チャールズ・バベッジ
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チャールズ・バベッジ
KH FRS
1860年のバベッジ
生まれる（1791年12月26日）1791年12月26日
ロンドン、イギリス
死亡1871年10月18日（1871年10月18日）（79歳）
メリルボーン、ロンドン、イギリス
母校ピーターハウス、ケンブリッジ
知られている解析エンジン差分エンジン
配偶者
ジョージアナ・ホイットモア
​
​
（ 1814年生まれ 、1827年没）
子供たちベンジャミン・ハーシェル・バベッジとヘンリー・プレボスト・バベッジを含む8人
親族ウィリアム・ウォルリッシュ＝ホイットモア（義理の兄弟）
受賞歴王立天文学会金メダル（1824年）
科学者としてのキャリア
フィールド数学、工学、政治経済学、コンピュータサイエンス
機関ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ、ピーターハウス、ケンブリッジ
サイン

チャールズ・バベッジ （KH FRS / ˈ b æ b ɪ dʒ / ; 1791年12月26日 - 1871年10月18日）は、イギリスの博学者である。[ 1 ]数学者、哲学者、発明家、機械技術者であったバベッジは、デジタルプログラム可能なコンピュータの概念を考案した。[ 2 ]

バベッジは「コンピュータの父」の称号に値すると考える人もいる。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]彼は世界初の機械式コンピュータである階差機関を発明したとされ、これが最終的にはより複雑な電子設計につながった。ただし、現代のコンピュータの基本的なアイデアはすべて、ジャカード織機から借用した原理を使ってプログラムされた彼の解析機関に見ることができる。[ 2 ] [ 6 ]彼はコンピュータ関連の仕事の一環として、世界初のコンピュータプリンターも設計した。[ 7 ]彼はコンピュータに関する研究以外にも幅広い分野に興味を持っており、その内容は1832年の著書『製造業と機械の経済学』にまとめられている。[ 8 ]彼はロンドンの社交界で重要な人物であり、土曜の夕方に開催して大勢の人が参加した「科学的夜会」をフランスから持ち込んだとされている。[ 9 ] [ 10 ]他の分野での彼の多様な研究により、彼は同世紀の多くの博学者の中でも「卓越した」人物と評されるようになった。[ 1 ]

バベッジは、階差機関や解析機関を含む多くの設計の完全なエンジニアリングに成功する前に亡くなりましたが、それでも計算機の構想において重要な人物であり続けました。彼の未完成の機構の一部は、ロンドンの科学博物館に展示されています。1991年には、当初の設計図に基づいて実際に動作する階差機関が製作されました。19世紀に実現可能な許容誤差内で製作されたこの完成した機関の成功は、バベッジの機械が実際に動作したであろうことを示していました。

若いころ

チャールズ・バベッジの肖像​​（ 1820年頃）

バベッジの出生地については議論があるが、オックスフォード英国人名辞典によると、彼はイギリスのロンドン、ウォルワース・ロード、クロスビー・ロウ44番地で生まれた可能性が高い。[ 11 ]ラーコム・ストリートとウォルワース・ロードの交差点には、この出来事を記念する青い銘板が設置されている。 [ 12 ]

彼の生年月日はタイムズ紙の死亡記事では1792年12月26日とされているが、甥の手紙によるとバベッジは1年前の1791年生まれだという。ロンドン、ニューイントンのセント・メアリー教会の教区記録にはバベッジが1792年1月6日に洗礼を受けたことが記載されており、1791年生まれであることが裏付けられている。[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

バベッジ 1850年頃

バベッジはベンジャミン・バベッジとベッツィ・プラムリー・ティープの4人兄弟の1人でした。彼の父は、1801年にロンドンのフリート街にプレーズ商会を設立したウィリアム・プレーズの銀行パートナーでした。 [ 16 ] 1808年、バベッジ一家はイースト・テインマスの古いロウデンズ邸に引っ越しました。8歳の頃、バベッジは命に関わる高熱から回復するため、エクセター近郊のアルフィントンにある田舎の学校に送られました。しばらくの間、サウス・デヴォンのトットネスにあるキング・エドワード6世グラマー・スクールに通いましたが、健康上の理由で再び家庭教師に頼らざるを得なくなりました。[ 17 ]

その後バベッジはミドルセックス州エンフィールドのベーカー街にある生徒30名のホルムウッド・アカデミーに入学し、スティーブン・フリーマン牧師が指導した。[ 18 ]アカデミーには図書館があり、バベッジの数学への愛を刺激した。アカ​​デミー卒業後、彼はさらに2人の家庭教師に師事した。1人目はケンブリッジ近郊の牧師で、彼を通してバベッジはチャールズ・シメオンとその福音主義信者に出会ったが、授業料は彼には十分ではなかった。[ 19 ]彼はトットネスの学校で学ぶために故郷に戻された。これは16歳か17歳の時のことだった。[ 20 ] 2人目はオックスフォード大学の家庭教師で、バベッジは彼の古典学の教師のもとでケンブリッジ大学に受け入れられるだけのレベルに達した。

ケンブリッジ大学

バベッジは1810年10月にケンブリッジ大学トリニティ・カレッジに着任した。 [ 21 ]彼は既に現代数学の一部を独学で学んでおり、[ 22 ]ロバート・ウッドハウス、ジョゼフ・ルイ・ラグランジュ、マリア・ガエターナ・アニェージの著作も読んでいた。そのため、大学で受けられる標準的な数学教育に失望した。[ 11 ]

バベッジ、ジョン・ハーシェル、ジョージ・ピーコック、その他数人の友人は1812年に分析協会を設立した。彼らはエドワード・ライアンとも親しかった。[ 23 ]学生時代、バベッジは超自然現象の調査を目的としたゴースト・クラブや、精神病院に送られた会員を解放することを目的としたエクストラクターズ・クラブなどの他の協会にも所属していた。[ 24 ] [ 25 ]

1812年、バベッジはケンブリッジ大学ピーターハウス校に転校した。[ 21 ]彼は同校でトップクラスの数学者であったが、優等で卒業することはできなかった。その代わりに、1814年に無試験で学位を取得した。彼は予備公開討論で冒涜的とみなされた論文を擁護していたが、この事実が彼が試験を受けなかったことと関係があるかどうかは不明である。[ 11 ]

