پدر علم محاسبات و کامپیوتر کیست؟

اقتصاد۲۴- مریم آیتی: «چارلز ببیج» دانشمند، ریاضی‌دان، فیلسوف، مخترع و مهندس مکانیکی مشهور انگلیسی متولد ۲۶ دسامبر ۱۷۹۱ در لندن بود که اولین طرح‌های مفهومی ماشین حساب را طراحی کرد. برخی لقب «پدر محاسبات» را به او داده و برخی او را به عنوان «پدر کامپیوتر» می‌شناسند. چارلز ببیج، مخترع اولین کامپویتر مکانیکی تاریخ است. طرح‌های او پایه‌گذار طراحی و ساخت کامپیوتر‌های الکترونیکی پیشرفته شده است.

دوران جوانی و تحصیل چارلز ببیج

اوایل زندگی چارلز ببیج با تراژدی و چالش‌های زیادی همراه بود. اگرچه، خانواده او بسیار ثروتمند بودند و ببیج در دوران نوزادی از زندگی راحتی برخوردار بود، اما چارلز و خانواده‌اش پس از مرگ پدرش در حالی که او تنها سه سال داشت با مشکلات مالی مواجه شدند و در فقر و گرفتاری فرو رفتند؛ در نتیجه، مجبور شدند از مشکلات به سختی عبور کنند.

ببیج در خانواده‌ای با چهار فرزند به دنیا آمد. پدر او، بنجامین ببیج یک بانکدار بود و مادرش نیز بتسی پلاملی تیپ نام داشت. خانواده ببیج در سال ۱۸۰۸ به تینموث شرقی نقل مکان کردند. چارلز در کودکی به بیماری کشنده‌ای دچار شد که زندگی او را در معرض خطر قرار داد. پس از رهایی از بیماری، او در سن هشت سالگی به مدرسه‌ای محلی در آلفینگتون رفت. 

ببیج که استعداد بالایی در تحصیل داشت به سرعت برای حضور در مدرسه‌ی King Edward VI در توتنس پذیرفته شد، اما به خاطر شرایط نامساعد سلامتی، بار دیگر به تحصیل زیر نظر معلمان خصوصی روی آورد.

تحصیلات چارلز در مقاطع ابتدایی و راهنمایی آن دوران با تغییرات متعددی روبرو بود. او ابتدا در یک آکادمی در آنفیلد به تحصیل پرداخت و در کتابخانه‌های آنجا به مطالعه‌ی ریاضیات علاقه‌مند شد. سپس زیر نظر کشیشی در نزدیکی کمبریج به تحصیل پرداخت، اما پس از مدتی با ناامید شدن از آموزه‌های او به توتنس بازگشت. در نهایت او تحصیلاتش را زیر نظر یک استاد آکسفورد ادامه داد و با رسیدن به درجه‌ای ممتاز در علوم کلاسیک، برای ادامه‌ی تحصیل در کمبریج پذیرفته شد.

با وجود این مشکلات، چارلز جوان، پتانسیل و عطش بسیار زیادی برای یادگیری دانش از خود نشان می‌داد. او تحصیلات خود را در مدرسه چارتر هاوس دنبال کرد؛ اما متأسفانه هیچ علاقه‌ای نسبت به ریاضیات و علوم به دلیل این که موضوعات خسته‌کننده‌ای بودند، نداشت و به زودی متوجه شد که آموزش‌های مدرسه به دلیل قوانین سختگیرانه‌ای که برای او دارد، مناسب نیست؛ بنابراین، او در خانه، بدون هیچ معلم و کمکی، شروع به یادگیری زبان‌های لاتین، فرانسوی و یونانی کرد.

بیشتر بخوانید: پدر تاریخ جهان کیست؟

ببیج در اکتبر سال ۱۸۱۰ وارد کالج ترینیتی دانشگاه کمبریج شد. او پس از ورود به دانشگاه، آشنایی عمومی با ریاضیات معاصر داشت. وی تحقیقات و کتاب‌های اساتید بزرگی همچون رابرت وودهاوس، جوزف لوئیس لاگرانژ و ماری آنیزی را مطالعه کرده بود. این مطالعات او را از سبک آموزشی و دروس تدریس شده در دانشگاه ناامید می‌کرد، در نهایت در دانشگاه کمبریج به تحصیل در رشته ریاضیات، علوم و ادبیات پرداخت. از آنجا بود که چارلز به مطالعه در مورد علم ریاضی برای انجام اختراعات علاقه‌مند شد.

