Lo sviluppo dei dispositivi di calcolo nella storia
Come siamo arrivati ai moderni calcolatori e perché i matematici non sono delle calcolatrici
La storia dello sviluppo dei dispositivi di calcolo è stata caratterizzata da numerosi progressi che hanno portato alla creazione dei moderni computer digitali. Fin dai tempi antichi, gli esseri umani hanno cercato modi per semplificare i calcoli e automatizzare le operazioni matematiche. Come ha sottolineato il matematico Keith Devlin, "il calcolo era il prezzo che dovevamo pagare per fare matematica", ma i progressi nella tecnologia hanno permesso ai matematici di utilizzare strumenti per facilitare il loro lavoro.
Spesso su internet capita di vedere la matematica ridotta al mero "fare conti" ed i matematici vengono paragonati a delle calcolatrici. Questo è completamente all'opposto di ciò che la matematica è, ovvero ragionamento, astrazione, notazione simbolica e logica. I numeri sono spesso solo degli strumenti utili per concretizzare un certo argomento e mostrarne la validità in una particolare situazione.
I dispositivi di calcolo più antichi erano basati su sistemi di scrittura che utilizzavano abbreviazioni per rappresentare quantità specifiche e spesso elevate. Questi sistemi di scrittura variavano tra le diverse culture, ma coinvolgevano solitamente gruppi di linee che rappresentavano singole unità, con caratteri specifici per i valori di cinque o dieci. Durante il Rinascimento, molti erano riluttanti ad adottare i numeri arabi-indiani utilizzati oggi a causa di preoccupazioni per l'accuratezza e la possibilità di falsificazione.
Uno dei dispositivi di calcolo più conosciuti dell'epoca premoderna era l'abaco, spesso associato ai dispositivi a filo e perline originari del Medio Oriente. Altre innovazioni includono il regolo calcolatore, che divenne il dispositivo di calcolo più comune per circa trecento anni. Questo strumento consisteva in una serie di numeri disposti su legno, carta o ottone, e l'allineamento di punti su diverse scale permetteva di effettuare operazioni aritmetiche e convertire unità di misura.
Durante il periodo moderno, l'età dell'orologeria e dell'automazione ispirò la progettazione di macchine calcolatrici. Il matematico scozzese Nepero, scopritore dei logaritmi, inventò una serie di bacchette per la moltiplicazione intorno al 1614. Successivamente, Blaise Pascal, Samuel Morland e Gottfried Wilhelm von Leibniz realizzarono macchine simili. Leibniz scrisse nel 1671: "È indegno che uomini eccellenti perdano ore ad essere schiavi dei calcoli, che potrebbero essere tranquillamente delegati a chiunque altro munito di macchine".
Il concetto di automatizzare i calcoli meccanicamente influenzò Johann Helfrich von Müller, che ideò una "macchina delle differenze" in grado di gestire calcoli più complessi. Il design di Müller, pubblicato nel 1786, era destinato a calcolare tabelle di logaritmi, sostituendo gli "addetti al calcolo" umani (persone impiegate per calcolare manualmente tali tabelle) con una macchina priva di errori. Quarant'anni dopo, Charles Babbage progettò una macchina simile, in grado non solo di calcolare, ma anche di stampare tabelle. Babbage non riuscì a completare la sua macchina durante la sua vita, ma un frammento ricostruito da suo figlio Henry negli anni '70 dimostrò che il concetto poteva funzionare.
I progetti di Leibniz, Müller e Babbage, che automatizzavano i calcoli mediante l'uso di ingranaggi e registri per memorizzare le informazioni lette meccanicamente, gettarono le basi per i computer digitali che abbiamo oggi.
I computer moderni furono inizialmente sviluppati per risolvere problemi matematici. Negli anni '30, l'ingegnere tedesco Konrad Zuse costruì il suo terzo calcolatore meccanico automatico, il Z3, che eseguiva istruzioni lette da un programma. Durante la seconda guerra mondiale, negli Stati Uniti, John Mauchly e J. Presper Eckert costruirono l'Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC), la macchina più veloce dell'epoca, per calcolare tabelle di tiro per l'esercito.
I primi computer elettronici con programmi memorizzati furono sviluppati nel Regno Unito: il computer "Baby" a Manchester e l'Electronic Delay Storage Automatic Calculator (EDSAC) a Cambridge, utilizzato da molti nella comunità scientifica negli anni '50.
Nel corso degli anni, i computer hanno subito continui miglioramenti tecnologici. Nel 1971 è stato sviluppato il primo calcolatore elettronico tascabile con display a LED. Questo dispositivo ha reso i calcolatori più portatili e accessibili. Nel 1985 è stato introdotta la prima calcolatrice grafica. Questo dispositivo permetteva agli utenti di visualizzare grafici e tracciare funzioni matematiche direttamente sullo schermo del calcolatore.
In conclusione, la storia dello sviluppo dei dispositivi di calcolo ha visto progressi significativi nel corso dei secoli. Dai primi sistemi di scrittura utilizzati dalle antiche civiltà, all'abaco, al regolo calcolatore e alle macchine progettate da Napier, Pascal, Morland, Leibniz e Babbage, fino ai computer digitali moderni. Questi progressi hanno permesso di automatizzare le operazioni di calcolo e focalizzare il lavoro dei matematici e degli scienziati su ciò che è davvero importante. Oggi, i computer sono diventati strumenti indispensabili in molti settori, dall'elaborazione dati alla ricerca scientifica, e continuano a evolversi per affrontare le sfide sempre più complesse dell'era digitale.
Ormai sapete che mi interessa questo tema e l'impatto che la tecnologia e l'intelligenza artificiale hanno ed avranno sulla matematica. Questo è un riassunto del percorso storico che ci ha portato alle capacità computazionali attuali. Ora il dibattito è molto acceso riguardo le conseguenze che tecnologie come ChatGPT avranno sul come si farà matematica in futuro. In merito a questo tema ieri ho finito di leggere un libro super interessante che ti consiglio. Il titolo è "Mathematical Intelligence" e lo trovi qui https://amzn.to/42Vdmlx . