Ada Lovelace

Ada Lovelace und ihre Bedeutung

Augusta Ada King-Noel, Countess of Lovelace, bekannt als Ada Lovelace oder Lady Lovelace, war eine britische Mathematikerin und Gesellschaftsdame. Sie lebte vom 10. Dezember 1815 bis zum 27. November 1852 in London und war die Tochter des Dichters Lord Byron.

Ihre Bedeutung liegt in der Zusammenarbeit mit Charles Babbage an dessen Analytical Engine. Diese mechanische Maschine wurde nie fertiggestellt. Lovelace erkannte jedoch, dass sie nicht nur mathematische Tafeln berechnen, sondern bei geeigneter Programmierung vielfältige Aufgaben bearbeiten könnte. 1843 ergänzte sie ihre englische Übersetzung eines französischen Artikels von Luigi Federico Menabrea über die Maschine durch eigene Notizen, die etwa doppelt so lang wie der Ausgangstext waren.

In diesen Notes veröffentlichte sie einen Plan zur Berechnung von Bernoulli-Zahlen. Er gilt als erstes veröffentlichtes formales Computerprogramm. Deshalb wird sie von manchen Historikern als erste Programmiererin der Welt angesehen; diese Zuschreibung ist jedoch umstritten.

Ausbildung und Lebensweg

Ada Byron erhielt eine für ihre Zeit ungewöhnlich breite private Ausbildung. Frauen durften in England damals nicht studieren; wohlhabende Mädchen wurden gewöhnlich zuhause unterrichtet. Neben Musik und Französisch lernte sie Mathematik, Geometrie, Astronomie und Naturwissenschaften. Einer ihrer Lehrer war Augustus De Morgan, Mathematikprofessor am University College London und Forscher zur mathematischen Logik.

Schon früh interessierte sie sich für Maschinen, Erfindungen und technische Zeichnungen. Mit 13 Jahren entwarf sie zum Spaß eine dampfgetriebene Flugmaschine und die „Wissenschaft“ der Flugologie. Über Mary Somerville lernte sie Charles Babbage kennen, besuchte mit 17 Jahren seinen Salon und begann mit ihm eine langjährige wissenschaftliche Korrespondenz sowie Zusammenarbeit.

Am 8. Juli 1835 heiratete sie William King, 8. Baron King; 1838 wurde er Earl of Lovelace, sie damit Countess of Lovelace. Das Paar hatte drei Kinder. Krankheit, Schwangerschaften und Kinderbetreuung erschwerten ihr wissenschaftliches Arbeiten. Lovelace starb mit 36 Jahren an einem 1851 diagnostizierten Zervixkarzinom und wurde in der Familiengruft der Lords Byron in Hucknall, Nottinghamshire, beigesetzt.

Programmierung und Computeridee

Babbages Analytical Engine war als programmierbarer Rechenautomat gedacht. Lovelace verglich sie mit dem dampfbetriebenen Jacquard-Webstuhl: Dieser konnte mit Lochkarten ohne direkten menschlichen Einfluss komplizierte Muster herstellen. Die Maschine wurde nicht gebaut, weil die Feinmechanik die erforderliche Präzision noch nicht leisten konnte und das britische Parlament nach 17.000 britischen Pfund Förderung für die Difference Engine keine weitere Finanzierung gewährte.

1842 beschrieb Menabrea Babbages Maschine auf Französisch. Lovelace übersetzte den Text 1843 für Scientific memoirs ins Englische und versah ihn mit den mit „A.A.L.“ signierten Notes. In „Anmerkung G“ stellte sie die Berechnung von Bernoulli-Zahlen als Tabelle beziehungsweise Diagramm dar. Ein Algorithmus ist eine eindeutige Folge von Arbeitsschritten zur Lösung einer Aufgabe; ihr Plan beschreibt solche Schritte für die Maschine.

Lovelace unterschied damit eine Rechenmaschine von einem Computer: Eine Rechenmaschine führt nur eine feste Rechnung aus oder benötigt für jede Operation manuelle Eingaben. Ein programmierter Rechner kann dagegen beliebig komplexe Algorithmen automatisch abarbeiten. Programmierkarten überschritten nach ihrer Aussage die „Grenzen der Arithmetik“.

Möglichkeiten, Hardware und Software

Lovelace sah voraus, dass die Analytical Engine nicht auf Zahlenrechnungen beschränkt sein müsste. Sie schrieb, sie könne auf andere Dinge als Zahlen angewandt werden, wenn deren Beziehungen durch die „abstrakte Wissenschaft der Operationen“ dargestellt werden könnten. Babbage wollte vor allem Zahlentabellen für Naturwissenschaft und Ingenieurwesen berechnen; Lovelace hielt darüber hinaus das Kombinieren von Buchstaben und das Komponieren von Musik für möglich. Musik könne verarbeitet werden, weil sich Tonrelationen als Zahlenkombinationen ausdrücken lassen.

Außerdem erkannte sie zwei Ebenen der Maschine: den physischen Teil mit Kupferrädern und Lochkarten sowie den symbolischen Teil der automatischen, in Lochkarten codierten Berechnungen. Damit nahm sie die spätere Unterscheidung von Hardware, also den materiellen Geräten, und Software, also den programmierten Anweisungen, vorweg.

Einwand und spätere Würdigung

1843 formulierte Lovelace, die Analytical Engine könne nichts aus sich heraus entstehen lassen: Sie könne alles tun, was Menschen ihr zu tun befähigten, aber keine analytischen Beziehungen oder Wahrheiten selbst vorwegnehmen. Alan Turing griff diesen Gedanken 1950 in „Computing Machinery and Intelligence“ als „Lady Lovelace’s Objection“ auf. Der Einwand und Turings Widerspruch sind bis heute Themen der Informatik und Philosophie; eine neuere Arbeit dazu ist Alfonseca et al. (2021), deren Argumentation unter anderem auf der Nicht-Entscheidbarkeit des Halteproblems beruht.

Doron Swade und weitere Forschende bezweifeln, dass Lovelace die erste Programmiererin war, weil Babbages Aufzeichnungen von 1836/1837 bereits Programme enthielten. Auch wird bezweifelt, in welchem Umfang ihr Bernoulli-Programm eigene Arbeit war. Swade betont zugleich, dass dies ihren wichtigen Beitrag nicht mindere: Ihr originelles Verständnis der weit über einzelne Rechnungen hinausgehenden Fähigkeiten von Computern sei bedeutsam.

Nach Lovelace benannt wurden unter anderem die Programmiersprache Ada, die Lovelace Medal, der Ada Lovelace Award und die Kryptowährung Ada des Cardano-Netzwerks. Seit 2009 wird jährlich Mitte Oktober der Ada-Lovelace-Tag begangen, der Frauen und ihre Leistungen in Wissenschaft, Technik, Ingenieurwissenschaften und Mathematik würdigt.