступала по мощности машине, которую кон­струировал Бэббидж.

Аналитическая машина Бэббиджа

Рассматривая возможности разностной машины, сле­дует отметить, что Бэббидж впервые предложил машину, которая, в отличие от всех предшествующих, могла не только производить один раз заданное действие, но и осу­ществлять целую программу вычислений. Наряду с та­булированием полиномов по методу конечных разностей на машине можно было рассчитывать значения функций, не имеющих постоянных разностей, с помощью искусно подо­бранных эмпирических формул.

Сам Бэббидж достаточно ясно представлял назначение своей машины. Он пропагандировал использование мате­матических методов в различных областях науки и пред­сказывал при этом широкое применение вычислительных машин. Первый рисунок аналитической машины появился в бумагах Бэббиджа в сентябре 1834 г.

Чертеж «Аналитической машины», 1840 г.

Конструктивная разработка аналитической машины казалась Бэббиджу на столько простой, что, по его мнению, пришлось бы затратить больше средств на завершение разностной машины, чем конструировать новую машину из более простых механических элементов.

Аналитическая машина была задумана как чисто механическое устройство без каких бы то не было электрических элементов, так как электротехника в то время только начинала развиваться. Однако при разработке машины Бэббидж предполагал использовать не только механический привод. Он отмечал, что хотел бы выполнять расчёты с помощью какого-либо внешнего источника энергии.

На аналитической машине Бэббидж собирался вычислить навигационные таблицы, выверить таблицы логарифмов, рассчитать ряд астрономических таблиц и провести много других вычислительных работ.

Большую помощь в разработке аналитической машины оказала Ада Лавлейс

К 1834 году относится знакомство Ады с разностной машиной Бэббиджа. Ада посещает публичные лекции Д. Ларднера о машине. В это же время, совместно с Соммервилем и другими, она впервые навещает Бэббиджа и осматривает его мастерскую.

После первого посещения Ада стала часто бывать у Бэббиджа, иногда в сопровождении миссис де Морган. Мэри Соммервил вспоминала, что они вместе с Адой «… часто посещали мистера Бэббиджа, работавшего над вычислительной машиной»; Бэббидж всегда приветливо встречал их, терпеливо объяснял устройство своей машины и практическую пользу автоматических вычислений.

В начале знакомства Бэббиджа с Адой его при­влекли математические способности девушки. В дальнейшем Бэббидж нашел в ней человека, который полностью понимал его устремления, поддерживал все его смелые, а порою и дерзкие начинания. Отношения Бэббиджа с Адой Лавлейс во многом скрасили его личную жизнь, частые неудачи в работе. Ада, кроме того, была почти ровесницей его рано умершей единственной дочери. Все это привело, несмотря на сложность и противоречивость характера Бэббиджа, к теплому и искреннему отношению к Аде на долгие годы.