Một người thiết kế chiếc máy tính đầu tiên nhưng không bao giờ chế tạo xong nó. Người còn lại viết chương trình máy tính đầu tiên cho cỗ máy chưa hề tồn tại đó. Charles Babbage và Ada Lovelace cách chúng ta gần hai thế kỷ, nhưng câu chuyện của họ là khởi nguồn của mọi chiếc máy tính ngày nay.

Xuất thân & tuổi thơ

Charles Babbage sinh năm 1791 tại London, con trai một chủ ngân hàng giàu có. Từ nhỏ ông đã mê toán học và máy móc, tự học đến mức khi vào Đại học Cambridge, ông thấy chương trình toán của trường còn tụt hậu so với mình. Ada Lovelace sinh năm 1815, là con gái của nhà thơ lừng danh Lord Byron và bà Annabella Milbanke, người đã rời bỏ chồng khi Ada mới vài tuần tuổi.

Bà Annabella, bản thân giỏi toán, quyết tâm dạy con bằng khoa học để "trị" dòng máu thi sĩ bốc đồng mà bà lo con thừa hưởng từ cha. Trớ trêu thay, Ada lớn lên vừa sắc bén trong phân tích, vừa giàu tưởng tượng như một thi nhân; bà tự gọi cách làm việc của mình là "khoa học thi ca". Năm mười bảy tuổi, Ada được xem phần đã lắp ráp của cỗ máy tính kỳ lạ tại nhà Babbage — và trong khi khách khứa chỉ ngắm cho vui, cô lập tức hiểu được ý nghĩa của nó.

Bước ngoặt đến với phát minh

Bước ngoặt của Babbage đến từ sự bực bội nghề nghiệp. Đầu thế kỷ mười chín, mọi bảng số của nhân loại — bảng logarit, bảng thiên văn, bảng hàng hải — đều do người tính tay, và chúng đầy rẫy sai sót có thể khiến tàu đắm, cầu sập. Babbage từng thốt lên: ước gì những phép tính này được thực hiện bằng hơi nước. Năm 1822, ông đề xuất chế tạo Máy Sai phân (Difference Engine) — một cỗ máy bánh răng khổng lồ tự tính và in bảng số không cần bàn tay con người. Chính phủ Anh mê ý tưởng này và rót tiền tài trợ.

Trong lúc vật lộn với Máy Sai phân, ông đã nhảy sang một thiết kế tham vọng hơn nhiều: Máy Phân tích (Analytical Engine, 1837) — không còn là máy tính một việc, mà là máy tính đa năng có thể lập trình bằng thẻ đục lỗ mượn ý tưởng từ máy dệt Jacquard. Thiết kế của nó có một "kho" chứa số và một "xưởng" xử lý số — chính là bộ nhớ và bộ xử lý trung tâm trong mọi máy tính ngày nay.

Đỉnh cao & công trình chính

Đỉnh cao chung của hai người đến vào năm 1843, khi Ada nhận dịch một bài viết của Luigi Menabrea mô tả Máy Phân tích. Bà bổ sung phần Ghi chú dài gấp ba lần bài gốc. Trong Ghi chú cuối cùng, bà mô tả thuật toán để máy tính dãy số Bernoulli — được hậu thế công nhận là chương trình máy tính đầu tiên trong lịch sử, dù cỗ máy chạy nó chưa từng tồn tại.

Quan trọng hơn cả thuật toán, Ada nhìn thấy điều chính Babbage cũng chưa nói hết: một cỗ máy thao tác với số hoàn toàn có thể thao tác với bất kỳ ký hiệu nào — âm thanh, hình ảnh, chữ viết. Bà viết rằng máy có thể sáng tác những bản nhạc phức tạp: đó là tầm nhìn về máy tính đa phương tiện, một thế kỷ trước khi máy tính điện tử ra đời.

Thất bại, tranh cãi ít người biết

Cuộc đời cả hai đều nhuốm màu dang dở. Máy Sai phân không bao giờ hoàn thành: chi phí đội lên hơn mười bảy nghìn bảng Anh, trong khi bất đồng giữa Babbage và kỹ sư trưởng Joseph Clement khiến công trình đình trệ, và năm 1842 chính phủ rút tài trợ. Tính khí khó chịu càng khiến ông mất đồng minh, và ông dành không ít năng lượng cuối đời cho chiến dịch vận động cấm... nhạc công đường phố biểu diễn gần nhà mình.

Về phần Ada, bà từng tham gia một nhóm kín dùng "mô hình toán học" để cá cược đua ngựa, thua lỗ nặng đến mức phải bí mật cầm cố trang sức của gia đình. Bà qua đời năm 1852 vì ung thư, ở tuổi ba mươi sáu — đúng bằng tuổi cha bà khi mất — và được chôn cạnh cha theo nguyện vọng cuối cùng, dù chưa từng gặp mặt ông. Đến nay, giới sử học vẫn tranh luận về mức đóng góp thực chất của Ada trong các Ghi chú: Babbage ghi lại rằng ông đã gợi ý bài toán Bernoulli, còn việc diễn giải và mở rộng thành thuật toán hoàn chỉnh là của bà.

Di sản hôm nay

Năm 1991, Bảo tàng Khoa học London chế tạo Máy Sai phân số 2 theo đúng bản vẽ gốc, chỉ dùng vật liệu và dung sai của thế kỷ mười chín. Cỗ máy nặng năm tấn, gồm khoảng tám nghìn chi tiết — và nó chạy hoàn hảo. Thiết kế của Babbage đúng; thứ ông thiếu là tiền và một thời đại đủ kiên nhẫn. Năm 1980, Bộ Quốc phòng Mỹ đặt tên "Ada" cho một ngôn ngữ lập trình để vinh danh bà, và ngày thứ Ba thứ hai của tháng Mười hằng năm là Ngày Ada Lovelace, tôn vinh phụ nữ trong khoa học và công nghệ.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Babbage ghét tiếng ồn đến mức từng thống kê và xuất bản một bảng phân loại các "kẻ gây ồn" quanh nhà mình, khiến ông bị nhạc công đường phố biểu tình chế giễu ngay trước cửa.
  • Ada ký các Ghi chú của mình chỉ bằng ba chữ cái viết tắt A.A.L., một lựa chọn thận trọng của phụ nữ thời đó khi công bố công trình khoa học.
  • Một nửa bộ não của Babbage hiện được bảo quản và trưng bày tại Bảo tàng Khoa học London.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Babbage đã chế tạo chiếc máy tính đầu tiên của thế giới." Không cỗ máy nào của ông hoàn thành khi ông còn sống; chúng chỉ tồn tại trên bản vẽ. Vinh quang của Babbage nằm ở thiết kế đúng trước thời đại hơn một trăm năm — cay đắng ở chỗ khi người đời dựng lại đúng bản vẽ ấy năm 1991, cỗ máy hoạt động ngay.

Hiểu lầm: "Ada Lovelace chỉ là người dịch thuê bài viết của Menabrea." Phần Ghi chú của bà dài gấp ba lần bài gốc và chứa cả thuật toán lẫn một tầm nhìn về tương lai của máy tính vượt xa những gì Menabrea — và phần nào cả Babbage — đã viết. Lịch sử ghi nhận bà không vì cái tên quý tộc, mà vì bà là người đầu tiên hiểu máy tính có thể làm được những gì.

Nguồn tham khảo