L'Analytical Engine tesse motivi algebrici proprio come il telaio Jacquard tesse fiori e foglie.
Joseph Marie Charles era un tessitore e commerciante francese. Ha svolto un ruolo importante nello sviluppo del primo telaio programmabile, il "telaio Jacquard", che a sua volta ha svolto un ruolo importante nello sviluppo di altre macchine programmabili, come una versione iniziale di compilatore digitale utilizzato da IBM per sviluppare il computer moderno.
Biografia
Il cognome della famiglia di Joseph Marie Charles era "Jacquard". Nella generazione di suo nonno, diversi rami della famiglia Charles vivevano nel sobborgo di Couzon-Au-Mont d'Or a Lione, nel nord di Lione, lungo il fiume Saône. Per distinguere i vari rami, la comunità ha dato loro soprannomi; il ramo di Joseph era chiamato "Jacquard" Charles. Quindi, il nonno di Joseph era Bartolomeo Charles detto Jacquard.
Joseph Marie Charles detto Jacquard è nato in una famiglia cattolica conservatrice a Lione, Francia il 7 luglio 1752. Era uno dei nove figli di Jean Charles detto Jacquard, maestro tessitore di Lione, e di sua moglie, Antoinette Rive. Tuttavia, solo Joseph e sua sorella Clemenceau, nata il 7 novembre 1747, sopravvissero all'età adulta. Sebbene suo padre fosse un uomo di proprietà, Joseph non ha ricevuto alcuna istruzione formale e rimase analfabeta fino all'età di 13 anni. Fu infine istruito da suo cognato, Jean-Marie Barrett, che gestiva un'attività di stampa e vendita di libri. Barrett ha anche introdotto Joseph alle società erudite e agli studiosi. Joseph inizialmente ha aiutato suo padre a gestire il suo telaio, ma il lavoro si è rivelato troppo faticoso, quindi Jacquard è stato prima affidato a un rilegatore e poi a un produttore di caratteri tipografici.
Sua madre morì nel 1762, e quando suo padre morì nel 1772, Joseph ereditò la casa di suo padre, i telai e l'officina, nonché una vigna e una cava a Couzon-au-Mont d'Or. Joseph si dedicò quindi agli affari immobiliari. Nel 1778, elencava le sue occupazioni come maestro tessitore e commerciante di seta. L'occupazione di Jacquard in questo periodo è problematica perché entro il 1780 la maggior parte dei tessitori di seta non lavorava in modo indipendente; invece, lavoravano per salari dai commercianti di seta, e Jacquard non era registrato come commerciante di seta a Lione.
C'è una certa confusione sulla storia lavorativa iniziale di Jacquard. L'economista britannico Sir John Bowring incontrò Jacquard, che disse a Bowring che una volta era stato un produttore di cappelli di paglia. Eymard affermò che prima di dedicarsi alla tessitura della seta, Jacquard era stato un fonditore di caratteri, un produttore di caratteri tipografici, un soldato, uno smacchiatore di cappelli di paglia e un produttore di calce per la malta. Barlow sostiene che prima di sposarsi, Jacquard aveva lavorato per un rilegatore, un fonditore di caratteri e un produttore di posate. Dopo il matrimonio, Jacquard ha provato la produzione di posate, la fondizione di caratteri e la tessitura. Tuttavia, Barlow non cita alcuna fonte per queste informazioni.
Il 26 luglio 1778, Joseph sposò Claudine Boichon. Era una vedova della classe media di Lione che possedeva proprietà e aveva una notevole dote. Tuttavia, Joseph ben presto cadde profondamente in debito e fu portato in tribunale. Barlow sostiene che dopo la morte del padre di Jacquard, Jacquard ha avviato un'attività di tessitura di figure ma ha fallito e ha perso tutta la sua ricchezza. Tuttavia, Barlow non cita fonti a sostegno della sua affermazione. Per estinguere i suoi debiti, fu costretto a vendere la sua eredità e ad appropriarsi della dote di sua moglie. Sua moglie ha conservato una casa a Oullins nel sud di Lione, lungo il fiume Rodano, dove la coppia viveva. Il 19 aprile 1779, la coppia ebbe il loro unico figlio, un ragazzo, Jean Marie. Charles Ballot ha affermato che dopo che la ribellione di Lione nel 1793 fu repressa, Joseph e suo figlio sfuggirono dalla città unendosi all'esercito rivoluzionario. Combatterono insieme nella campagna del Reno del 1795, servendo nel battaglione Rodano-e-Loira sotto il generale Jean Charles Pichegru. Il figlio di Joseph fu ucciso fuori da Heidelberg. Tuttavia, Ballot ha ripetuto voci ed è stato uno storico negligente. Ad esempio, ha affermato che la moglie di Jacquard Claudette Boichon era la figlia di Antoine-Hélon Boichon, un maestro spadaio, mentre Claudette era una vedova che era stata sposata con un signor Boichon prima di sposare Jacquard.
