A l'époque on utilisait des tables calculées à la main pour obtenir les valeurs de certaines fonctions mathématiques. Cette machine était principalement destinée à automatiser le calcul de ces tables de façon à éviter les erreurs dues au calcul manuel. Le nom « différences » provient de la méthode du calcul différentiel qu'utilisait la machine.

La machine à différences est souvent considérée comme un ancêtre mécanique de l'ordinateur, voire comme le premier ordinateur. Elle permet d'effectuer les mêmes calculs que les premiers ordinateurs et Babbage avait également prévu un module d'impression des résultats (pas besoin de recopier les résultats à la main comme avec la pascaline). Mais à la différence des ordinateurs actuels, la machine à différences ne permettait pas d'exécuter un programme enregistré : les instructions devaient être entrées à la main par l'opérateur.

Charles Babbage
Charles Babbage

Charles Babbage a travaillé sur ce projet de 1812, où il a eu l'idée initiale, à 1849, où il a terminé les plans de la deuxième version de sa machine (qui était capable d'effectuer le même travail, mais comportait trois fois moins de pièces). Malheureusement, il n'a jamais pu construire un prototype opérationnel car d'une part il modifiait sans cesse ses plans, et d'autre part les techniques de l'époque ne permettaient pas de fabriquer des pièces mécaniques suffisamment résistantes.

Babbage n'a pas travaillé seul sur son projet. Son assistante, Ada Lovelace y a apporté une contribution importante. Elle a notamment mis au point des « programmes » destinés à être exécutés par la machine, et avait également compris que la machine à différences permettait, bien qu'elle donne des résultats sous une forme numérique, d'appréhender des problèmes algébriques en notation littérale. Elle est ainsi considérée par beaucoup comme la première programmeuse informatique, et un langage de programmation a été baptisé Ada en son honneur.

Ada Lovelace
Ada Lovelace

La machine à différences à inspiré un roman éponyme de science-fiction (pour être précis c'est une uchronie steampunk) qui décrit ce qu'aurait pu devenir le monde si Charles Babbage avait pu terminer sa machine et si l'informatique était née avec 100 ans d'avance de la mécanique et de la vapeur plutôt que de l'électricité et du silicium.

De 1985 à 2002, le Musée des Sciences de Londres a construit un modèle opérationnel en respectant les plans de la deuxième machine à différences.

Machine à différences
Machine à différence basée sur les plans de Babbage

On trouve sur Internet des vidéos de cette machine en train de fonctionner :

Images : Charles Babbage, domaine public. Ada Lovelace, domaine public. babbage02, par PugnoM, sous licence Creative Commons.