バベッジのコンピュータ

　1991年6月のこと、重さ3トンの"計算機"がロンドンの科学博物館の主導で完成したというニュースが流れた。チャールズ・バベッジが1840年代に設計した「階差機関」、いわゆる「ディファレンス・エンジン」がついに動いたのである。ちょっとどぎまぎするニュースだった。
　それはたとえば、レオナルド・ダ・ヴィンチの考案したヘリコプターが再現されて垂直に十五メートルほど飛んだとか、バージェス頁岩に含まれていた古代生物ハルキゲニアが一瞬だが動いたとか、そういったどぎまぎである。いずれにしても、それまでバベッジの簡素な評伝などだけを通してバベッジ時代のヴィクトリアン・インベンションに興味を寄せてきたぼくとしては、これは聞きづてならないニュースだったのだが、いつもの忙しさにまぎれてそのまま放っておいた。
　ところが同じ年、サイバーパンクの二人の旗手ウィリアム・ギブソンとブルース・スターリングがその名もズバリの『ディファレンス・エンジン』という作品を書いた。バベッジを主人公に、１８５０年代の蒸気テクノロジーによって蒸気映像・蒸気タイプライター・蒸気カードなどが一挙に花咲いて、まったく新たな歴史を展開させるという、かれらお得意の奇想天外なパンクでサイバーなオルタナティブ・ストーリーである。まさにヴィクトリアン・バベッジの科学技術社会に対する憧れをおもうぞんぶん勝手に実現してしまったＳＦだった。
　これでいっさいは先を越された。ぼくのやることはなくなった。しかたなく読んだのが本書であった。が、本書によって、やっとこさ「ディファレンス・エンジン」発明前後の全貌があきらかになってきた。やっぱり実際の出来事はフィクションより重力に富んでいる。
　バベッジをとりまくハーシェルやピーコックらの科学者たちの動向が刺激的である。自分たちのことを"アナリチカルズ"と名のった解析的数学派グループや王立天文学会を結成していく経緯も勇ましい。ニュートン以来の"数学における英仏戦争"の結末はもっと陰謀に満ちて頼もしい。もうひとつ、スティーブンソンらの蒸気技術発明家たちとの意外なコラボレーションもある。
　しかし、なんといってもバベッジの周辺をドリーミングにしているのは、詩人ジョージ・バイロンの娘エイダが"世界初のプログラマー"としてバベッジを助けて、ついに「ディファレンス・エンジン」を完成させていく「機械と女神の結婚」をおもわせるくだりである。ぼくは本書を読むまで知らなかったのだが、エイダのお母さんがすでに"平行四辺形の女王"とか"数学の魔女"とよばれていたらしい。

　現存する最も古い計算器は古代バビロニアで発見された算盤「アバカス」である。この算盤の原理がインドにも中国にも日本にも届いたのだったろう。しかし、これは計算器とはいえ本来の計算器ではなかった。人間の手や指が動かした。計算器とは多少とも自動計算をしなければならない。
　計算棒というものもあった。16世紀になってジョン・ネーピアが苦心して作ったもので、象牙の棒に数字を刻んで、これを組み合わせる「格子掛け算法」で九九をこなすものである。多少は広まったが、すぐに飽きられた。ネーピアはそれよりも対数による計算法をつくりだしたことで数学史上に輝いた。ウィリアム・オートレッドによる計算尺の発明はネーピアの計算法の踏襲によっていた。
　機械による計算を思いついたのが誰かはわかっていない。おそらくはケプラーの友人だったウィルヘルム・シッカルトだったろう。ケプラーとの手紙のやりとりにその記述があるからだが、1930年代に図面が発見されて。組み立ててみると、歯車による桁上がりも工夫されていて､四則演算のごく一部をこなせるようになっていた。ただ精度があまりにひどくて､とうてい実用には供せなかった。こうしてブレーズ・パスカルが登場する。原理はシッカルトと似ているが、ピン歯車を加えて桁上がりをさらにスムーズにさせている。「パスカリーヌ」と命名されたこの計算器は、なんと53台も製作された。が、１台とて売れなかったらしい。
　パスカルの次はウィルヘルム・ライプニッツだ。段付き歯車を考案して掛け算も割り算もできるようにした。計算まちがいも少なかった。これを19世紀にある事業家が改良して生産したところ、60年間に1500台が売れた。電卓が普及するまで世界中のオフィスや売店で動いていたさまざまな計算器の原理は、このライプニッツの原理とあまり変わらない。ということは、計算器の歴史はライプニッツで一応の頂点を迎えたということなのである。
　たしかに自動計算器というだけなら、ここが頂点だった。しかしまだ、計算エンジンというまったく新しい発想が待っていたのである。かくしてここにいよいよケンブリッジ大学の数学教授チャールズ・バベッジが登場する。