دوران تحصیلی چارلز در کمبریج نیز بدون چالش نبود. او متوجه شد که عملاً دستورالعمل‌های ریاضی استانداردی وجود ندارد؛ در نتیجه، به دنبال کشف روش‌های نوآورانه و کارآمدتری برای محاسبات بود. این نارضایتی از سیستم آموزشی، زمینه‌ساز اختراعات آینده او شد. او به همراه همکلاسی‌هایش از جمله جان هرشل، جرج پیکاک و برخی دانشجویان دیگر، «انجمن ریاضیات تحلیلی» را تاسیس کردند. هدف اصلی از تاسیس این انجمن، جایگزینی علائم و جداول ریاضی نیوتن با جداول لایب‌نیتس در محاسبات دیفرانسیل بود. انجمنی که ببیج تاسیس کرد تا سال‌ها بعد به فعالیت خود ادامه داد و تاثیر زیادی در جایگزینی علائم ریاضی داشت. البته امروزه هر دو نوع علائم لایب‌نیتس و نیوتن در ریاضیات استفاده می‌شود.

علاوه بر انجمن ریاضیات تحلیلی، ببیج در انجمنی با نام The Ghost Club نیز در کمبریج عضو بود که با هدف مطالعه پدیده‌های فراطبیعی تاسیس شده بود. ببیج در سال ۱۸۱۲ به دانشکده پیترهاوس دانشگاه کمبریج رفت. او که یکی از برترین دانشجویان ریاضیات در این دانشکده بود، در سال ۱۸۱۴ بدون شرکت در آزمون فارغ‌التحصیل شد. در این زمان بود که او برای اولین بار به فکر محاسبه مکانیکی جداول ریاضی افتاد. او در سال ۱۸۲۳ از حمایت دولت برای طراحی یک ماشین برنامه‌ریزی شده با نام Difference Engine با ظرفیت ۲۰ دسیمال برخوردار شد. این ماشین مانند رایانه‌های مدرن می‌تواند داده‌ها را برای پردازش بعدی ذخیره کند. بابیج حین کار به عنوان پروفسور ریاضیات لوکاسی در دانشگاه کمبریج، توسعه تکنیک‌های مهندسی مکانیک را آغاز کرد. با این حال، اون هیچگاه نتوانست موتور خود را با اندازه کامل بسازد؛ زیرا تکنیک‌های فلزکاری آن دوران به اندازه کافی دقیق نبود و هزینه بسیار زیادی داشت.

چارلز ببیج علاوه بر ابداع مفاهیم اولیه رایانه، به توسعه سیستم پستی مدرن در انگلستان کمک کرد و اولین جداول اکچوئری قابل اعتماد را جمع‌آوری کرد. او یک سرعت سنج و همچنین، گاوگیر قطار را اختراع کرد تا موانع موجود در مسیر را کنار بزند. ماشین‌های تفاضلی (Difference Engine) و تحلیلی (Analytical Engine) از اختراعات مهم او بودند که به واسطه آن‌ها توانست «مدال طلای انجمن سلطنتی نجوم» را به دست آورد.

فعالیت کاری چالرز ببیج

به گزارش اقتصاد۲۴ دوران تحصیل ببیج و مطالعات او در آن زمان، شهرت مناسبی را برای او در مجامع علمی ایجاد کرده بود. این دانشمند جوان یک سال پس از فارغ‌التحصیلی در موسسه سلطنتی بریتانیا سخنرانی کرد و یک سال بعد نیز به عنوان همکار جامعه علمی سلطنتی انتخاب شد. او تلاش‌های متعددی برای تدریس در دانشگاه‌های هیلیبری و ادینبرگ داشت که با وجود دریافت توصیه‌نامه از اساتید این دانشگاه‌ها در این امر موفق نبود.

ببیج در سال‌های بعدی تلاش‌های متعددی برای شروع کسب و کار داشت. او ابتدا ایده‌ای برای تاسیس شرکت بیمه داشت، اما در آن موفق نشد. چارلز در سال‌هایی که به دنبال شغل برای خود بود از کمک‌های پدرش و پس از مرگ او نیز از ارث فراوانی (معادل ۱۰ میلیون دلار امروزی) که به دست آورده بود برای مخارج زندگی استفاده می‌کرد. او پس از مرگ پدر و همسرش، به مسافرت می‌پرداخت.

