Ada Lovelace gehört zu den Pionieren der Informatik. Sogar die kommende Grafikkarten-Generation von Nvidia trägt den Codenamen Lovelace und jedes Jahr findet der Ada Lovelace Day statt. So wirklich viel wissen dennoch die wenigsten. Wer war Ada Lovelace eigentlich? Bei der Beantwortung dieser Frage werden manche erstaunt sein, wie weit die Grundlagen für den Computer eigentlich schon zurückliegen.
Wer war Ada Lovelace? Der Apfel fällt nicht weit vom Stamm
Ada Lovelace, 1815 als Ada Byron geboren, hatte das große Glück, dass ihre Mutter Anne Isabella Noel-Byron selbst eine gebildete Baronin war. Ihren Vater, der bekannte romantische Dichter Lord Byron, der für seine vielen Affären war, lernte Ada nie kennen. Auch darum war ihre Mutter entschlossen, für klare Strukturen zu sorgen, damit sie nicht ihrem Vater nachkäme. Während Unterricht in Kunst und Französisch damals in höheren Gesellschaftsschichten üblich war, erhielt Ada auch umfassende Bildung in den Naturwissenschaften und Mathematik.
Vor allem die Mathematik und Musik haben es Ada angetan. Auch für Maschinen begann sich Ada schon früh zu interessieren und träumte sogar davon, eine Flugmaschine zu erfinden. Während eines Empfangs lernte Ada Lovelace mit 17 Jahren den Mathematiker Charles Babbage kennen. Er ist einer von mehreren Akademikern, mit dem sie regen Schriftverkehr pflegte. Obwohl ihr das Studium als Frau versagt blieb, war ihre scharfer Verstand überaus geschätzt und sie leistete große Beiträge zu Babbages „Analytical Machine“ und schrieb schließlich auch das erste Computerprogramm der Welt.
Ada brachte drei Kinder zur Welt. Doch die häusliche Situation und die dadurch fehlende Zeit für Musik und Wissenschaft machten ihr zu schaffen. Am Ende eiferte sie doch ihrem Vater nach, hatte einige Liebesaffären und entwickelte eine gefährliche Leidenschaft fürs Glücksspiel. Doch auch hier zeigte sich die Wissenschaftlerin. Ihre letzten Jahre verbrachte sie wohl mit der Forschung an einem ausgefeilten Wettsystem. 1852 verstarb Ada Lovelace mit nur 36 Jahren an Krebs – im selben Alter wie ihr Vater.
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Was ist die Analytical Engine
Die Analytical Engine ist der Entwurf einer mechanischen Rechenmaschine zum Lösen mathematischer Fragestellungen. Sie sollte der Nachfolger der ebenfalls vom Mathematiker Charles Babbage entworfene Differenzmaschine werden, die speziell für polynomiale Funktionen konzipiert war. Die Analytical Engine verfolgte dagegen einen deutlich allgemeineren Zweck.
Für die Eingabe der Zahlen sah die Analytical Engine die Nutzung von Lochkarten vor. Zur Ausgabe plante Babbage einen Drucker, ein Kurvenplotter und eine Glocke – letzteres als Signal für den Nutzer. Die Entwürfe beschrieben auch einen Arbeitsspeicher von 100 bis 1.000 Wörtern, mit bis zu 50 Dezimalstellen. Dafür sah sie allerdings auch eine Größe von 19 Meter Länge und 3 Meter Höhe vor. Babbage plante, die aus 55.000 Teilen bestehende Konstruktion mit einer Dampfmaschine anzutreiben. Die Analytical Engine schaffte es wegen fehlendem Budget allerdings nie zur fertigen Konstruktion.
Die Funktionsfähigkeit einer solche Analytical Engine ist allerdings allgemein anerkannt. Besonders bemerkenswert ist, dass gut 100 Jahre vergingen, bis ein Computer eine solch allgemeine mathematische Anwendung realisierte. Es handelte sich um den Zuse Z3, des Computer-Pioniers Konrad Zuse. Die von Babbage angestrebte Genauigkeit erreichten die Computer sogar erst um 1960.
Ada Lovelace und die Analytical Engine
Die Idee der Analytical Engine geht auf Charles Babbage zurück. Durch ihren regen Austausch mit Babbage hatte auch Lovelace immer wieder mit der Maschine zu tun. Deren erstes Treffen ermöglichte die schottische Mathmatikerin und Astronomin Mary Somerville. Diese wurde von Babbage eingeladen, sich einen Prototypen der „Thinking Machine“ anzuschauen und sie brachte Ada und ihre Mutter Anabelle mit.