ケンブリッジ後

その名声を考えると、バベッジは急速に進歩した。 1815年には王立研究所で天文学の講義を行い、1816年には王立協会フェローに選ばれた。 [ 26 ]一方、卒業後は職に就くも不合格となり、キャリアにはほとんど恵まれなかった。1816年、ヘイリーベリー・カレッジの教職に立候補した。ジェームズ・アイヴォリーとジョン・プレイフェアの推薦があったが、ヘンリー・ウォルターに敗れた。[ 27 ] 1819年、バベッジとハーシェルはパリとアルクイユ協会を訪れ、フランスの著名な数学者や物理学者と会談した。[ 28 ]同年、バベッジはピエール・シモン・ラプラスの推薦を受けてエディンバラ大学の教授職に応募し、その職はウィリアム・ウォレスに与えられた。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]

バベッジはハーシェルと共にアラゴ回転の電磁力学に取り組み、1825年に論文を発表した。彼らの説明は過渡期に過ぎず、マイケル・ファラデーによって取り上げられ、拡張された。この現象は現在では渦電流理論の一部となっているが、バベッジとハーシェルはアンペールの力の法則に固執したため、電磁気学理論の統一への手がかりを見逃してしまった。[ 32 ]

バベッジは、1821年に未発表の論文を残して亡くなったジョージ・バレットの保険数理表を購入し、1826年に『生命保証のための様々な機関の比較検討』でこの分野を調査した。[ 33 ]この関心は、フランシス・ベイリーの勧めで1824年に提案されたものの実現に至らなかった保険会社設立計画に続くものであった。 [ 34 ]バベッジは、 1762年以降のエクイタブル・ソサエティの死亡率データを使用して、その制度のための保険数理表を計算した。 [ 35 ]

この間ずっと、バベッジは1814年の早婚に対する父の態度を考えると、不器用ながらも父の援助に頼っていた。彼とエドワード・ライアンはホイットモア姉妹と結婚した。彼はロンドンのメリルボーンに家を構え、大家族を築いた。[ 36 ] 1827年に父が亡くなると、バベッジは莫大な財産（価値約10万ポンド、現在の価値で1090万ポンド、1500万ドルに相当）を相続し、独立して裕福になった。[ 11 ]同年、妻が亡くなった後、彼は旅行に時間を費やした。イタリアでトスカーナ大公レオポルド2世と会見し、後にピエモンテを訪れることを予感させた。[ 26 ] 1828年4月、ローマにいた彼は、差分機関プロジェクトの管理をハーシェルに頼っていたが、ケンブリッジ大学の教授になったという知らせを聞いた。彼はこの職を3度（1820年、1823年、1826年）逃していた。[ 37 ]

王立天文学会

バベッジは1820年に王立天文学会（当初はロンドン天文学会として知られていた）の設立に尽力した。 [ 38 ]当初の目的は、天文学上の計算をより標準的な形式に落とし込み、データを流通させることだった。[ 39 ]これらの方向性はバベッジの計算に関するアイデアと密接に関連しており、1824年に彼は「数学および天文表を計算するためのエンジンの発明」により金メダルを受賞した。[ 40 ]

バベッジが機械化によって表の誤差を克服しようとした動機は、ディオニシウス・ラードナーが1834年にエディンバラ・レビュー誌に（バベッジの指導の下で）書いて以来、よく知られたことでした。 [ 41 ] [ 42 ]これらの発展の背景は今でも議論されています。バベッジ自身の階梯機関の起源に関する説明は、天文学会が航海年鑑を改良したいという希望から始まります。バベッジとハーシェルは、それらの表の一部を再計算するという試行的なプロジェクトの監督を依頼されました。その結果、矛盾が見つかりました。これは1821年か1822年のことで、バベッジが機械計算のアイデアを練り上げるきっかけとなりました。[ 43 ]現在では、航海年鑑の発行は、1820年に亡くなったサー・ジョセフ・バンクスに対する態度によって引き起こされた英国科学の分極化の遺産と言われています。[ 44 ]

差分エンジンの一部

バベッジは友人のトーマス・フレデリック・コルビーと共に近代郵便制度の確立に必要な要件を研究し、均一料金が必要であると結論付けました。この結論は、 1839年と1840年に均一4ペンス郵便（後に均一1ペニー郵便に取って代わられました） [ 45 ]の導入によって実現しました。コルビーは協会の設立メンバーの一人でした。[ 46 ]彼はアイルランド測量局の責任者でもありました。ハーシェルとバベッジは、この測量局における有名な作業、すなわちロフ・フォイル基線の再測量に立ち会いました。[ 47 ]

イギリスのラグランジアン学派

解析学会は当初、学部生の挑発的な活動に過ぎませんでした。しかし、この時期にはより重要な成果を上げました。1816年、バベッジ、ハーシェル、ピーコックは、当時の最先端の微積分学の教科書であったシルヴェストル・ラクロワの講義録のフランス語からの翻訳を出版しました。 [ 48 ]

微積分学におけるラグランジュへの言及は、現在では形式的冪級数と呼ばれるものの適用を示すものである。イギリスの数学者たちは1730年から1760年頃までこれを用いていた。再導入されたラグランジュ級数は、単に微分積分学の表記法として適用されたわけではない。関数方程式（差分機関の基礎となる差分方程式を含む）や微分方程式の演算子法（ D加群）といった分野を開拓した。差分方程式と微分方程式の類似性は、ΔをDに表記的に置き換えることであり、「有限」な差分が「無限小」になるというものである。これらの記号的方向性は、演算的微積分学として普及し、収穫逓減の域にまで達した。コーシーの極限概念は無視された。[ 49 ]ウッドハウスは既に、テイラー級数を形式的に扱うことで、この第二の「イギリス・ラグランジュ学派」を創設していた。[ 50 ]

この文脈では関数合成は表現が複雑である。なぜなら連鎖律は単純には2次以上の導関数には適用されないからである。この問題は1803年までにウッドハウスに知られており、彼はルイ・フランソワ・アントワーヌ・アルボガストから現在ファア・ディ・ブルーノの公式と呼ばれているものを取った。本質的にはそれはエイブラハム・ド・モアブル（1697）に知られていた。ハーシェルはこの手法に感銘を受け、バベッジもそれを知っており、後にエイダ・ラブレスによって解析機関と互換性があると指摘された。[ 51 ] 1820年までの期間、バベッジは関数方程式一般に集中的に取り組んでおり、従来の有限差分とアルボガストのアプローチ（ΔとDは指数写像の単純な加法ケースで関連付けられる）の両方に抵抗した。しかし、ハーシェルを介して、彼は反復、すなわち関数をそれ自身とおそらく何度も合成することに関してアルボガストのアイデアに影響を受けた。 [ 50 ]バベッジは、哲学論文集（1815/6年）に関数方程式に関する主要な論文を執筆し、ガスパール・モンジュの研究が出発点であったと述べています。[ 52 ]