Nel 1800, Joseph iniziò a inventare vari dispositivi. Ha inventato un telaio a pedale nel 1800, un telaio per tessere reti da pesca nel 1803 e, a partire dal 1804, il telaio "Jacquard", che tesseva automaticamente seta con motivi. Tuttavia, questi primi brevetti non funzionavano bene e pertanto erano infruttuosi.
Nel 1801, Jacquard ha esposto la sua invenzione all'Exposition des produits de l'industrie française a Parigi, dove ha ricevuto una medaglia di bronzo. Nel 1803 fu convocato a Parigi e assegnato al Conservatoire des Arts et Metiers. Un telaio di Jacques de Vaucanson esposto lì ha suggerito vari miglioramenti al suo, che ha gradualmente perfezionato fino allo stato finale. Il telaio fu dichiarato proprietà pubblica nel 1805, e Jacquard fu ricompensato con una pensione e una royalty su ogni macchina. Sebbene la sua invenzione fosse fieramente contrastata dai tessitori di seta, che temevano che la sua introduzione, a causa del risparmio di manodopera, li privasse dei loro mezzi di sussistenza, i suoi vantaggi ne hanno garantito l'adozione generale, e nel 1812 c'erano 11.000 telai Jacquard in uso in Francia. Questa affermazione è stata contestata: Inizialmente pochi telai Jacquard furono venduti a causa di problemi con il meccanismo della scheda perforata. Solo dopo il 1815 — una volta che Jean Antoine Breton aveva risolto i problemi con il meccanismo della scheda perforata — le vendite dei telai aumentarono.
Jacquard morì a Oullins Rhône, il 7 agosto 1834. Sei anni dopo, gli fu eretta una statua a Lione, nel luogo dove il suo telaio espositivo del 1801 fu distrutto.
Macchina Jacquard
Il telaio Jacquard è un telaio meccanico che utilizza carte di cartone con fori perforati, ogni carta corrispondente a una riga del disegno. Più file di fori vengono perforate nelle carte e le molte carte che compongono il disegno del tessuto sono unite insieme in ordine. Si basa su invenzioni precedenti dei francesi Basile Bouchon 1725, Jean-Baptiste Falcon 1728 e Jacques Vaucanson 1740.
Per comprendere il telaio Jacquard, è necessaria una conoscenza di base della tessitura. I fili paralleli, l'"ordito", sono tesi su un telaio rettangolare, il "telaio". Per il panno semplice, ogni altro filo di ordito viene alzato. Un altro filo, il "filo di trama", viene quindi passato ad angolo retto all'ordito attraverso lo spazio, la "bocca", tra i fili di ordito inferiori e superiori. Quindi i fili di ordito alzati vengono abbassati, i fili di ordito alternati vengono alzati e il filo di trama viene passato attraverso la bocca nella direzione opposta. Con centinaia di tali cicli, il tessuto viene gradualmente creato.
Alzando fili di ordito diversi, non solo alternati, e utilizzando fili colorati nella trama, la texture, il colore, il disegno e il motivo possono essere variati per creare tessuti variegati e altamente desiderabili. Tessere motivi o disegni elaborati manualmente è una procedura lenta, complicata e soggetta a errori. Il telaio di Jacquard era destinato ad automatizzare questo processo.