Ada Lovelace leistete ihren großen Beitrag mit einer Übersetzung. 1842 veröffentlichte der italienische Wissenschafter Federico Luigi Menabrea eine Beschreibung der Maschine auf Grundlage einer Vorstellung Babbages auf einem wissenschaftlichen Kongress in Turin. Ada Lovelace war verantwortlich für die englische Übersetzung des in Französisch verfassten Beitrags. Auf Anregung Babbages ergänzte sie die Übersetzung mit zusätzlichen Erklärungen. Die übersetzte Fassung war inklusive der Kommentare am Ende drei Mal so umfangreich wie die ursprüngliche Fassung.
Im Rahmen dessen veröffentlichte sie im Anhang G auch einen schriftlichen Plan zur Berechnung der Bernoulli-Zahlen mit der Analytical Machine. Durch dieses beschriebene Programm gilt sie als erste Programmiererin der Geschichte. Veröffentlicht wurde der Artikel weitgehend anonym. Lediglich am Ende standen ihre Initialien „A.A.L“.
Ada Lovelace war eine Visionärin
Mit ihren Kommentaren stellte Lovelace auch erste gedankliche Weichen für den Computer, wie wir ihn heute kennen. Ihre Kommentare beschrieben unter anderem erstmals eine Abgrenzung zwischen Hard- und Software. Auch grenzte sie die Analytical Machine von bislang bekannten Rechenmaschinen ab und schrieb:
„Die Grenzen der Arithmetik wurden in dem Augenblick überschritten, in dem die Idee zur Verwendung der Karten entstand, und die Analytical Engine hat keine Gemeinsamkeit mit schlichten Rechenmaschinen. Sie ist einmalig, und die Möglichkeiten, die sie andeutet, sind höchst interessant.“
Beeindruckerweise sah Ada Lovelace auch schon Anwendungen abseits der mathematischen Berechnung voraus. Ada Lovelace sah in der Zukunft Maschinen, die auch Musiknoten, Buchstaben und Bilder verarbeiten. Zu der damaligen Zeit unglaubliche Vorstellungen. Zur Technologischen Einordnung: Zu Lovelaces Lebzeiten entstand überhaupt erst die Fotografie. Maschinen wie die Analytical Engine funktionierten außerdem rein mechanisch. Allerdings existierten durchaus schon Spieluhren dessen Walzen gewissermaßen auch wie Lochkarten funktionieren. Die Lochkarte als Steuerung kommt übrigens vom Jacquard-Webstuhl, der 1785 erfunden wurde. Die Lochkarten beschrieben dabei das Webmuster.
Obwohl sie in der Analytical Engine mehr sah als ihr Erfinder Charles Babbage, stand für Ada Lovelace trotzdem fest, dass eine solche Maschine nur Befehle ausführen, selbst aber keine Erkenntnisse erlangen kann. Die fehlende Intuition sorge dafür, dass falsche Eingaben oder falsch gedachte Rechenwege unweigerlich auch zu falschen Ergebnissen führen werden. Die Maschine kann nur das tun, was ihr programmiert wurde. Dieses Bild hat sich mit Künstlicher Intelligenz und Deep Learning natürlich gewandelt – wird aber selbst heute noch stark diskutiert.
Ada Lovelace auch heute noch eine Inspiration
Der gedankliche Horizont der Lady Lovelace ließ sich erst über hundert Jahre nach ihrem Tod richtig erfassen, als die Theorie auf die Realität traf. Umso mehr weiß man ihre Übersetzung heute zu schätzen. Ihr Name taucht heute für Veranstaltungen und Produktnamen auf und sie wird oft als leuchtendes Vorbild genommen, um Frauen für die Informatik zu begeistern. Leider wissen trotzdem die wenigsten, was Lovelace – und auch viele andere namhaften Wissenschaftler – überhaupt bewirkt haben. Meist stolpert man einfach nur über die Namen. Ada Lovelace taucht zum Beispiel auf in…
- Nvidias für 2021 geplante Grafikkartengeneration mit dem Codenamen „Lovelace“ (nach „Pascal“ und „Turing“)
- Die Programmiersprache „Ada“. Sie war die erste standartisierte Hochsprache und wird noch immer in vielen sicherheitskritischen Bereichen genutzt.
- Der Ada-Lovelace-Day, der Mitte Oktober jedes Jahr Frauen und ihre Werke in Wissenschaft und Technik ehrt.
- Das Ada Lovelace Festival, ein dreitägiges Tech-Event, das vor allem für Nachhaltigkeit und Diversität in der Tech-Branche steht.
Image by Margaret Sarah Carpenter, 1836
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