یکی از اقدامات مثبت ببیج در سال‌های ابتدایی پس از فارغ‌التحصیلی، همکاری در تاسیس انجمن سلطنتی نجوم بریتانیا بود. او تمرکز اصلی خود را روی کاهش محاسبات مورد نیاز منجمان گذاشته بود و با طراحی سیستم محاسباتی دقیق، سعی در کاهش خطا‌های جداول محاسباتی نجوم داشت. پروژه‌ی اصلی او که با همکاری دوست قدیمی‌اش هرشل در این موسسه انجام می‌شد، بهبود جداول جانمایی سیاره‌ها بود. فعالیت در این پروژه، اولین ایده‌ها برای طراحی و ساخت ماشین مکانیکی محاسباتی را به ذهن چارلز وارد کرد.

تدریس چارلز ببیج

ببیج از سال ۱۸۲۸ تا ۱۸۳۹ در کرسی لوکاسی دانشگاه کمبریج به تدریس می‌پرداخت. او تفاوت‌های عمده‌ای با استادان دیگر داشت و تمایل زیادی نیز به تدریس از خود نشان نمی‌داد. چارلز در این مدت سه عنوان کتاب در موضوعات مختلف نگاشت و به عنوان عضو افتخاری انجمن هنر و علوم آمریکا نیز انتخاب شد. 

جورج ایری، یکی از اساتیدی که قبل از او در کرسی لوکاسی دانشگاه نشسته بود، دوری ببیج از دانشگاه و مجامع اساتید را به علاقه کم او به سخنرانی مربوط می‌دانست. ببیج یک بار با سخنرانی در مبحث اقتصاد سیاسی، نظریات خود در مورد روش تدریس و تحقیق دانشگاهی را نیز بیان کرد.  او در سال ۱۹۳۱ عنوان کرد که آموزه‌های دانشگاهی باید شمول بیشتری روی علوم متنوع داشته باشند و علاوه بر آن، سرفصل دروس باید گسترش یابد و همچنین، مباحث آموزشی با اهداف کاربردی‌تر انتخاب شوند.

در همین دوران تدریس، ببیج تلاش‌های متعددی برای ورود به دنیای سیاست نیز داشت. او برای نمایندگی در پارلمان انگلستان کاندید شد و البته با شکست در انتخابات سال‌های ۱۸۳۲ و ۱۸۳۴، نتوانست وارد پارلمان شود. او به همراه هرشل و آیوری یک بار نشان انجمن سلطنتی ولفی را دریافت کردند. البته این ریاضی‌دانان هیچ‌گاه نتوانستند نشان سلطنتی شوالیه‌ی بریتانیا یا لقب «سر» را دریافت کنند.

چارلز ببیج در جوامع علمی همیشه به عنوان فردی مبارز و ساختارشکن شناخته می‌شد. اودر نظریات و کتاب‌های متعدد خود تلاش می‌کرد تا روش مدیریت و آموزش انجمن‌های علمی سلطنتی بریتانیا را زیر سوال ببرد و البته در تلاش هم بود تا بر کرسی ریاست این انجمن‌ها تکیه بزند. مایکل فارادی یکی از افرادی بود که در مباحث گوناگون با ببیج مجادله می‌کرد.

برخی اختراعات چارلز ببیج

چارلز ببیج مانند بسیاری از دانشمندان هم‌عصر خود لقب «دانشمند نجیب‌زاده» را یدک می‌کشید. در آن دوران افراد ثروتمندی که توانایی تامین سرمایه‌ی آزمایشات خود را داشتند، به موفقیت‌های نسبی دست پیدا می‌کردند. البته زمینه‌ی علاقه‌ی ببیج آن چنان گسترده بود که در آن زمان نیز بیش از اندازه متنوع پنداشته می‌شد.

به هر حال ببیج در علوم مختلف به آزمایش و بررسی می‌پرداخت و یافته‌هایش آنچنان گسترده بودند که در خلال سال‌های ۱۸۱۳ تا ۱۸۶۸ حدود ۹۰ مقاله نگاشت. همین گستردگی مطالعات است که القاب متنوعی از مخترع و ریاضی‌دان و دانشمند تا منتقد و فعال اقتصادی همراه نام او می‌آیند.

