Ada wird 200

Geschrieben am 10.12.2015 von

Ada Lovelace müssen wir in unserem Blog nicht groß vorstellen, doch am 10. Dezember 2015 dürfen wir sie feiern, denn vor genau 200 Jahren kam sie in London zur Welt. Über ihr Leben informiert man sich am besten in der Sonderausstellung des HNF; wir möchten an dieser Stelle einmal ihre im Internet vorliegenden Texte würdigen.

„Born to program“ – das könnte man über Ada Augusta Lovelace sagen, die am 10. Dezember 1815 in London zur Welt kam. Die einzige eheliche Tochter des Dichters Lord Byron wuchs bei der Mutter auf, lebte das Leben eines Mitglieds des englischen Adels, heiratete mit neunzehn einen Lord King, der dann zum Earl of Lovelace erhoben wurde, und starb noch jung an Jahren am 27. November 1852.

Natürlich hat Ada nicht nur programmiert, schon deshalb, weil es im 19. Jahrhundert keine Computer gab. Dennoch sind ihre größten und bekanntesten Leistungen ein solches Programm und der Text, mit dem es gedruckt wurde, die Übersetzung eines Fachartikels vom Französischen ins Englische und die Anhänge, die sie beifügte. Thema von Artikel und Anmerkungen war eine digitale Rechenanlage, die nie realisierte Analytische Maschine von Adas Landsmann Charles Babbage.

Unsere Geschichte beginnt in der zweiten Septemberhälfte des Jahres 1840, als Babbage an einem Wissenschaftlerkongress in Turin teilnahm, ähnlich dem in Berlin von 1828. Damals gehörte Turin zum Königreich Sardinien, das aber auch Territorien in Norditalien besaß. Außerhalb des Treffens hielt Babbage Vorträge über seinen mechanischen Computer und zeigte Pläne und Lochkarten, die – siehe Video – bis heute in der Turiner Akademie der Wissenschaften verwahrt werden.

Im Publikum saß Luigi Federico Menabrea, Offizier und Professor an der örtlichen Militärakademie, der es später bis zum Ministerpräsidenten Italiens brachte. Er machte sich Notizen, erhielt weitere Informationen vom Referenten und erstellte mit einiger Verspätung einen Aufsatz in französischer Sprache: „Notions sur la machine analytique de M. Charles Babbage“  („Skizze der Analytischen Maschine von…“)  Dieser erschien im Oktober 1842 in einer Zeitschrift im schweizerischen Genf.

Menabrea begann mit dem älteren Konzept von Babbages Differenzmaschine und schilderte danach mit zwei Rechenprogrammen, wie die neue Analytische Maschine funktioniert. Das erste ermittelte aus den Gleichungen  mx + ny = d  und  m’x + n’y = d‘  die Unbekannten x und y, das zweite rechnete die Formel  (a + bx1) (A + B cos1x)  aus, wobei per definitionem x1 gleich x und cos1x gleich cos x ist. Mit anderen Worten, schon Menabrea gab Software für den hypothetischen Computer an, wobei er sich wahrscheinlich auf Angaben von Babbage selbst stützte.

Sein Aufsatz wurde dann von Ada Lovelace ins Englische übertragen und erschien im Oktober 1843 im Jahrbuch „Scientific Memoirs“, das sich auf Forschungsberichte aus dem Ausland spezialisierte. An den „Sketch of the Analytical Engine invented by Charles Babbage, Esq.“ hängte Übersetzer A. A. L. – die Leser erfuhren nicht, dass es eine Übersetzerin gab – sieben Nachträge an, die etwa anderthalb mal so lang sind wie der Menabrea-Artikel. Dazu kam ein dreieinhalb Seiten umfassendes Vorwort von Jahrbuch-Herausgeber Richard Taylor.

Ein Vergleich von französischem und englischem Text macht deutlich, dass Ada ihre Vorlage an einigen Stellen abänderte, vor allem bei der Bezeichnung der Zahnrad-Säulen, die in der Analytischen Maschine die Zahlen speichern. Luigi Menabrea nannte die Säulen V0, V1, V2, V3 usw., und Ada fügte einen neuen Index links oben hinzu, sprich 0 oder 1. Die kleine Eins zeigt dabei an, dass eine Säule, etwa 1V3, eine bestimmte Zahl trägt, während 0V0, 0V1, 0V2, 0V3 usw. besagen, dass die Zahnräder der Säulen, die jeweils die Ziffern einer Dezimalzahl verkörpern, alle auf Null stehen.