アカデミック

1828年から1839年まで、バベッジはケンブリッジ大学のルーカス派数学教授だった。伝統的な常駐教授ではなく、教育責任を怠り、この時期に3冊の時事問題に関する本を書いた。1832年にはアメリカ芸術科学アカデミーの外国人名誉会員に選ばれた。 [ 53 ]バベッジは同僚たちに同情していなかった。ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジのルーカス派数学教授の前任者であるジョージ・ビデル・エアリーは[ 54 ] 、講義に対する彼の無関心を問題視すべきだと考えていた。バベッジは1831年に政治経済学の講義をする予定だった。バベッジの改革の方向性は、大学教育をより包括的なものにし、大学が研究にもっと力を入れ、シラバスをより幅広くし、応用にもっと関心を持つようにすることだったが、ウィリアム・ヒューウェルはこの計画を受け入れられないと思った。バベッジとリチャード・ジョーンズの論争は6年間続いた。[ 55 ]彼は一度も講演をしなかった。[ 56 ]

バベッジが政界進出を試みたのもこの時期であった。サイモン・シェーファーは、1830年代の彼の考えには英国国教会の廃止、より広範な政治的参政権、製造業者を株主に含めることが含まれていたと書いている。[ 57 ]彼はフィンズベリー行政区から国会議員に2度立候補した。1832年、彼は5人の候補者のうち3位となり、2人制選挙区で、他の2人の改革派候補者、トーマス・ワクリーとクリストファー・テンプルに票を分けられ、約500票差で及ばなかった。[ 58 ] [ 59 ]バベッジは回想録で、この選挙でサミュエル・ロジャースと親交を深めたことを述べている。彼の兄弟ヘンリー・ロジャースは再びバベッジを支援したいと思ったが、数日後に亡くなった。[ 60 ] 1834年、バベッジは4人のうち最下位となった。[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] 1832年、バベッジ、ハーシェル、アイヴォリーは王立ゲルフィック勲章の騎士に任命されたが、その後、その外国の勲章に任命されるとよく​​付いてくる「卿」の称号を得るための学士騎士にはならなかった（ハーシェルは後に準男爵に叙せられた）。[ 64 ]

「衰退論者」、学会、そしてBAAS

ハンフリー・デイビー卿への手紙、1822年

バベッジは論争家として台頭した。伝記作家の一人は、彼の著書全てに「運動的な要素」が含まれていると指摘している。しかしながら、 『科学の衰退とその原因に関する考察』（1830年）は、その鋭い批判で際立っている。この著作はイギリス科学の向上、特にバベッジが改革を望んでいた王立協会の会長、デイヴィス・ギルバートを追い出すことを目的としていた。 [ 65 ]この本は、ハーシェルが会長を務めていた王立協会の次席書記長にバベッジが就任を希望した際に、憤慨して書かれたものだったが、ハンフリー・デイヴィとの敵対関係のために実現しなかった。[ 66 ]マイケル・ファラデーへの反論として、ゲリット・モルが『イギリスにおける科学の衰退説について』（1831年）を執筆した。[ 67 ]王立協会の表紙では、バベッジは何の影響も及ぼさず、同年、ギルバートの後任としてサセックス公爵が選出された。一方、彼の『科学の衰退』は広範な宣言として、1831年に英国科学振興協会（BAAS）の設立につながった。[ 67 ]

1831年の『メカニクス・マガジン』は、バベッジの信奉者を衰退論者と名指しした。同誌は冷淡な口調で、デイヴィッド・ブリュースターをもう一人の指導者として『クォータリー・レビュー』誌に寄稿した人物として挙げ、バベッジとブリュースターの両者が公金を受け取っていたと痛烈に批判した。[ 68 ]

統計（データ収集として）と現在の統計的推論に関する議論において、英国統計局（BAAS）の統計部会（これもまたヒューウェルの影響を受けている）はデータ収集を選択しました。この部会は6番目の部会であり、1833年にバベッジが委員長、ジョン・エリオット・ドリンクウォーターが事務局長を務めて設立されました。その後、統計学会が設立されました。[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]バベッジは同学会の顔であり、リチャード・ジョーンズとロバート・マルサスの支持を得ました。[ 72 ]

機械と製造業の経済について

機械と製造業の経済について、1835年
バベッジの機械部品の表記法は、 1827年に出版された『機械の動作を記号で表現する方法について』から引用したもので、差分機関の研究を理解するために考案された「機械式表記法」から引用されており、解析機関の概念に影響を与えた[ 73 ]。

バベッジは工業生産の組織化に関する『機械と製造業の経済について』（1832年）を出版した。これはオペレーションズ・リサーチの初期の研究として影響力のあった。[ 74 ]ジョン・レニー・ザ・ヤンガーは1846年に土木技術者協会で製造業について講演した際、主に百科事典の概説に言及しており、バベッジの著書は、ジョン・フェアリー・ジュニア、ピーター・バーロウ、アンドリュー・ユーアの関連著作とともに、レニーが言及した形で『メトロポリタン百科事典』に掲載された。[ 75 ]バベッジは『機械の製造と機械技術への応用を規制する一般原則に関する論文』（1827年）から機械の図式的な分類を展開し、工場に関する議論と合わせて本書の前半を構成した。後半では、製造業の「家庭経済と政治経済」を考察した。[ 76 ]

この本は売れ行きがよく、すぐに第4版（1836年）まで出版された。[ 77 ]バベッジは、自身の研究は主にイギリス国内外の工場における実際の観察に基づいていると述べた。初版では、政治経済学のより深い問いに答えることは意図されていなかったが、第2版（1832年後半）では、出来高払い制に関する章を含む3つの章が追加され、より深い問いに答えることになった。[ 78 ]この本には、工場の合理的な設計や利益分配に関するアイデアも含まれていた。[ 79 ]