از میان اختراعات و طرح‌های ببیج می‌توان به اختراع ماشین‌های محاسباتی، اختراع کامپیوتر، سیگنال‌دهی فانوس دریایی، اوفتال موسکوپ، سیستم ارزی اعشاری، سیستم پیش‌بینی حوادث ریلی، نورپردازی چندرنگی سالن تئاتر، ارتفاع‌سنج، لرزه‌نگار و حتی یک بازی رومیزی اشاره کرد. او علاقه‌های متنوعی از رمزنگاری و شطرنج تا حل معما و اسلحه‌سازی داشت. 

اختراع ماشین‌های محاسباتی

ببیج ماشین‌های محاسبه‌گر زیادی را اختراع کرده بود که یکی از آن‌ها می‌توانست با استفاده از کارت‌های پانچ که توسط مهندس فرانسوی ژاک دووکانسون ساخته شده بود، محاسبات ریاضی انجام دهد. از آن زمان به بعد، چارلز ببیج به ایده بهبود نحوه محاسبات علاقه‌مند شد. او تصور می‌کرد که تمام محاسبات را می‌توان به صورت مکانیکی توسط دستگاه‌هایی انجام داد؛ اما این دستگاه‌ها باید به گونه‌ای طراحی و مهندسی می‌شدند که در مقیاس کوچک نیز بتوانند امکان انجام محاسبات با سرعت و دقت بیشتری را برای افراد فراهم کنند.

ایده‌های چارلز ببیج به دلیل این که ریاضیدان بزرگی بود، او را به سمت توسعه برخی دستگاه‌های مکانیکی محاسبه‌گر ازجمله ماشین حساب، ماشین تفاضلی و ماشین تحلیلی سوق داد؛ اما این اختراعات به قدری از زمان خود جلوتر بودند که چارلز تا زمانی که زنده بود، نتوانست آن‌ها را بسازد.

این ریاضی‌دان بزرگ در ۱۴ ژوئن ۱۸۲۲ برای اولین بار ایده‌ی ساخت ماشینی با نام Difference Engine را به انجمن سلطنتی ستاره شناسی ارائه کرد. او ایده‌ی خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان «استفاده از ماشین‌آلات در محاسبات ریاضی و نجوم» بیان کرد. ماشینی که او طراحی کرده بود می‌توانست عملیات چندجمله‌ای‌های ریاضی را با استفاده از روش‌های عددی تفاضل محدود انجام دهد.

انجمن سلطنتی ایده‌ی بیج را پذیرفت و دولت نیز کمکی در حدود ۱۵۰۰ پوند برای ساخت این ماشین به ببیج اهدا کرد. او یکی از اتاق‌های خانه‌اش را برای ساخت این ماشین اختصاص داد. فرایند ساخت ماشین ببیج نیاز به مهارت‌های ساخت و تولیدی زیادی داشت و او علاوه بر استخدام افراد مختلف، خودش نیز با سفر به شهر‌ها متنوع در مورد این فرایند‌ها تحقیق می‌کرد. این ماشین حدود ۲۵ هزار قطعه، ۱۳۶۰۰ کیلوگرم وزن و ۲.۴ متر طول داشت. نتایج تحقیقات و سفر‌های او در سال ۱۸۳۲ به صورت کتابی تحت عنوان «اقتصاد ماشین‌آلات و تولید» چاپ شد که مبنای روش تحقیق عملیات امروزی است.

مرگ پدر، همسر و فرزند ببیج در سال ۱‍۸۲۷، فعالیت‌های او در ساخت این ماشین را با وقفه روبرو کرد. به هر حال پس از مدتی او با تشویق همکاران و دوستان خود به ادامه‌ی مطالعه و سفر کردن برای تکمیل طرحش پرداخت. غیبت او در بخش تولید باعث شد تا شایعاتی مبنی بر شکست خوردن پروژه پخش شود؛ اما انجمن سلطنتی به صورت عمومی و گسترده از ببیج حمایت کرد و در چند مرحله، کمک‌های مالی برای پیشرفت پروژه را از دولت دریافت کرد. 