Jacquard non è stato il primo a tentare di automatizzare il processo di tessitura. Nel 1725 Basile Bouchon inventò un attacco per telai a disegno che utilizzava una larga striscia di carta perforata per selezionare i fili di ordito che sarebbero stati alzati durante la tessitura. Nello specifico, l'innovazione di Bouchon prevedeva una fila di ganci. La parte curva di ogni gancio agganciava una corda che poteva alzare uno dei fili di ordito, mentre la parte dritta di ogni gancio premeva contro la carta perforata, che era drappeggiata intorno a un cilindro perforato. Ogni volta che il gancio premeva contro la carta solida, spingere il cilindro in avanti alzava il corrispondente filo di ordito; mentre ogni volta che il gancio incontrava un buco nella carta, spingere il cilindro in avanti avrebbe permesso al gancio di scivolare dentro il cilindro e il corrispondente filo di ordito non sarebbe stato alzato. Il telaio di Bouchon non ebbe successo perché poteva gestire solo un modesto numero di fili di ordito.
Nel 1737, un maestro tessitore di seta di Lione, Jean Falcon, aveva aumentato il numero di fili di ordito che il telaio poteva gestire automaticamente. Ha sviluppato un attacco per telai in cui la striscia di carta di Bouchon è stata sostituita da una catena di schede perforate, che poteva deflettere più file di ganci contemporaneamente. Come Bouchon, Falcon ha usato un "cilindro" in realtà, un tubo perforato a quattro lati per tenere ogni carta in posizione mentre era premuto contro le file di ganci. Il suo telaio ebbe un modesto successo; circa 40 di questi telai erano stati venduti nel 1762.
Nel 1741, Jacques de Vaucanson, un inventore francese che ha progettato e costruito giocattoli meccanici automatizzati, fu nominato ispettore delle fabbriche di seta. Tra il 1747 e il 1750, ha cercato di automatizzare il meccanismo di Bouchon. Nel meccanismo di Vaucanson, i ganci che dovevano sollevare i fili di ordito erano selezionati da lunghi perni o "aghi", che venivano premuti contro un foglio di carta perforata drappeggiato intorno a un cilindro perforato. Nello specifico, ogni gancio passava ad angolo retto attraverso un occhiello di un ago. Quando il cilindro veniva premuto contro la serie di aghi, alcuni degli aghi, premendo contro la carta solida, si sarebbero mossi in avanti, il che a sua volta avrebbe inclinato i ganci corrispondenti. I ganci che venivano inclinati non sarebbero stati sollevati, quindi i fili di ordito agganciati da quei ganci sarebbero rimasti in posizione; tuttavia, i ganci che non venivano inclinati sarebbero stati sollevati, e i fili di ordito agganciati da quei ganci sarebbero stati sollevati. Posizionando il suo meccanismo sopra il telaio, Vaucanson eliminò il complicato sistema di pesi e corde, pulegge, ecc. che era stato utilizzato per selezionare quali fili di ordito dovevano essere sollevati durante la tessitura. Vaucanson ha anche aggiunto un meccanismo a cricchetto per avanzare la carta perforata ogni volta che il cilindro veniva premuto contro la fila di ganci. Tuttavia, il telaio di Vaucanson non ebbe successo, probabilmente perché, come il meccanismo di Bouchon, non poteva controllare abbastanza fili di ordito da creare motivi sufficientemente elaborati da giustificare il costo del meccanismo.
Per stimolare l'industria tessile francese, che era in competizione con l'industria industrializzata della Gran Bretagna, Napoleone Bonaparte ha effettuato grandi ordinazioni di seta di Lione, a partire dal 1802. Nel 1804, su insistenza del commerciante di seta di Lione Gabriel Detilleu, Jacquard ha studiato il telaio di Vaucanson, che era immagazzinato al Conservatoire des Arts et Métiers a Parigi. Nel 1805 Jacquard aveva eliminato la striscia di carta dal meccanismo di Vaucanson e era tornato a usare la catena di schede perforate di Falcon.
Il potenziale del telaio di Jacquard è stato immediatamente riconosciuto. Il 12 aprile 1805, l'Imperatore Napoleone e l'Imperatrice Josephine visitarono Lione e osservarono il nuovo telaio di Jacquard. Il 15 aprile 1805, l'imperatore concesse il brevetto per il telaio di Jacquard alla città di Lione. In cambio, Jacquard ricevette una pensione vitalizia di 3.000 franchi; inoltre, ricevette una royalty di 50 franchi per ogni telaio che fu acquistato e utilizzato nel periodo dal 1805 al 1811.