「バベッジ原理」

『機械の経済学』の中で、現在「バベッジ原理」と呼ばれるものが説明されました。これは、より慎重な分業によって得られる商業上の利点を指摘したものです。バベッジ自身が指摘したように、この原理は1815年のメルキオーレ・ジョイアの著作に既に登場していました。[ 80 ] この用語は1974年にハリー・ブレイバーマンによって導入されました。[ 81 ]関連する定式化としては、フィリップ・サーガント・フローレンスの「倍数の原理」や「工程の均衡」があります。[ 82 ] [ 83 ]

バベッジが指摘したのは、熟練労働者は典型的には、自身の技能レベル以下の作業に時間を割いているということである。労働工程を複数の労働者で分割できる場合、高技能作業のみを高賃金労働者に割り当て、他の作業を低賃金労働者に制限することで、人件費を削減できる可能性がある。[ 84 ]彼はまた、訓練や徒弟制度は固定費とみなせるものの、作業の標準化という彼のアプローチによって規模の経済性が得られると指摘し、これもまた工場システムを支持するものであった。[ 85 ]彼の人的資本に関する見解は、訓練費用の回収期間を最短化することに限定されていた。[ 86 ]

出版

この著作のもう一つの側面は、書籍出版のコスト構造を詳細に分析した点である。バベッジは出版者の視点から、業界の収益性を暴露するという、あまり一般的ではない立場をとった。[ 87 ]彼は、業界を締め付ける慣行の指導者の名前を挙げるまでになった。[ 88 ] 20年後、彼はジョン・チャップマンが主催した、当時まだカルテルであった書店協会に反対する運動の会合に出席した。[ 89 ]

影響

「アーサー・ヤングが農業に与えた影響と同じものが、チャールズ・バベッジが工場見学と機械に与えた影響である」と書かれている。 [ 90 ]バベッジの理論は1851年の万国博覧会のレイアウトに影響を与えたと言われており、[ 91 ]彼の見解は同時代のジョージ・ジュリアス・プーレット・スクロープに強い影響を与えた。[ 92 ]カール・マルクスは、アダム・スミス、バベッジ、ユーアを基盤として、工場システムの生産性の源泉はまさに分業と機械の組み合わせであると主張した。 [ 93 ]マルクスがバベッジを取り上げ、スミスと意見が合わなかったのは、製造業者による分業の動機についてであった。バベッジと同様に、マルクスは分業は生産性ではなく収益性のためであると書き、貿易の概念への影響を指摘した。[ 94 ]

ジョン・ラスキンはさらに進んで、バベッジの意味での製造業の理念に完全に反対した。[ 95 ]バベッジはジョン・スチュアート・ミルの経済思想にも影響を与えた。[ 96 ]ジョージ・ホリオークは、バベッジの利益分配に関する詳細な議論は、ロバート・オーウェンやシャルル・フーリエの伝統を受け継いでおり、慈悲深い産業界のリーダーの注意を必要とする重要なものであると見なし、当時は無視されていた。[ 97 ]

チャールズ・バベッジが1828年から1840年代にかけて開催した土曜夜のソワレは、著名な科学者、作家、貴族にとって重要な集いの場でした。バベッジは、多くの人が参加した土曜夜のソワレを通じて、フランスから「科学的ソワレ」を持ち込んだとされています。[ 9 ] [ 10 ]

バベッジとユーレの著作は1830年にフランス語訳で出版された。[ 98 ]『機械の経済について』は1833年にエドゥアール・ビオによってフランス語に翻訳され、同年にゴットフリート・フリーデンベルクによってドイツ語に翻訳された。[ 99 ]フランスの技術者で産業組織論の著述家であるレオン・ラランヌはバベッジの影響を受けていたが、経済学者クロード・リュシアン・ベルジェリーの影響も受け、問題を「技術」に矮小化した。[ 100 ]ウィリアム・ジェヴォンズはバベッジの「労働の経済」を1870年の自身の労働実験と関連付けた。[ 101 ]バベッジ原理はフレデリック・ウィンスロー・テイラーの科学的管理法に内在する前提である。[ 102 ]

メアリー・エベレスト・ブールは、叔父のジョージ・エベレストを通じて、インド思想全般、特にインド論理学がバベッジと夫のジョージ・ブール、そしてオーガスタス・ド・モルガンに多大な影響を与えたと主張した。

バベッジ、ド・モルガン、ジョージ・ブールといった三人の強烈なヒンドゥー化が、1830年から1865年にかけての数学界の雰囲気にどのような影響を与えたかを考えてみてください。ベクトル解析や、今日の物理科学の研究に用いられている数学の誕生に、それがどのような役割を果たしたのでしょうか。[ 103 ]

自然神学

1837年、バベッジはブリッジウォーター論文集8冊に応えて、第9のブリッジウォーター論文集を出版した。そのタイトルは『創造に顕れた神の力、知恵、そして善良さについて』である。この作品の中で、バベッジは当時議論されていた斉一説の側に立った。 [ 104 ]彼は、神から与えられた自然法則が支配し、継続的な「工夫」の必要性を排除する創造論を好んだ。[ 105 ]

この本は自然神学の著作であり、ハーシェルとチャールズ・ライエルの関連書簡の抜粋が組み込まれている。[ 106 ]バベッジは、神は神聖な立法者として創造する全能性と先見性を持っていたという命題を提唱した。この本の中で、バベッジは科学と宗教の解釈を関連付け、一方で「聖書の言葉と自然の事実の間に致命的な衝突は存在しない」と主張した。他方で、創世記は科学用語と関連して文字通りに解釈されるべきではないと記した。これらが矛盾していると主張する人々に対して、彼は「彼らが想像した矛盾は現実には存在し得ず、モーセの証言が非難されることはないが、我々も我々の感覚の証言に信頼を置くことが許されるかもしれない」と記した。[ 107 ]

第九ブリッジウォーター論文は『創造の自然史の痕跡』の中で広範に引用されている。[ 108 ]バベッジの計算機との類似性が明確に示されており、種の変化が事前にプログラムされているという理論に妥当性を与えている。[ 109 ]

バベッジは『第九ブリッジウォーター論文集』の中で、「空中図書館」という概念を提唱した。これは、あらゆる呼吸、言葉、動きが原子レベルで記録に刻み込まれ、出来事が起こった後でもアクセスできるというものである。