به هر حال مشکلات ببیج با مدیر تولیدش یعنی جوزف کلمنت بر سر جابجایی قطعات و کارگاه تولیدی ادامه پیدا کرد و در نهایت، او در سال ۱۸۳۴ از ادامه‌ی پروژه منصرف شد. دولت نیز در سال ۱۸۴۲ به طور رسمی پروژه‌ی ساخت ماشین اول ببیج را متوقف کرد. 
ببیج بار دیگر در خلال سال‌های ۱۸۴۷ تا ۱۸۴۹، طرح پیشرفته‌ای از این ماشین را ارائه کرد که البته کمک‌های مالی لازم را برای تولید دریافت نکرد.

در نهایت، ماشین‌های محاسباتی بابیج در اواخر قرن نوزدهم توسط پسرش ساخته شد و بسیاری از ایده‌هایی که چارلز از آن‌ها استفاده کرده بود در ماشین حساب‌های مکانیکی پیشرفته‌تر ازجمله ماشین حساب‌های آلمانی و آمریکایی پیاده‌سازی شدند. برخی از قطعات ماشین اولیه ببیج در حال حاضر در موزه‌ی تاریخ علوم در آکسفورد نگهداری می‌شوند. طراحی‌های ببیج در نهایت در سال ۱۹۸۹ ساخته شدند. ماشین ساخته شده اولین محاسبه‌ی خود را تا ۳۱ رقم انجام داد.

۹ سال بعد نیز موزه‌ی علوم انگستان طرح نهایی پرینتر این دستگاه را نیز تولید کرد. موزه‌ی علوم در مجموع دو دستگاه با استفاده از طرح‌های بهبودیافته‌ی ببیچ طراحی کرد. یکی از این دستگاه‌ها در موزه نگهداری شده و دیگری نیز توسط مولتی‌میلیونر آمریکایی، پائول میرولد خریداری شده است.

اختراع کامپیوتر

این ایده‌ها همچنین، جرقه‌ای بودند تا در سال ۱۹۵۱ اولین کامپیوتر واقعی که می‌توانست محاسبات خودکار را با استفاده از یک مدار الکترونیکی انجام دهد و از دستورالعمل‌های ارائه شده توسط اعداد باینری پیروی کند، توسط جان آتاناسوف ساخته شود.

چارلز ببیج پس از کانسپت و اختراع موتور تحلیلی (Analytical Engine) در سال ۱۸۳۷ به عنوان پدر کامپیوتر شناخته شد. موتور تحلیلی دارای ALU (واحد منطق حسابی) کنترل جریان اولیه و حافظه یکپارچه بود که به عنوان اولین کانسپت کامپیوتری همه منظوره مورد استقبال قرار گرفت. متاسفانه به دلیل مسائل مالی، این کامپیوتر تا زمانی که چارلز بابیج زنده بود ساخته نشد.

با این حال، در سال ۱۹۱۰، هنری بابیج، کوچک‌ترین پسر چارلز بابیج، بخشی از دستگاه را تکمیل کرد که می‌توانست محاسبات اولیه را انجام دهد. در سال ۱۹۹۱، موزه علوم لندن یک نسخه فعال از موتور تحلیلی شماره ۲ را تکمیل کرد. این اصلاحات ببیج که او در تولید موتور تحلیل توسعه داده بود را در خود داشت.

با اینکه ببیج در طول زندگی‌اش هرگز اختراع خود را تکمیل نکرد، ایده‌ها و مفاهیم رادیکالی او در مورد کامپیوتر او را به پدر محاسبات و کامپیوتر تبدیل کرده است. در سال ۱۸۲۲، چارلز یک سخنرانی در مورد اختراعات تهیه و ارائه کرد؛ این سخنرانی نشان می‌داد که چگونه اختراعات با علم ریاضیات در ارتباط است.

اختراع ماشین تفاضلی

چارلز ببیج اولین نمونه ماشین‌های تفاضلی را ساخت که با اعداد منفی/ مثبت و فقط با جمع و تفریق (بدون ضرب یا تقسیم) سروکار داشتند. این اختراع نشان داد که چگونه ماشین‌ها می‌توانند راه‌حل‌هایی را برای مسائل پیچیده پیدا کنند که این مسئله در سال‌های بعد منجر به اختراع کامپیوتر نیز شد.

