Máquina Diferencial, una de las primeras máquinas de calcular, a punto de ser el primer ordenador, diseñada y construida parcialmente durante los años 1820 y 30 por Charles Babbage. Babbage fue un matemático e inventor inglés; inventó el recogedor de vacas, reformó el sistema postal británico y fue pionero en los campos de la investigación operativa y la ciencia actuarial. Fue Babbage quien sugirió por primera vez que el clima de años pasados podía leerse a partir de los anillos de los árboles. También tuvo una fascinación de por vida por las claves, las cifras y los muñecos mecánicos (autómatas).
La parte completada de la Máquina de diferencias de Charles Babbage, 1832. Esta calculadora avanzada estaba destinada a producir tablas de logaritmos utilizadas en la navegación. El valor de los números se representaba mediante las posiciones de las ruedas dentadas marcadas con números decimales.
Babbage abordó el proyecto con mucha seriedad: contrató a un maestro maquinista, montó un taller a prueba de incendios y construyó un entorno a prueba de polvo para probar el dispositivo. Hasta entonces los cálculos rara vez se realizaban con más de 6 dígitos; Babbage planeaba producir resultados de 20 o 30 dígitos de forma rutinaria. La Máquina Diferencial era un dispositivo digital: funcionaba con dígitos discretos en lugar de cantidades lisas, y los dígitos eran decimales (0-9), representados por posiciones en ruedas dentadas, en lugar de los dígitos binarios («bits») que el matemático-filósofo alemán Gottfried Wilhelm von Leibniz había favorecido (pero no utilizó) en su Step Reckoner. Cuando una de las ruedas dentadas giraba del 9 al 0, hacía que la siguiente rueda avanzara una posición, llevando el dígito, tal y como había funcionado la calculadora Step Reckoner de Leibniz.
Sin embargo, la Máquina Diferencial era más que una simple calculadora. No sólo mecanizaba un único cálculo, sino toda una serie de cálculos sobre una serie de variables para resolver un problema complejo. Además, iba mucho más allá de las calculadoras en otros aspectos. Al igual que los ordenadores modernos, la Máquina Diferencial disponía de un sistema de almacenamiento -es decir, un lugar donde los datos podían guardarse temporalmente para su posterior procesamiento- y estaba diseñada para estampar su resultado en un metal blando, que posteriormente podía utilizarse para producir una plancha de impresión.
Sin embargo, la Máquina Diferencial realizaba una sola operación. El operador configuraba todos sus registros de datos con los datos originales, y luego la única operación se aplicaba repetidamente a todos los registros, produciendo finalmente una solución. Aun así, en complejidad y audacia de diseño, empequeñecía cualquier dispositivo de cálculo existente entonces.
El motor completo, diseñado para ser del tamaño de una habitación, nunca fue construido, al menos no por Babbage. Aunque recibió varias subvenciones del gobierno, fueron esporádicas -los gobiernos cambiaban, la financiación se acababa a menudo y él tenía que asumir personalmente algunos de los costes financieros- y estaba trabajando con las tolerancias de los métodos de construcción de la época o cerca de ellas y se encontró con numerosas dificultades de construcción. Todo el diseño y la construcción cesaron en 1833, cuando Joseph Clement, el maquinista responsable de la construcción de la máquina, se negó a continuar si no se le pagaba por adelantado. (La parte terminada de la Máquina Diferencial se encuentra en exposición permanente en el Museo de Ciencias de Londres). Véase también Motor analítico.