La rivoluzione dietro un numero

Con l’avvio dell’era industriale, nel XIX secolo, la necessità di eseguire calcoli di ogni tipo e sempre più precisi andava aumentando rispetto al passato (leggi qui la prima parte dell’articolo, In principio era l’abaco). In questo contesto Charles Babbage, matematico all’università di Cambridge, elaborò due progetti di calcolatrici: la macchina differenziale e la macchina analitica. Si tratta di due idee completamente rivoluzionarie, le più avanzate mai pensate fino ad allora. Benché la prima sia stata realizzata solo in parte e la seconda sia rimasta su carta, Babbage era riuscito a creare delle macchine che erano in grado non solo di eseguire le quattro operazioni, ma anche di svolgere sequenze di operazioni in base a un programma. La prima fu presentata alla Royal Astronomical Society come uno strumento in grado di creare tabelle di polinomi utilizzando il metodo delle differenze, ma la sua costruzione non venne portata a termine per le continue modifiche al progetto e la mancanza di fondi. La macchina analitica invece viene ideata tra il 1833 e il 1842 e, basandosi sul telaio di Joseph Marie Jacquard che usava schede perforate per determinare la trama di un tessuto, era in grado di eseguire ogni genere di operazione matematica. Anche in questo caso, i fondi non arrivarono e la macchina non vide la luce. Numerosi sono stati i progetti e i prototipi realizzati da altri scienziati, ma è con l’avvento degli operatori logici del matematico inglese Charles Boole, nella seconda metà dell’Ottocento, che l’avventura ha una svolta. I suoi sistemi di predicati e insiemi composti da 0 e 1 aprirono le porte alla creazione delle strutture alla base del funzionamento dei moderni calcolatori. Per vedere la prima calcolatrice con i tasti, come quelle odierne, fu necessario aspettare il 1886 con l’opera di Eugene Felt. Non più leve e ingranaggi, ma tasti per inserire i valori e un display dove appariva il risultato. Il Novecento segna l’avvento delle prime macchine calcolatrici elettro-meccaniche. La prima è stata la macchina tabulatrice di Herman Hollerith che, dotata di relè, riusciva a compiere calcoli a una velocità sempre maggiore. La spinta bellica diede un grande impulso anche all’avanzamento della tecnologia in questo campo. Il 16 febbraio 1946 entrò in funzione l’Eniac (Electronic numerical integrator and computer), il primo elaboratore a essere costruito mediante impiego di valvole termoioniche, senza parti meccaniche ma solo con circuiti elettrici. Con l’avanzamento della tecnologia, aumentarono anche le dimensioni. Questi calcolatori che occupavano intere stanze e sfruttavano chilometri di cavi, anche se non erano delle calcolatrici nel senso tradizionale ma dei veri e propri computer, hanno aperto la strada per ulteriori sviluppi nella computazione. Nel 1957, il giapponese Toshio Kashio inventò una calcolatrice compatta, grande quanto una scrivania e completamente elettrica, che utilizzava 341 relè e che fu subito apprezzata per velocità di calcolo, fluidità e funzionalità. Ma è tra la fine degli anni Sessanta e gli inizi degli anni Settanta che si compì la rivoluzione tascabile, quando Texas Instruments negli Stati Uniti e Casio in Giappone (adesso leader mondiale) introdussero le prime calcolatrici grandi quanto una mano, mettendo la potenza di calcolo a disposizione di studenti e professionisti. La strada non si è poi interrotta e oggi le calcolatrici tascabili sono diventate persino grafiche: alle estreme capacità di calcolo affiancano la possibilità di rappresentazione geometrica e sono ormai un supporto indispensabile nella fase di applicazione delle conoscenze matematiche e in quella di apprendimento. La storia della calcolatrice è una testimonianza di come l’umanità abbia cercato costantemente modi più intelligenti per affrontare i problemi: dagli antichi abachi alle calcolatrici ultramoderne dei giorni nostri. La prossima volta che ci capiterà di prendere in mano una calcolatrice, ci renderemo conto che è il frutto di una tradizione di ingegno matematico che ha, per certo, un futuro ancora più brillante.