چارلز برای مدتی از اختراع دست کشید تا این که در سال ۱۸۳۲ اختراع بعدی خود را به نام «ماشین تحلیلی» ارائه کرد که اساساً یک نسخه بهبود یافته‌تر بود. یکی از مهم‌ترین اختراعات چارلز ببیج، ماشین تفاضلی (Difference Engine) بود که برای محاسبات پیچیده ریاضی فقط با استفاده از اعداد (به عنوان مثال بدون جبر) کار می‌کرد. ببیج به دلیل نارضایتی که از ماهیت کار جداول ریاضی داشت، ایده دستگاه مکانیکی را ارائه داد که می‌توانست محاسبات پیچیده را به صورت خودکار انجام دهد. چشم‌انداز ببیج این بود که ماشینی بسازد که بتواند جداول دقیقی برای ناوبری، نجوم و سایر زمینه‌های علمی تولید کند.

از این‌رو، چارلز ببیج برای تکمیل این اختراع، زمان زیادی صرف کرد؛ زیرا باید هر قسمت از کار را خودش طراحی می‌کرد. همین‌طور قبل از این که می‌خواست طراحی قسمت دیگری را شروع کند، اول مطمئن می‌شد که قسمت‌های قبلی به خوبی کار می‌کنند. او حتی قطعات خاصی را برای اختراعاتش مانند مواردی که در ساخت چرخ‌دنده، برش پیچ و سایر قطعات مکانیکی که برای این اختراع مناسب بودند، طراحی کرد، اما این اختراع، آن‌قدر پیچیده بود که هیچ کس در آن زمان نمی‌توانست آن را به خوبی درک کند؛ بنابراین این اختراع به مرحله تولید نرسید و تجاری نشد.

با این حال، ماشین تفاضلی اولین اختراع چارلز، هنوز هم یکی از بهترین اختراعات تاریخ محسوب می‌شود. به همین دلیل است که چارلز ببیج را پدر اختراع می‌نامند؛ زیرا سخت‌کوشی و تلاش او بود که راه را برای توسعه فناوری مدرن هموار کرد.

امروزه می‌توان ماشین تفاضلی را نمونه اولیه کامپیوتر‌های امروزی در نظر گرفت؛ زیرا هر دو به شکلی مشابه به نظر می‌رسند و کار می‌کنند. به عنوان مثال، هر دو از الکتریسیته برای تأمین انرژی استفاده می‌کنند و به همین دلیل است که عملیات محاسباتی، سریع‌تر از همیشه انجام می‌شوند. علاوه بر این، هم ماشین تفاضلی و هم کامپیوتر برای حل عملیات ریاضی مختلف و کمک به افراد برای درک بهتر این عملیات از اعداد و محاسبات خودکار استفاده می‌کنند. به علاوه این که هر دوی این دستگاه‌ها برای انجام کار‌هایی که برای انسان بسیار طولانی یا پیچیده هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. 

اختراع ماشین تحلیلی

در حالی که ماشین تفاضلی از دستاورد‌های قابل توجه چارلز ببیج به حساب می‌آمد، کار اصلی او با طراحی ماشین تحلیلی (Analytical Engine) انجام شد که نسخه بسیار بهبود یافته‌تر از اولین اختراع او بود. این اختراع نوآورانه، مقدمه‌ای برای تولید کامپیوتر‌های مدرن بود و ویژگی‌هایی مانند ذخیره‌سازی، پردازش و قابلیت برنامه‌ریزی را در خود جای داده بود.

این ماشین تحلیلی از ماشین بافندگی ژاکارد الهام گرفته شده بود؛ یک ماشین بافندگی که از کارت‌های پانچ برای کنترل الگو‌ها استفاده می‌کرد. بابیج این مفهوم را برای ایجاد ماشینی به کار برد که می‌توانست دستورالعمل‌ها را از کارت‌های پانچ شده بخواند، محاسبات را انجام دهد و نتایج را ذخیره کند. طراحی او شامل ویژگی‌هایی مانند ضرب، تقسیم و ذخیره‌سازی و بازیابی خودکار بود.

به عبارت دیگر، ساختار ماشین تحلیلی، اساساً همان ساختاری بود که برای طراحی رایانه در عصر امروز مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین دلیل است که این ماشین، یکی از موفق‌ترین دستاورد‌های چارلز به حساب می‌آید. روند ساخت این ماشین بسیار گسترده بود و به سرمایه‌گذاری مالی زیادی نیاز داشت. ببیج با تعدادی از دستیاران خود، حدود ۵۰۰ نقشه‌ی طراحی به همراه اسناد بسیار زیاد محاسباتی را تهیه کردند.