空気そのものは一つの巨大な図書館であり、そのページには男が言ったことや女がささやいたことのすべてが永遠に書き記されている。[ 110 ] [ 111 ]

第9 ブリッジウォーター論文の図版。孤立した実数点を獲得する代数曲線の媒介変数族を示す。

『インド論理学』の著者ジョナー・ガネリは、バベッジがインド思想に影響を受けた可能性があると考えている。その一つの可能​​性として、ヘンリー・トーマス・コールブルックを経由するということが考えられる。[ 112 ]メアリー・エベレスト・ブールは、バベッジが1820年代に叔父のジョージ・エベレストによってインド思想に触れたと主張している。

1825年頃、[エベレスト]は2、3年の間イギリスに滞在し、ハーシェルや当時まだ若かったバベッジと親交を深め、生涯にわたる友情を育んだ。私は、どんな公正な心を持つ数学者にも、バベッジの『ブリッジウォーター論文集』第9巻を読み、イギリスの同時代の数学者たちの著作と比較してみるよう勧めたい。そして、バベッジの「曲線上の特異点」（第8章）の根底にある奇跡の本質に関する特異な概念はどこから来たのか、自問自答してもらいたい。ヨーロッパ神学か、それともヒンドゥー教の形而上学か？ああ！当時のイギリスの聖職者たちはバベッジの本をどれほど嫌ったことか！[ 103 ]

宗教観

バベッジはプロテスタントのキリスト教信仰の中で育てられ、彼の家族は彼に正統派の礼拝形式を教え込んだ。[ 113 ]彼は次のように説明した。

私の素晴らしい母は、私に日毎の祈りと夜の祈りの通常の形式を教えてくれました。そして私の父にも母にも、一方では偏見と不寛容が混じったところはなく、他方では、後に私が若い頃にとても嫌悪感を抱くことになる、全能の神に話しかけるあの不似合いで慣れ親しんだやり方がありませんでした。[ 114 ]

アタナシウス信条を「言葉の矛盾」として拒絶し、若い頃はサミュエル・クラークの宗教論に傾倒した。中でも『神の存在と属性』（1704年）は特に彼に大きな影響を与えた。後年、バベッジは「キリスト教の真の価値は、思弁的な（神学）ではなく、その宗教が主張し、実践する、人間だけでなく、苦痛や幸福を感じるすべての生き物のためになる親切と博愛の教義にある」と結論づけた。[ 115 ]

バベッジは自伝『哲学者の生涯』（1864年）の中で、宗教について1章を割いて、神の知識の源泉を3つ挙げている。[ 116 ]

  1. 先験的または神秘的な経験
  2. 黙示録より
  3. 創造主の働きの調査から

彼は、デザイン論に基づいて、自然の働きを研究することがより魅力的な証拠であり、それが彼を神の存在を積極的に公言するに至らせたものであると述べた。[ 117 ] [ 118 ]彼は自然神学を主張して、次のように書いている。

創造主の御業は、常に我々の探求に開かれており、我々はその上に啓蒙された信条の上部構造を築くための確固たる基盤を有している。物質宇宙を統御する法則を人間が探求すればするほど、その多様な形態はすべて、いくつかの単純な原理の作用から生じていると確信するようになる。…我々の感覚に常に存在する創造主の御業は、人間の証言を通して伝えられるいかなる証拠をもはるかに凌駕する、創造主の力と善良さの生きた永続的な証言を与えてくれる。人間の証言は伝達の段階を経るごとに薄れていくが、全能者の御業への新たな探求は、神の知恵、善良さ、そして力についてのより崇高な見解を我々に与えてくれる。[ 119 ]

サミュエル・ヴィンスと同様に、バベッジもまた神の奇跡信仰を擁護する著作を著した。[ 120 ]デイヴィッド・ヒュームが以前に提起した反論に対し、バベッジは神の行為を擁護し、「我々は、出来事の信憑性や不信憑性を、我々自身の経験という狭い範囲で測ってはならない。また、我々が一般的に自然法則と呼んでいるものよりも優先される神の力が存在することを忘れてはならない」と述べた。[ 121 ]彼は人間の経験の限界に言及し、「奇跡において我々が見るものはすべて、我々の観察にとって新しい効果であり、その原因は隠されている。原因は我々の観察範囲を超えている可能性があり、したがって自然界の馴染み深い範囲を超えているだろう。しかし、だからといってその出来事が自然法則に違反するわけではない。人間の観察範囲は非常に狭い範囲にあり、人間の力が自然界の限界を形成すると考えるのは傲慢であろう」と述べた。[ 122 ]

晩年

イラストレイテッド・ロンドン・ニュース（1871年11月4日）[ 123 ]

英国協会は、1822年に設立されたドイツ自然科学協会（Deutsche Naturforscher-Versammlung）を意識的にモデルとしていた。[ 124 ]形而上学だけでなくロマン主義的な科学も拒絶し、科学と文学、専門家とアマチュアの区別を強固なものにし始めた。[ 125 ] BAAS（英国自然科学協会）の「ワット派」、特に小ジェームズ・ワットに代表される派閥に属していたバベッジは、実業家たちと密接に結びついていた。彼は同じ方向へより速く進みたいと考えており、会員の中のより紳士的な部分にはほとんど関心を払っていなかった。実際、彼は産業社会を人類の発展の頂点とする推測的歴史観を支持していた（この見解はハーシェルと共有していた）。ロデリック・マーチソンとの衝突により、1838年に彼はそれ以上の関与から撤退した。[ 126 ] [ 127 ]同年末、彼はルーカス教授職を辞任し、ケンブリッジ大学におけるヒューウェルとの争いからも離脱した。彼の関心は、計算科学と気象学、そして国際的な交流へと移っていった。[ 128 ]

計量プログラム

バベッジが発表したプロジェクトは、すべての物理定数（「自然定数」と呼ばれ、それ自体が新語である）を表にまとめ、数値情報の百科事典を編纂することだった。彼は「絶対測定」の分野の先駆者であった。[ 129 ]彼のアイデアはヨハン・クリスティアン・ポッゲンドルフのアイデアを継承したもので、1832年にブリュースターに伝えられた。定数は19のカテゴリーに分類される予定で、イアン・ハッキングはこれがバベッジの「風変わりな熱意」を部分的に反映していると考えている。[ 130 ]バベッジの論文『自然と芸術の定数表について』は1856年にスミソニアン協会によって再版され、アーノルド・ヘンリー・ギヨーの物理定数表は「本論文で提案されている重要な研究の一部を構成する」という注記が付け加えられた。 [ 131 ]