Ada brauchte die Nomenklatur für ihr großes Programm, das sie berühmt machte. Hier können Säulen im Laufe der Rechnung nacheinander verschiedene Zahlen speichern; die wechselnden Zustände gibt ebenfalls jener Index an. Für Details des Programms, das die ersten Bernoullischen Zahlen liefert, verweisen wir auf den Anhang G des Artikels; ein Ausschnitt daraus ist oben zu sehen. Dort finden wir auch Adas visionäre Bemerkungen über Sinn und Zweck der Analytical Engine:

„Die Analytical Engine erhebt keinen Anspruch, irgend etwas zu erzeugen. Sie kann all das tun, wofür wir die entsprechenden Durchführungsbefehle geben können. Sie vermag der Analysis zu folgen, doch keinesfalls kann sie analytische Relationen oder Wahrheiten antizipieren. Sie hat uns lediglich dabei zu helfen, Dinge verfügbar zu machen, die wir in abstracto schon wissen. Für diesen Zweck zählt man natürlich hauptsächlich auf ihre Verarbeitungskapazitäten. Doch wird sie wohl auch noch auf andere Weise einen indirekten und reziproken Einfluß auf die Wissenschaft ausüben.“

Und so kam es auch, wenngleich der moderne digitale Computer in Unkenntnis der Arbeiten von Charles Babbage und Ada Lovelace entstand. Obiges Zitat stammt aus dem Internet und dem Buch „Maschinendenken / Denkmaschinen“ von Peter Bexte und Werner Künzel aus dem Jahr 1996. Ein weiteres Buch, das Adas Übersetzung und ihre Nachträge auf Deutsch enthält, ist „Babbages Rechen-Automate“, herausgegeben im gleichen Jahr von Bernhard Dotzler. Beide Werke sind nur noch antiquarisch erhältlich.

Ada Lovelace wird zu Recht als die erste Programmiererin gefeiert. Ihr Pech war allerdings, dass sie mit einem nicht vorhandenen Computer rechnete bzw. einem Gerät, das nur in ihrem Kopf und dem von Charles Babbage existierte. Es ist anzunehmen, dass ihre Leser den Schritt in die virtuelle Welt nicht in gleicher Weise vollzogen und außerdem Probleme hatten, ihre anspruchsvolle und ungetestete Software zu verstehen.

Umso mehr darf man an ihrem 200. Geburtstag die Leistungen der Computergräfin bewundern. Schon am Mittwoch startete ein Symposium in Oxford, wo auch Fotos von Ada zu sehen sind. Bis zum 10. Juli 2016 schildert die Ada-Lovelace-Ausstellung des HNF ihr Leben und Werk. Gezeigt wird unter anderem eine Kopie des Porträts, das die Malerin Margaret Sarah Carpenter 1836 anfertigte; das Original hängt im Amtssitz von Premierminister David Cameron in der Londoner Downing Street 10. Happy birthday, Ada, and thank you so much!

AdaGemälde

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Ein Kommentar auf “Ada wird 200”

  1. Don Knuth mailt auf HNF-Fragen zu Ada und den Bernouilli-Zahlen: „I think she was a true pioneer. I had a chance to see several original documents in her hand, in the Bodleian while visiting Oxford in June, and I was definitely impressed.

    These important numbers arise in many asymptotic calculations. They are still somewhat mysterious today, and they were even more mysterious in the early 19th century. (The famous vonStaudt-Clausen theorem, which explains their fractional parts in terms of prime numbers, might not have been proved yet when Lovelace and Babbage worked on that problem; I forget.) Those numbers are not at all easy to compute; one of my own first papers was, in fact, devoted to calculating them.
    [Mathematics of Computation 21 (1967), 663-688]

    Since Bernoulli numbers have never been widely known, the problem of computing them was almost certainly proposed by Charles Babbage rather than by Ada Lovelace. She, however, picked up the ideas quickly and worked out the first program. (Some people think he did almost all the work, but my own opinion is the exact opposite.) I think he was a visionary but a lousy programmer.

    When somebody in Italy asked him a question, which could be paraphrased „why doesn’t your computer have a go to statement“, Babbage was totally unable even to understand the question.

    Fortunately the computation of Bernoulli numbers can easily be done only with simple loops of the kind Babbage’s machine could handle.“

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