Hacker, scienziati e pionieri. Storia sociale del ciberspazio e della comunicazione elettronica - Carlo Gubitosa

SINTESI DEL LIBRO:
 I pionieri del calcolo meccanico
“È incredibile scoprire che, appena prima della caduta della loro
grande civiltà, gli antichi Greci erano arrivati molto vicino alla nostra
era, non solo nella loro cultura, ma anche nella loro tecnologia
scientifica”.
Derek J. de Solla Price, An Ancient Greek Computer, “Scientific
American”, giugno 1959.
Nei giorni immediatamente precedenti alla Pasqua del 1900, un
battello di pescatori di spugne è costretto da una tempesta a gettare
l’ancora nei pressi di Anticitera, una piccola isola situata tra Creta e il
Peloponneso. Quella che sembra una disavventura è in realtà un
appuntamento con la storia e con un’opera dell’ingegno umano che
attendeva da duemila anni in fondo al mare. Vicino al loro approdo di
fortuna, a 60 metri di profondità, i pescatori incontrano un antico
relitto, che contiene i resti di un meccanismo a ingranaggi
successivamente battezzato “macchina di Anticitera”. La storia del
calcolo meccanico parte proprio da questa macchina, la cui data di
fabbricazione viene collocata nel periodo compreso tra l’80 e il 50
a.c.
Subito dopo il suo ritrovamento, la macchina di Anticitera viene
analizzata dall’archeologo Valerios Stais, del Museo Nazionale di
Atene, che studia gli ingranaggi rimasti intatti e le iscrizioni presenti
sui resti del rivestimento esterno. Si scopre così che questo
complesso strumento meccanico non era utilizzato per calcoli
matematici, ma per descrivere fenomeni astronomici come le fasi
lunari, i movimenti dei pianeti, gli equinozi e le stagioni. Il tutto era
possibile grazie ad un sistema di ruote dentate e ingranaggi, nel
quale venivano riprodotti i rapporti numerici che legano i periodi di
rotazione e rivoluzione degli astri.
In un articolo apparso sul numero del giugno 1959 della rivista
“Scientific American”, intitolato An Ancient Greek Computer, il
ricercatore inglese Derek J. de Solla Price ha ulteriormente ampliato
l’analisi di questo strumento, affermando che la “macchina di
Anticitera” non era un prototipo o un esperimento, ma uno strumento
nautico realmente funzionante. Price sostiene questa teoria
rilevando che sugli ingranaggi ritrovati dopo due millenni di letargo in
fondo al mare sono visibili le tracce di almeno due riparazioni.
Un altro dei primi strumenti per il calcolo meccanico è l’Abaco, una
potente macchina di calcolo la cui origine si perde nella notte dei
tempi. La parola “abaco” sembra derivare dal termine greco “abax”
(tavola, asse), a sua volta legato all’espressione semitica “abaq”
(sabbia, polvere). Alcuni esemplari di Abaco che sono arrivati sino a
noi hanno più di venti secoli d’età, ed erano in uso presso le
popolazioni più disparate (Maya, Romani, Egiziani, Cinesi).
L’invenzione dell’Abaco si perde nella notte dei tempi, e non si è
ancora riusciti ad individuare con esattezza la civiltà da cui prese vita
questo strumento di calcolo, progenitore del pallottoliere.
L’etimologia del vocabolo “calcolo” risale ai “calculi”, parola latina
che indica i “sassolini” dei primi antichi pallottolieri, collocati in una
tavoletta con apposite scanalature. In Giappone gli alunni delle
scuole elementari (ma anche molti negozianti e impiegati) utilizzano
ancora oggi il “soroban”, un pallottoliere che, dopo un buon
allenamento manuale, consente di eseguire operazioni aritmetiche
con una velocità comparabile a quella dei calcolatori tascabili.
Nel corso dei secoli il percorso storico delle prime macchine da
calcolo si interseca inevitabilmente con lo sviluppo della matematica,
caratterizzato da importanti “invenzioni” teoriche, logiche e
analitiche, come l’introduzione dello zero, l’estensione del concetto
di “numero” con le nuove categorie dei numeri frazionari, decimali,
reali e complessi, lo sviluppo del calcolo infinitesimale e dell’analisi
matematica.
Una delle tappe fondamentali che accomunano la storia della
matematica e quella del calcolo meccanico è lo studio dei logaritmi e
delle loro proprietà, formalizzato nel 1612 da John Napier, il
matematico scozzese noto anche come Nepero. Nel 1614 Napier
sviluppa un sistema di “bastoncini”, utilizzati per semplificare
moltiplicazioni e divisioni. I bastoncini di Nepero, detti anche “ossi di
Napier”, erano un insieme di sbarrette intagliate, spesso realizzate in
osso, che permettevano di moltiplicare e dividere un numero intero
qualunque per un numero di una sola cifra, variando la posizione dei
bastoncini e utilizzando i numeri intagliati su di essi per ottenere il
risultato desiderato.
Utilizzando le proprietà dei “logaritmi neperiani”, che permettono di
semplificare le operazioni di calcolo trasformando le moltiplicazioni in
addizioni, nel 1622 William Oughtred progetta il “regolo calcolatore”,
un dispositivo meccanico ancora più avanzato dei “bastoncini”
utilizzati dall’inventore dei logaritmi, che permette di effettuare
rapidamente operazioni algebriche e trigonometriche. Il regolo
calcolatore, in grado di effettuare calcoli con una precisione che
arriva alla terza cifra decimale, viene usato correntemente fino
all’inizio degli anni ’70 del Novecento, cadendo progressivamente in
disuso in seguito all’apparizione delle prime calcolatrici tascabili.
Trent’anni dopo gli studi di Napier, esattamente nel 1642, il
ventunenne Blaise Pascal realizza a Parigi il primo calcolatore
meccanico (la cosiddetta “pascalina”), per facilitare il lavoro del
padre, ufficiale delle tasse. Attualmente esistono una cinquantina di
calcolatori meccanici realizzati da Pascal, sparsi in vari musei della
scienza di tutto il mondo. Prima di Pascal molti altri studiosi avevano
tentato di realizzare un calcolatore meccanico: Leonardo da Vinci,
ad esempio, aveva descritto una macchina simile a quella di Pascal
in alcune note che sono state rinvenute nel Museo Nazionale di
Spagna solo nel 1967, e che hanno permesso di realizzare un
modello della macchina di Leonardo a secoli di distanza dalla sua
progettazione.
Dopo l’invenzione di Pascal, centinaia di appassionati hanno
continuato a produrre strumenti per il calcolo meccanico fino
all’invenzione delle macchine di calcolo elettroniche. Nel 1673 il
filosofo e matematico tedesco Gottfried Wilhelm Leibniz perfeziona
la pascalina, realizzandone una versione in grado di eseguire anche
le moltiplicazioni. La “Ruota Dentata di Leibniz”, presentata a
Londra, è in grado di effettuare tutte e quattro le operazioni
algebriche e, come quella di Pascal, dà il risultato già in forma
numerica. Leibniz dà un altro fondamentale contributo alla storia
della scienza descrivendo per primo la rappresentazione binaria dei
numeri, che rimane un’astratta teoria matematica fino alla metà del
XIX secolo, quando il sistema binario di numerazione viene
riscoperto e utilizzato da George Boole per sviluppare quella che
diventerà l’algebra dei calcolatori elettronici, basata su due soli
simboli, zero e uno, facilmente rappresentabili all’interno dei circuiti
mediante la presenza o l’assenza di una corrente elettrica o di un
campo magnetico.
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