　バベッジが設計開発したかったものは二つあった。「階差エンジン」と「解析エンジン」である。最初の試作の第一階差エンジンは1823年に着手され、はやくも四則演算のすべてをやってのけ、多項式も解いてみせていた。これを発展させるのに英国政府は援助を惜しまなかったのだが、次の飛躍までに11年がかかった。
　一方、「解析エンジン」のほうは、まことに画期的な設計思想にもとづいていたのだが、試作にはいたらなかった。陽の目を見ずにバベッジは死んだのだ。しかし、これこそはコンピュータの第一歩であったのである。なぜならその設計にはパンチカードによるプログラミング機能が内蔵されようとしていたからだ。

　いまコンピュータとは何かということを最も簡潔に定義づけるとすれば、「プログラムに従って情報を処理する計算機械」ということになるだろう。現在のコンピュータは超大型からノートパソコンにいたるまで、すべてが「プログラム内蔵方式」によって「逐次計算」をする「記憶装置」のついたノイマン型コンピュータというものである。バベッジの「解析エンジン」がどういうものであったかというと、バベッジ自身の解説でこうなっていた。二つの装置が組合わさっているのである。
　１・演算の対象となる変数と、他の演算の結果として得られたすべ
　　ての数値が蓄えられるストア（記憶）部。
　２・演算のおこなわれる数値がたえず送りこまれていくミル（作
　　業）部。
　３・この二つの部門を補助する修正部と、二組の演算カードと変
　　数カード。
　二組の演算カードと変数カードがパンチカードとその読み取りにあたっている。つまりプログラムにあたる。これにもとづいて計算作業部門が動き、それがストア（記憶）されていく。これはまさにコンピュータの原理に近い。たった一つのちがいは、ノイマン型コンピュータはプログラムを内蔵するが、バベッジのコンピュータはカードを通じて外部から読みこむようになっているというだけである。

　なんというチャールズ・バベッジか、なんと麗しいサイバーパンクなチャールズ・バベッジか。ぼくは本書でバベッジがディファレンス・エンジンの本質を、つまりはコンピュータ原理の本質を「自分自身の尻尾を食べるエンジン」と名付けていたことに、それはそれは腰を抜かすほど驚いたものだった。

　バベッジの輝かしい天才的栄誉のために、もう二、三言、加えておこう。世界最初の電子計算機は1946年にペンシルヴァニア大学で製作されたＥＮＩＡＣである。18800本の真空管、1500個のリレーを用いた重さ30トンの怪獣だった。目的は高性能爆弾の弾道計算のためである。バベッジのコンピュータは平行四辺形の女王と女神エイダのためだった。
　怪獣ＥＮＩＡＣとバベッジのコンピュータが同質のものだったということも言っておきたい。これらは両方とも外部プログラム方式だったのだ。ノイマン型のプログラム内蔵方式はＥＮＩＡＣの３年後、まさにバベッジの栄光を受け継いだケンブリッジ大学のウィクルスらによるＥＤＳＡＣが最初であった。焦ったアメリカがノイマン自身をペンシルヴァニア大学に派遣して、プログラム内蔵のＥＤＶＡＣを作らせたのは、やっと1950年代になってからのことだった。
　もうひとつ、言っておきたいことがある。今日のコンピュータは入力装置・出力装置・記憶装置・演算装置・制御装置の５つの部門かで構成されている。このどの一つが欠けてもコンピュータとは言いえない。実はバベッジのコンピュータには、入力装置が欠けていた。むろんキーボードもなかった。しかし、しかしなのである。ぼくが思うには、バベッジは「自分自身の尻尾を食べるエンジン」という構想のもと、「自分自身で書きこむエンジン」をすら着想していたのではなかったということだ。むろん、これは二人のサイパーパンク作家の創造力に煽られての、ぼくのバベッジの夢にすぎないのだが‥‥。