Quando i cruncher dei numeri di oggi vogliono fare calcoli rapidi, raggiungono il loro smartphone, un dispositivo praticamente inimmaginabile due secoli fa. Ma negli anni 1820, almeno un matematico lungimirante immaginava una macchina calcolatrice, sebbene tutt'altro che portatile. Frustrato dagli errori umani trovati nelle tabelle numeriche stampate, l'inventore inglese Charles Babbage progettò una macchina per eseguire funzioni matematiche e stampare automaticamente i risultati. Il suo progetto iniziale, che prevedeva 25.000 pezzi, avrebbe pesato 15 tonnellate e aveva le dimensioni di una carrozza trainata da cavalli.
I piani sembravano buoni sulla carta, ma Babbage non fu mai in grado di costruire la sua macchina. Più di un secolo dopo la sua morte, avvenuta nel 1871, gli storici dei computer hanno spazzato via la polvere dalle sue 5000 pagine di appunti e disegni e si sono chiesti se le sue idee potessero funzionare. Nel 1991, nel bicentenario della nascita di Babbage, il Science Museum di Londra ha presentato il suo Difference Engine No. 2, una macchina calcolatrice perfettamente funzionante, costruita secondo le specifiche dei disegni dell'inventore. Un clone in scala reale di quella macchina è ora in mostra a Mountain View, California, al Computer History Museum fino a dicembre 2009.
Babbage definì la sua invenzione un "motore di differenza" perché la sua funzione si basa sul principio matematico delle differenze finite, che calcola complesse funzioni matematiche mediante aggiunta ripetuta senza l'uso di moltiplicazione o divisione. Costruito in un telaio di ghisa, la macchina in mostra è lunga 11 piedi e alta 7 piedi. Ad ogni giro della sua manovella, camme e aste in acciaio e bronzo si innescano in azioni precise, scattando dolcemente come un orologio vittoriano. Le staffe rotanti in acciaio e le colonne delle ruote dentate, che rappresentano i numeri, creano una danza elicoidale meccanizzata fluida. Naturalmente non ci sono touchscreen, ma dopo quattro manovelle la macchina può calcolare un'equazione algebrica in sei secondi.
Babbage nacque nel 1791 all'inizio della Rivoluzione industriale inglese. Ha studiato a Cambridge e, grazie all'eredità del suo ricco padre, ha avuto il tempo libero per pensare a come le cose hanno funzionato e migliorarle. Babbage ha inventato il cowcatcher, un dispositivo sulla parte anteriore di un treno che cancella i detriti senza rallentare il treno. Ha anche migliorato la segnalazione del faro e creato un sistema di sgancio rapido per i vagoni ferroviari. Vivendo in mezzo a tutti i meravigliosi cambiamenti apportati dall'era industriale, Babbage, osservando l'ennesimo set di tabelle numeriche stampate, un tempo esclamò: "Vorrei che questi calcoli fossero stati eseguiti a vapore!"
Fino a 40 anni fa ingegneri, navigatori, astronomi e banchieri usavano regole di scorrimento e libri di tabelle per eseguire calcoli. "L'evento decisivo che ha portato alla fine della regola delle diapositive e dei libri sui tavoli è stato nel 1972, quando Hewlett-Packard ha introdotto l'HP-35", afferma Tim Robinson, docente senior del museo dei computer. "Questo è stato il primo calcolatore scientifico manuale completo di tutte le funzioni che ha sostituito tutte le normali funzioni delle tabelle e della regola slide".
Nel bicentenario della nascita di Charles Babbage, il Science Museum di Londra ha presentato il suo Difference Engine No. 2, una macchina calcolatrice perfettamente funzionante. (Bettmann / Corbis) Sebbene l'esatto creatore del primissimo calcolatore sia discutibile, Babbage è annoverato tra i pionieri che hanno progettato una macchina in grado di calcolare in modo affidabile equazioni. Nel tentativo di costruire il suo motore di differenza negli anni 1830, Babbage ottenne finanziamenti dal governo britannico e commissionò all'ingegnere e costruttore di utensili Joseph Clement la fabbricazione delle 25.000 parti. Quando Clements ebbe terminato circa metà delle parti, lui e Babbage ebbero una disputa inconciliabile e il progetto fu interrotto.
Dopo un decennio di lavoro, tutto ciò che Babbage doveva mostrare per i suoi sforzi era una piccola macchina dimostrativa, usata per impressionare gli ospiti del salotto nelle sue serate del sabato. Sia Charles Dickens che Charles Darwin hanno girato la maniglia della macchina che era considerata una svolta ingegneristica per il suo tempo. Spesso definito come il "bellissimo frammento", è uno dei manufatti più apprezzati del Museo della scienza di Londra.
Una volta persi i suoi sostenitori finanziari per la calcolatrice, Babbage progettò e costruì parzialmente un dispositivo ambizioso che avrebbe chiamato il "motore analitico". Armeggiando con esso per molti anni, applicò molti degli stessi principi e caratteristiche trovati nei computer di oggi, tra cui schede perforate programmabili e iterazione. È principalmente a causa del suo motore analitico che Babbage è considerato il "nonno del computer".
"Era un pensatore del tutto moderno nel modo in cui pensava al computer", ha detto l'ex responsabile della tecnologia Microsoft Nathan Myhrvold in una conferenza al Computer History Museum.
Usando ciò che aveva imparato sviluppando il motore analitico, Babbage modificò il design della sua macchina calcolatrice delle differenze ma morì prima che potesse costruirla. Verso la fine del 20 ° secolo, diversi fanatici del computer hanno studiato attentamente i suoi progetti. Doron Swade, allora curatore di informatica allo Science Museum di Londra, decise di costruire il Difference Engine n. 2 senza sapere con certezza se avrebbe funzionato. Gli ci vollero 17 anni, ma quando ebbe finito, funzionò proprio come Babbage diceva che avrebbe fatto.
Il motore delle differenze era quasi pronto per la celebrazione del compleanno di Babbage, ma il progetto finì i soldi prima del completamento delle funzioni di stampa e di composizione della macchina. Quando Microsoft Bill Gates ha visto il lavoro in corso, ha suggerito che Myhrvold, che è un inventore, archeologo e investitore, potrebbe finanziarne il completamento. Solo se il Museo di Londra acconsentisse a costruire una replica funzionante per la sua collezione privata, Myhrvold disse nel suggellare l'affare. Dopo che il colossale calcolatore ha lasciato il museo della Silicon Valley, è diretto a casa di Myhrvold a Seattle, forse unendosi allo scheletro Tyrannosaurus rex nel suo salotto.
Nel frattempo, la macchina viene dimostrata dal mercoledì al venerdì alle 14:00 e nei fine settimana alle 13:00 e alle 14:00. Durante una recente visita, un docente ha girato la manovella della ruota larga un piede, mettendola di nuovo dentro. Quando gli ingranaggi e le camme scattarono in movimento, uno spettatore osservò che il movimento sembrava la doppia elica del DNA. Il pubblico sembrava affascinato dall'elegante precisione della calcolatrice. Alla fine, il genio di Babbage stava ottenendo il dovuto.
Si pensa che il primo computer sia l'invenzione di un matematico del XIX secolo
