84 éves korában elhunyt Gaspard Claire François Marie Riché de Prony (1755–1839) francia mérnök és matematikus, akinek monumentális logaritmustáblázata nem csupán a matematikában, hanem a modern információtechnológia előfutáraként is mérföldkőnek számít. A francia forradalom idején készített 19 kötetes műve és az azt előállító „számítógyár” szervezési modellje máig tanított példa a rendszertervezés és algoritmikus gondolkodás történetében.

A francia logaritmusgyár születése

A francia forradalom zavaros éveiben, az 1790-es évek elején, a forradalmi kormány megbízásából de Prony egy soha nem látott pontosságú trigonometriai és logaritmikus táblázat elkészítésére vállalkozott. A cél az új, tizedes alapú metrikus rendszerhez illeszkedő, nagy pontosságú számítási alapok létrehozása volt.

A vállalkozás mérete önmagában is figyelemre méltó, de ami igazán történelmi jelentőségűvé tette, az a szervezeti felépítése és módszertana volt. De Prony ugyanis a munkát három rétegre osztotta: a legfelső szinten matematikusok – köztük ő maga – tervezték meg a számítási algoritmusokat; a középső szinten aritmetikusok dolgozták fel a képleteket; míg a legalsó szinten, többnyire írástudó nők, pusztán az alapműveletek elvégzésével foglalkoztak. Ez a módszer, amelyet de Prony kifejezetten Adam Smith „A nemzetek gazdagsága” (The Wealth of Nations) című művének munkaerő-megosztásról szóló elmélete alapján dolgozott ki, tulajdonképpen az első példája annak, amit ma algoritmikus gondolkodásnak és rendszertervezésnek nevezünk. Vagyis egy klasszikus közgazdaságtani tétel ült át a matematikai-informatikai gyakorlatba, amire korábban még nem volt példa.

A hat éven át tartó munkában összesen 93 ember vett részt. A számítási feladatokat olyan szisztematikusan osztották fel, hogy a résztvevők közül sokan nem is értették, mit számolnak – a rendszer mégis hibátlanul működött. Ez a gyakorlat előképe volt azoknak a számítási módszereknek, amelyek a 19. század során Charles Babbage differenciálgépeiben öltöttek testet, majd a 20. században az ipari adatfeldolgozásban és a számítógépes architektúrában teljesedtek ki. De Prony tehát a mai információtechnológia egyik korai előfutárának tekinthető: felismerte, hogy a nagy mennyiségű számítási feladat feldolgozható pusztán munkamegosztással, megfelelő módszertannal és logikai tervezéssel – gépek nélkül is.

Hatás a későbbi informatikára

De Prony munkája megelőlegezte az olyan későbbi fejlesztéseket, mint:

• Charles Babbage differenciálgépe (Difference Engine),
• Ada Lovelace algoritmikus szemlélete,
• a 20. századi kártyás adatfeldolgozás,
• valamint a modern információfeldolgozó rendszerek alapvető szerkezeti modelljei.

Sok tekintetben ez volt az első „számítási gyár”, ahol az emberi munkaerőt modulárisan szervezték az információ előállítása köré – hasonlóan ahhoz, ahogy ma számítógépes rendszerek különböző rétegei (input, feldolgozás, output) működnek.

Gaspard de Prony halála egy korszak végét jelzi, ugyanakkor öröksége a jövőbe mutat. A róla elnevezett Prony-fék, valamint az École des Ponts ParisTech oktatójaként betöltött szerepe révén emléke tovább él a mérnöki oktatásban is. Munkája azonban sokkal messzebbre hatott: az általa bevezetett módszerek elméleti alapját képezik a modern számítógépes feldolgozás számos aspektusának – a rendszertervezéstől kezdve az algoritmusok lépésenkénti végrehajtásán át egészen a modularitás elvéig. Ezért tekinthetjük őt joggal nemcsak kiváló mérnöknek, hanem a digitális korszak egyik elfeledett előfutárának is.

A de Prony által alkalmazott számítási struktúra volt az, amit Babbage egy mechanikus gépben szeretett volna automatizálni. Ha Babbage gépe megvalósul, az lényegében de Prony módszerének gépesítése lett volna – tehát a „mechanikus számítógép” fogalma történetileg Prony gondolkodásából is táplálkozott.

Gaspard de Prony és a fékpadok

A 18–19. század fordulójának kivételes francia mérnöke és matematikusa, Gaspard Claire François Marie Riché de Prony 1821-ben olyan találmánnyal járult hozzá a gépészet fejlődéséhez, amelynek hatása mindmáig érezhető: ez volt a róla elnevezett Prony-fék. A berendezés lényege, hogy lehetővé teszi forgó gépek forgatónyomatékának és teljesítményének mérését egy egyszerű, de hatékony mechanikai elrendezéssel. A teljesítményméréshez használt berendezéseket ma összefoglaló néven fékpadoknak nevezzük, és ezek egyik legkorábbi, mechanikailag is precíz változata épp a Prony-fék volt. De Prony ezzel a találmánnyal nemcsak egy műszaki problémát oldott meg, hanem olyan mérési elvet alkotott, amely az ipari korszak hajnalán forradalmasította a gépek terhelés alatti viselkedésének vizsgálatát.

A nyomatékmérés korai gyakorlata

A Prony-fék megszületése előtt a forgatónyomaték meghatározása meglehetősen kezdetleges módszereken alapult. Egy erőgép (például egy gőzgép) tengelyére rögzített tárcsára kötelet, hevedert vagy szíjat vetettek át. Ennek egyik végét rögzítették, a másik végére súlyokat akasztottak, amelyek feszítették a hevedert és ezáltal súrlódási féket képeztek. A mérés lényege az volt, hogy a súlyokat addig növelték, amíg a gép fordulatszáma csökkenni nem kezdett. Ekkor leolvasták a terhelő erőt.