רקע ותסכול מטבלאות שגויות
צ'ארלס בבג' נולד ב-26 בדצמבר 1791 בלונדון, בנו של בנקאי אמיד. למד מתמטיקה בקולג' טריניטי בקיימברידג', שם ייסד עם חברים את "האגודה האנליטית" שקידמה בבריטניה את הסימון המתמטי היבשתי (של לייבניץ) על-פני זה הבריטי המסורתי (של ניוטון). ב-1816 נבחר לחבר בחברה המלכותית. בשנות ה-1810 וה-20 עסק רבות בבדיקת טבלאות מתמטיות (כגון טבלאות לוגריתמים) המשמשות לניווט ולהנדסה, וגילה בהן שגיאות אנוש רבות בחישוב ובהעתקה ידניים — תסכול שהוביל אותו להגות ברעיון של מכונה שתחשב ותדפיס טבלאות אוטומטית, ללא מגע-יד אנושי העלול לשגות.
מנוע ההפרשים
מ-1822 עבד בבג' על תכנון "מנוע ההפרשים" — מכונה מכנית המסוגלת לחשב ולהדפיס טבלאות של פונקציות פולינומיות בשיטת "ההפרשים הסופיים", תוך מימון מהממשלה הבריטית. הפרויקט נתקל בעיכובים ובחריגות-תקציב חמורות, בין היתר עקב סכסוכים עם המהנדס הראשי שביצע את הייצור, ג'וזף קלמנט, ונזנח כליל בסביבות 1833 לאחר שהמדינה כבר השקיעה בו כ-17,000 לירות-שטרלינג — סכום עתק לתקופה. עם זאת, מקטע-הדגמה של כשביעית מ"מנוע ההפרשים מס' 1", כ-2,000 חלקים, כבר הורכב בפועל עד 1832, ופועל ללא-רבב עד היום.
המנוע האנליטי — רעיון המחשב הכללי
משנת 1837 החל בבג' לתכנן מכונה שאפתנית בהרבה: "המנוע האנליטי" — מחשב מכני כללי, עם "מחסן" (store, זיכרון) ו"טוחנה" (mill, יחידת-עיבוד מרכזית), שהיה אמור להיות ניתן לתכנות באמצעות כרטיסי-ניקוב, בהשראת אלה ששימשו במנווליי-האריגה של ז'קארד. בעיקרון, המכונה הייתה אמורה להיות מסוגלת לבצע כל חישוב שתוכנת לבצע — רעיון שמקדים במאה שנה תמימה את המחשב הדיגיטלי הכללי המודרני. עם זאת, המנוע האנליטי מעולם לא נבנה במלואו: רק חלק ניסיוני קטן ממנו היה בבנייה בעת מותו של בבג', ב-1871.
שיתוף הפעולה עם עדה לאבלייס
ב-1843 פרסמה עדה לאבלייס תרגום-מורחב למאמר של המהנדס האיטלקי לואיג'י מנאברֵאה על המנוע האנליטי, ובו הערות משלה המסבירות את פוטנציאל המכונה בבהירות רבה יותר מכל דבר שבבג' עצמו כתב בפומבי עד אז — כולל תיאור מפורט של שיטה לחישוב מספרי ברנולי, המוכר היום כאלגוריתם הראשון שפורסם אי-פעם עבור מכונה. מידת התרומה העצמאית של לאבלייס לעומת החומר שבבג' עצמו סיפק לה נותרת נושא-מחלוקת בין היסטוריונים.
הוכחה מאוחרת שהתכנון היה תקין
ב-1991, לרגל 200 שנה להולדתו, בנה מוזיאון-המדע בלונדון עותק פועל של "מנוע ההפרשים מס' 2" לפי תוכניותיו המקוריות המדויקות של בבג', תוך שימוש בדיוק-ייצור שהיה בר-השגה כבר במאה ה-19. המכונה פעלה כראוי — הוכחה מאוחרת לכך שהתכנון של בבג' היה תקין מבחינה הנדסית, ושהעיכוב בבנייתו בזמנו נבע מבעיות תקציב וייצור, לא מפגם ברעיון עצמו.