ماشین نهایی حدود ۴.۵ متر طول و دو متر عرض داشت که البته هیچ‌گاه ساخته نشد. ببیج تنها توانست نمونه‌هایی کوچک از ماشین خود را تولید کند و در جذب سرمایه برای تولید نهایی با مشکل روبرو شد. در نهایت ساخت این ماشین نیز در سال ۱۸۴۲ متوقف شد. یکی از همکاران ببیج در توسعه‌ی این ماشین، آگوستا آدا کینگ بود. او در مکاتباتی که با ببیج داشت، برنامه‌هایی برای ماشین او طراحی کرد که به همین دلیل، می‌توان لقب اولین برنامه‌نویس تاریخ را به او داد. ببیج تا پایان عمر به تحقیق روی ماشین تحلیلی‌اش مشغول بود.

در سال ۲۰۱۱، محققان بریتانیایی تصمیم گرفتند تا ماشین تحلیلی ببیج را بسازند. آن‌ها پروژه‌ای چندین میلیون دلاری با نام «پلان ۲۸» را شروع کردند. به دلیل آن که طرح‌های ببیج در ارتباط با این ماشین، به دفعات اصلاح شده بودند، این گروه محقق تصمیم گرفتند تا با نظرسنجی‌های عمومی، توانایی‌ها و ویژگی‌های آن را انتخاب کنند. در صورت ساخت این ماشین، حافظه‌ای معادل ۶۷۵ بایت به همراه سرعت پردازش ۷ هرتز برای آن پیش‌بینی شده است. 

محدودیت‌های تکنولوژیکی آن زمان، همراه با موانع مالی و سیاسی، مانع از تحقق کامل اختراعاتش در زمان حیات او شد. در نهایت، ببیج هیچ وقت نتوانست ساخت ماشین‌های تفاضلی و تحلیلی خود را به دلیل کمبود بودجه و مشکلات دیگر به اتمام برساند. با این حال، اختراعات چارلز منجر به پیشرفت‌های آینده در علم محاسبات شد. ایده‌های او، الهام‌بخش نسل‌های جدید مخترعین و مهندسان شد و پایه و اساس بسیاری از اختراعات آن‌ها بر اساس مفاهیم به کار گرفته توسط چارلز شکل گرفت.

زندگی شخصی و درگذشت چارلز ببیج

چارلز ببیج در ۲۵ جولای سال ۱۸۱۴ با جورجیانا ویتمور ازدواج کرد. این زوج هشت فرزند داشتند که تنها چهار نفر از آن‌ها تا سنین بلوغ زنده ماندند. همسر چارلز در سال ۱۸۲۷ به همراه دو فرزندش و پدر چارلز از دنیا رفت. علیرغم موفقیت‌های خانواده و مخصوصاً پسر بزرگش، چارلز با مشکلات زیادی در زندگی روبرو بود. او در طول زندگی خود و همچنین در دوران کودکی به دلیل ظاهرش دائماً توسط افراد دیگر مورد آزار و اذیت قرار می‌گرفت (او سر بسیار کوچکی داشت که برای دیگران عادی به نظر نمی‌رسید).

آخرین فرند ببیج یعنی هنری، ۶ دستگاه نمونه به کمک طرح‌های پدرش از ماشین Difference را تولید کرد و یکی از آن‌ها را نیز به دانشگاه هاروارد فرستاد. آن نمونه بعد‌ها توسط هاوارد اچ. آیکن مورد مطالعه قرار گرفت و زمینه‌ساز ساخت ماشین هاروارد مارک شد.

چارلز ببیج در ۱۸ اکتبر سال ۱۸۷۱ در سن ۷۹ سالگی در خانه‌اش در میلبون از دنیا رفت. جسد او در گورستان سبز کنزال دفن شده است. گزارشات کالبدشکافی، دلیل مرگ او را نارسایی کلیوی و عفونت ادراری بیان کرده‌اند.

نیمی از مغز این دانشمند در موزه علوم هانتر در لندن نگهداری می‌شود. از یادگار‌هایی که به نام این ریاضی‌دان انگلیسی ساخته و نام‌گذاری شده‌اند می‌توان به پلاک یادگاری از زندگی ۴۰ ساله‌ی او در خیابان دورست، چاله‌ی ببیج روی کره‌ی ماه، موسسه‌ی تحقیقاتی چارلز ببیج، ساختمان ببیج در دانشگاه پلیموث و زبان برنامه‌نویسی ببیج اشاره کرد.