Dalle dita al calcolatore/XII/13
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13. L’Ottocento: il boom delle calcolatrici
Nell’Ottocento prosegue lo sviluppo delle macchine calcolatrici e, tra i numerosi modelli, compare l’“aritmometro” del francese Charles Xavier Thomas de Colmar, che fu la prima macchina calcolatrice prodotta in serie, a partire dal 1820.
Tutte queste macchine hanno come fonte di energia l’operatore umano, che le muove utilizzando manovelle, pigiando tasti, ecc., fornendo così agli ingranaggi la spinta necessaria a compiere il loro lavoro.
Altra “macchina” che subisce un’evoluzione interessante è il regolo logaritmico. Esso era comparso nel Seicento, ma solo nel 1850 la ditta francese Tavernier-Gravet vi aggiunge per la prima volta il cursore, un rettangolo di vetro mobile recante incise alcune righe verticali, che facilitavano molto il passaggio da una scala all’altra nell’operazione di lettura dei risultati. Tale miglioramento rende il regolo molto più preciso e affidabile.
L’apparecchio sfruttava le possibilità concettuali offerte dai logaritmi. Tutta l’attività richiesta, infatti, si riduceva alla semplice somma o sottrazione delle lunghezze di due “asticelle”, sulle quali era riportata una scala logaritmica.
Il regolo si è dimostrato tanto efficace ed economico da imporsi come mezzo ideale per i calcoli approssimati, sopravvivendo fino a pochi decenni fa e diventando addirittura il simbolo stesso della professione ingegneristica.
Per scherzo si raccontava che qualche ingegnere avesse detto, dopo una rapida consultazione del regolo, che due per due faceva “circa” quattro. In tal modo si satireggiava innanzitutto l’abitudine di ricorrere alla macchina per eseguire operazioni anche semplici, e in secondo luogo si metteva in ridicolo una delle principali caratteristiche dello strumento: siccome il calcolo prevede la conversione logaritmica della grandezza data e la lettura del prodotto come giudizio soggettivo della posizione relativa dei regoli, i risultati ottenuti sono sempre più o meno approssimati: di qui l’esigenza di servirsi, a mo’ di precauzione, dell’avverbio “circa”.
Il regolo faceva invariabilmente parte del bagaglio dell’ingegnere, ma molto meno di quello del matematico. Infatti per applicazioni di precisione non era utilizzabile, mentre la sua leggerezza e trasportabilità lo rendeva strumento validissimo per chi doveva, magari in un cantiere di costruzione, eseguire rapidi calcoli per verificare applicazioni tecniche, ed era perciò interessato non al valore esatto, ma ad una accettabile approssimazione.
In questo secolo si sviluppano anche le tecniche del calcolo infinitesimale, applicate a vari casi pratici di misurazione di grandezze fisiche correlate alla nascente tecnologia della corrente elettrica. Tale impostazione analogica prevalse per tutto il secolo e per la prima metà del Novecento.
Altra branca della matematica che vive una fase di sviluppo concettuale molto importante è la statistica; essa si rivolge alle realtà “incerte”, e ai limiti di questa incertezza. Le nuove macchine da calcolo offrono la possibilità di effettuare quantità molto elevate di calcoli, con poco dispendio di lavoro e di energia rispetto al passato. Vengono perciò messi a punto metodi di analisi di grandi quantità di dati, che permettono di individuare l’andamento di fenomeni che erano rimasti assolutamente inesplorati fino a quel momento.
Babbage in Inghilterra costruisce una “macchina analitica” in grado di calcolare e stampare tavole di logaritmi. Essa, in quanto capace di eseguire un solo tipo di operazioni, rientra ancora nella categoria delle calcolatrici; sempre Babbage tenta successivamente, con finanziamenti dell’ammiragliato, la costruzione di una calcolatrice “programmabile” che riesca a calcolare le tavole delle efemeridi (tavole delle posizioni dei vari corpi celesti alle varie ore, nelle diverse date e alle varie latitudini); non riesce però ad andare oltre la costruzione di un modellino del suo “calcolatore a vapore”.
Nel 1887 l’ingegnere francese Bollée inventa il metodo per eseguire meccanicamente le moltiplicazioni senza ricorrere al metodo delle addizioni ripetute.
Basandosi su questa idea, lo svizzero Otto Steiger progetta e produce il Millionnaire, una macchina “portatile” lunga “solo” ottanta centimetri, larga trenta e profonda venti, del peso di alcune decine di chilogrammi, progettata per essere chiusa in una cassa apposita e risultare “facilmente” trasportabile. Questa macchina ebbe un largo successo commerciale: ne vennero venduti 4.600 esemplari.