正確な測定は工作機械の発展にも鍵となりました。ここでもバベッジは、ヘンリー・モーズリー、ウィリアム・セラーズ、ジョセフ・ホイットワースとともに先駆者とみなされています。[ 132 ]

エンジニアと発明家

王立協会を通じて、バベッジは技師マーク・ブルネルとの親交を深めた。ブルネルを通じてバベッジはジョセフ・クレメントを知り、製造業の仕事で観察していた職人たちに出会うようになった。[ 133 ]バベッジは1830年、イザムバード・キングダム・ブルネルにブリストル・アンド・バーミンガム鉄道の建設計画との接触の機会を与えた。[ 134 ]バベッジは1838年頃、ブルネルのグレート・ウェスタン鉄道で使用されていた広軌鉄道の優位性を示す研究を行った。[ 135 ] [ 136 ]

1838年、バベッジは機関車の前に取り付けられて線路上の障害物を除去する金属製のフレームであるパイロット（カウキャッチャーとも呼ばれる）を発明した。 [ 137 ]また、動力計車も製作した。[ 135 ]彼の長男、ベンジャミン・ハーシェル・バベッジは、1850年代にオーストラリアに移住するまで、ブルネルの鉄道技師として働いていた。[ 138 ]

バベッジはまた、検眼鏡を発明し、トーマス・ウォートン・ジョーンズに試験のために渡した。しかしジョーンズはそれを無視した。この装置は、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツが独自に発明した後に初めて実用化された。[ 139 ] [ 140 ]

暗号化

バベッジは暗号技術において顕著な成果を上げたが、彼の死後1世紀経ってもその成果は知られていなかった。文字頻度はバベッジの表作成計画におけるカテゴリー18に分類された。ジョセフ・ヘンリーは後に、事実が不明なまま、活版印刷の管理に関連するものとして、この研究への関心を擁護した。[ 130 ]

1845年には早くもバベッジは甥のヘンリー・ホリアーが挑戦状をたたきつけた暗号を解読し、その過程でヴィジュネル表に基づく暗号について発見をした。具体的には、平文をキーワードで暗号化すると暗号文がモジュラー演算の対象になるということを認識した。[ 141 ] 1850年代のクリミア戦争中、バベッジはヴィジュネルの自動鍵暗号だけでなく、今日ヴィジュネル暗号と呼ばれているはるかに弱い暗号も解読した。彼は『解読の哲学』という本を出版するつもりだったが、結局出版されなかった。[ 142 ] [ 143 ]彼の発見は軍事機密とされ、出版されなかった。その功績は数年後に同じ発見をしたプロイセン歩兵将校のフリードリヒ・カシスキに帰せられた。 [ 144 ]しかし、1854年にバベッジはヴィジュネル暗号の解読法を発表しました。この解読法は、以前に芸術協会誌に掲載されていました。[ 141 ] [ 145 ] 1855年には、バベッジは同じ雑誌に「暗号の書き方」という短い手紙も発表しました。[ 146 ]しかし、彼の優先権は1985年まで確立されませんでした。[ 141 ] [ 147 ]

公衆迷惑行為

バベッジは、広く報道されたものの不人気だった公共迷惑行為に対するキャンペーンに関与した。彼はかつて、ある工場の割れたガラス板をすべて数え、1857年に「板ガラス窓の破損原因の相対頻度表」を出版した。464枚の割れたガラス板のうち、14枚は「酔っ払った男性、女性、または少年」によるものだった。[ 148 ] [ 149 ] [ 150 ]

バベッジは庶民（マフィア）を嫌悪しており、1864年には『街頭迷惑行為の観察』を執筆し、80日間で165件の「迷惑行為」を数え上げました。特に街頭音楽、特にオルガン奏者の音楽を嫌悪し、様々な場所で激しく非難しました。以下の引用はその典型的な例です。

オルガン弾きやその他の迷惑行為によって失われた時間のせいで、何千人もの人々が被った苦しみや、多数の知的労働者に課せられた絶対的な金銭的損害を推定することは困難である。[ 151 ]

バベッジの運動は彼だけのものではなかった。この運動に賛同したのが国会議員マイケル・トーマス・バスだった[ 152 ]。

1860年代、バベッジは輪転がし反対運動にも乗り出した。彼は、輪転がしの少年たちが馬の脚の下に鉄の輪を突き入れ、その結果、騎手が投げ出され、馬が脚を骨折するケースが非常に多いと非難した。[ 153 ]バベッジはこの件で悪評を買っており、1864年の下院での議論で「人気の遊びであるティップキャットと輪を転がす行為に対する運動を開始した」と非難された。[ 154 ]

コンピューティングのパイオニア

チャールズ・バベッジの階差機関（#1）の一部。チャールズの死後、息子のヘンリー・プレボスト・バベッジ（1824-1918）が、チャールズの研究室で見つかった部品を使って組み立てた。イギリス、ケンブリッジのホイップル科学史博物館所蔵。

バベッジの機械は、世界初の機械式計算機の一つであった。しかし、実際には完成しなかったのは、資金難と、特に王立天文官ジョージ・ビデル・エアリーとの性格の不一致が大きな原因であった。[ 155 ]

バベッジは蒸気動力機械の製造を指揮し、ある程度の成功を収め、計算の機械化の可能性を示唆した。彼は10年以上にわたり、このプロジェクトのために政府から1万7000ポンドの資金援助を受けたが、最終的に財務省は彼への信頼を失った。[ 156 ]

バベッジの機械は機械的で扱いにくいものでしたが、基本的なアーキテクチャは現代のコンピュータに似ていました。データメモリとプログラムメモリは分離されており、演算は命令ベースで行われ、制御装置は条件分岐を実行でき、機械には独立したI/Oユニットが備えられていました。[ 156 ]

数学表の背景

バベッジの時代、印刷された数表は人間の計算機、つまり手作業で計算されていました。数表は数学だけでなく、航海術、科学、工学においても中心的な役割を果たしていました。計算だけでなく、転写においても間違いが起こることは知られていました。[ 56 ]

ケンブリッジ大学でバベッジはこのプロセスの誤りやすさと、その管理に機械化を導入する機会を見出しました。彼自身の機械計算への道のりの記述には、ある出来事が言及されています。

1812年、解析学会の一室で対数表を眺めていたバベッジは、その表が間違いだらけだと自覚していた。そんな時、表形式の関数をすべて機械で計算するというアイデアが浮かんだ。フランス政府は新しい手法でいくつかの表を作成していた。3、4人の数学者が表の計算方法を考案し、さらに6人が演算を単純な段階に分解した。そして、加算と減算に限定された計算自体は、この2つの演算処理しか知らない80台のコンピュータによって実行された。ここで初めて、大量生産が算術計算に適用され、バベッジは、未熟なコンピュータ（人間）の労働を、より高速で信頼性の高い機械によって完全に代替できるというアイデアにとらわれた。[ 157 ]

7年後、彼は数学表の計算をめぐる問題に再び興味を抱いた時期があった。ガスパール・ド・プロニーによるフランスの公式計画とその実施上の問題は、彼にとって馴染み深いものだった。ナポレオン戦争終結後、個人的なレベルで科学界との交流が再開された。1819年、シャルル・ブラグデンはパリに滞在し、停滞していたド・プロニー計画の印刷を視察し、王立協会の支援を求めてロビー活動を行った。1820年代と1830年代の著作の中で、バベッジはド・プロニー計画について詳細に言及している。[ 158 ] [ 159 ]

差分エンジン

科学博物館の階差機関2号はバベッジの設計に基づいて作られた
バベッジの階差機関の一部

バベッジは1822年、多項式関数の値を計算するために作られた「差分機関」と呼ばれるものから着手しました。これは一連の値を自動的に計算するために作られました。有限差分法を用いることで、乗算と除算の必要性を回避できました。[ 160 ]

1823年、バベッジは差分機関の試作機の設計をジョセフ・クレメントに委託した。クレメントは高い水準で作業したが、彼の工作機械は特に精巧なものだった。当時の標準的な取引条件では、彼は工作機械の製造費用を請求することができ、またそれらを所有することもできた。しかし、1831年頃、バベッジとクレメントは費用をめぐって対立した。[ 161 ]

プロトタイプの一部はオックスフォード科学史博物館に現存している。[ 162 ]このプロトタイプは「最初の階差機関」へと発展した。未完成のまま残され、完成部分はロンドン科学博物館に収蔵されている。この最初の階差機関は約25,000個の部品で構成され、重量は15米トン（13,600 kg）、高さは8フィート（2.4 m）に達する予定だった。バベッジはこのプロジェクトに十分な資金提供を受けたものの、完成には至らなかった。彼は後に（1847年から1849年）、改良版「階差機関2号」の詳細な図面を作成したが、イギリス政府からの資金提供は受けられなかった。彼の設計は、1989年から1991年にかけて、自身の設計図と19世紀の製造公差に基づいて最終的に完成された。ロンドン科学博物館で最初の計算が行われ、31桁の計算結果が得られた。[ 163 ]

9年後の2000年、科学博物館はバベッジが階差機関用に設計したプリンターを完成させました。 [ 164 ]彼のプリンターは初めて発明されたコンピュータープリンターでした。[ 7 ]

完成したモデル

サイエンス・ミュージアムは、バベッジの階差機関2号の設計図に基づいて、階差機関を2台製作しました。1台はミュージアムが所有しています。もう1台は、テクノロジー界の大富豪ネイサン・ミアボルド氏が所有しており、 2008年5月10日にカリフォルニア州マウンテンビューのコンピュータ歴史博物館[ 165 ]で展示されました[ 166 ]。製作された2台の模型はレプリカではありません。

解析エンジン

チャールズ・バベッジが製作した解析エンジンの印刷機構を備えた工場の一部。ロンドン科学博物館に展示されている。

最初の階差機関の製作が失敗に終わった後、バベッジはより複雑な機械「解析機関」の設計に取り組みました。彼は、以前クレメントの製図工として働いていたCGジャービスを雇いました。[ 167 ]解析機関は、機械化された算術から本格的な汎用計算への移行を象徴するものでした。バベッジがコンピュータのパイオニアとしての地位を確立したのは、主にこの解析機関のおかげです。[ 168 ]

解析エンジンの主な革新は、パンチカードを使ってプログラムできることだった。解析エンジンは、ジャカードのパンチカードのループを使って機械式計算機を制御し、前の計算結果を入力として使うことを意図していた。[ 169 ] [ 170 ]また、このマシンは、順次制御、分岐、ループなど、その後現代のコンピュータで使用されるいくつかの機能も採用することを意図していた。これは、原理的にチューリング完全となる最初の機械装置であったはずである。チャールズ・バベッジは1837年から1840年にかけて、解析エンジン用の一連のプログラムを書いた。[ 171 ]最初のプログラムは1837年に完成した。[ 172 ]解析エンジンは単一の物理的なマシンではなく、バベッジが1871年に亡くなるまで改良を重ねた一連の設計であった。[ 173 ]

ロンドンのキングス・カレッジにあるジョージ3世博物館のこの彫刻の中央左に、1843年に展示されていた解析エンジンの一部が描かれている。

エイダ・ラブレスとイタリア人の信奉者

解析機関の開発中にバベッジと文通していたエイダ・ラブレスは、解析機関がベルヌーイ数列を計算できるようにするアルゴリズムを開発したとされている。[ 174 ]ラブレス自身の手書きによる証拠書類があるにもかかわらず、[ 174 ]一部の学者は、そのアイデアがどの程度ラブレス独自のものであったかについて異論を唱えている。[ 175 ] [ 176 ] [ 177 ]この功績により、彼女はしばしば最初のコンピュータプログラマーと呼ばれる。[ 178 ]プログラミング言語はまだ発明されていなかったにもかかわらず。[ 174 ] [ 179 ]

ラブレスは、このプロジェクトを支援する文献の翻訳と執筆も行いました。パンチカードによるエンジンのプログラミングについて、彼女は次のように記しています。「ジャカード織機が花や葉を織り成すように、解析エンジンは代数的なパターンを織り成すと言えるでしょう。」[ 170 ]

バベッジは1840年にジョヴァンニ・プラナの招待でトリノを訪れた。プラナは1831年に永久カレンダーとして機能するアナログ計算機を開発した。1840年のトリノで、バベッジは解析機関についての唯一の公開説明と講義を行った。[ 180 ] [ 181 ] 1842年にチャールズ・ホイートストンは、バベッジのトリノ講演をメモしていたルイジ・メナブレアの論文の翻訳をラブレスに依頼した。バベッジはラブレスに、自分の意見を付け加えるよう依頼した。トリノで通訳を務めたフォルトゥナート・プランディはイタリア亡命者で、ジュゼッペ・マッツィーニの信奉者だった。[ 182 ]

スウェーデンのフォロワー

ペル・ゲオルク・ショイツは1830年に差分機関について論文を書き、自動計算の実験を行った。1834年にラードナーがエディンバラ・レビュー誌に論文を発表した後、ショイツはバベッジの当初の計画が実行可能かどうか疑問視し、独自のプロジェクトを立ち上げた。そして息子のエドヴァルド・ショイツと共にこれを推し進めた。[ 183 ]​​ スウェーデンの別の機関としては、マルティン・ヴィベルグ（1860年）のものがある。[ 184 ]

遺産

2011年、イギリスの研究者たちは、バベッジの解析エンジンを建設するための数百万ポンド規模のプロジェクト「プラン28」 [ 185 ]を提案しました。バベッジの設計図は絶えず改良され、完成することはなかったため、研究者たちはこのプロジェクトに一般市民を参加させ、クラウドソーシングによって何を構築すべきかの分析を行うことを目指しました。[ 186 ]このエンジンは675バイト相当のメモリを搭載し、約7Hzのクロック速度で動作します。彼らは、バベッジの死後150周年にあたる2021年までに完成させることを目指していました。[ 187 ]

MEMSとナノテクノロジーの進歩は、近年の機械計算におけるハイテク実験につながっています。提案されている利点には、高放射線環境や高温環境での動作が含まれます。[ 188 ]これらの現代版機械計算は、エコノミスト誌の「ミレニアム末期」特集号の「バベッジの最後の笑い」と題された記事で取り上げられました。[ 189 ]

バベッジは、この町とのつながりから、2007年に5トットネス・ポンド紙幣に描かれることになりました。[ 190 ]バベッジの肖像​​は、2015年に新しくデザインされたイギリスのパスポートのイギリス文化アイコンのセクションに掲載されています。 [ 191 ]

家族

他の墓石に囲まれた、水平に置かれた花崗岩の幾何学的に精巧な墓石
ロンドンのケンサル・グリーン墓地にあるバベッジの墓。2014年に撮影。

1814年7月25日、バベッジはデヴォン州テインマスのセント・マイケル教会で、イギリス国会議員ウィリアム・ウォルリッシュ＝ホイットモアの妹ジョージアナ・ホイットモアと結婚した。[ 23 ]夫婦はシュロップシャーのダッドマストン・ホール[192]（バベッジがセントラルヒーティングシステムを設計した場所）に住み、その後1815年にロンドンのデヴォンシャー・ストリート5番地に引っ越した。[ 193 ]

チャールズとジョージアナには8人の子供が生まれたが[ 194 ] 、幼少期を生き延びたのはベンジャミン・ハーシェル、ジョージアナ・ホイットモア、ダガルド・ブロムヘッド、ヘンリー・プレボストの4人だけだった。チャールズの妻ジョージアナは1827年9月1日にウスターで亡くなり、父チャールズ、次男（同じくチャールズと名付けられた）、そして生まれたばかりの息子アレクサンダーもこの年に亡くなった。

  • ベンジャミン・ハーシェル・バベッジ（1815–1878）
  • チャールズ・ホイットモア・バベッジ（1817–1827）
  • ジョージアナ・ホイットモア・バベッジ（1818年 - 1834年9月26日）[ 195 ]
  • エドワード・スチュワート・バベッジ（1819–1821）
  • フランシス・ムーア・バベッジ（1821–????）
  • デュガルド・ブロムヘッド (ブロムヘルド?) バベッジ (1823–1901)
  • ヘンリー・プレボスト・バベッジ少将（1824–1918）
  • アレクサンダー・フォーブス・バベッジ（1827–1827）

存命の末息子ヘンリー・プレボスト・バベッジ（1824-1918）は、父の設計に基づいて階差機関1号の小型デモ機を6台製作した。[ 196 ]そのうちの1台はハーバード大学に送られ、後にハーバード・マークIの先駆者であるハワード・H・エイケンによって発見された。ヘンリー・プレボストの1910年製解析機関ミルは、以前はダドマストン・ホールに展示されていたが、現在は科学博物館に展示されている。[ 197 ]

死

チャールズ・バベッジの脳は科学博物館に展示されています。

バベッジは40年以上メリルボーンのドーセット・ストリート1番地に住み、そこで働き、1871年10月18日に79歳で亡くなりました。彼はロンドンのケンサル・グリーン墓地に埋葬されています。ホースリーによると、バベッジは「膀胱炎に起因する腎不全」で亡くなりました。[ 198 ]彼はナイト爵位と準男爵位の両方を辞退しました。また、世襲貴族に反対し、終身貴族の称号を支持しました。[ 199 ]

検死報告書

1983年、チャールズ・バベッジの検死報告書が発見され、後に彼の玄孫によって出版された。[ 200 ] [ 201 ]オリジナルのコピーも入手可能である。[ 202 ]バベッジの脳の半分はロンドンのハンテリアン博物館に保存されている。[ 203 ]バベッジの脳のもう半分はロンドンの科学博物館に展示されている。[ 204 ]

記念碑

ロンドンの緑の銘板

ロンドンのドーセット・ストリート1番地には、バベッジが過ごした40年間を記念する黒い銘板がある。[ 205 ]バベッジにちなんで名付けられた場所、施設、その他の物には以下のものがある。

フィクションと映画

バベッジはスチームパンク作品に頻繁に登場し、このジャンルの象徴的な人物と呼ばれています。[ 216 ]バベッジが登場する他の作品には以下のものがあります。

出版物

回転中に様々な物質に現れる磁性に関するM.アラゴの実験の繰り返しの記述、1825年

参照

注記

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参考文献

ウィキメディア・コモンズには、チャールズ・バベッジに関連するメディアがあります。
英語版ウィキソースには、以下の著者による、または以下の内容に関する原著作品があります。
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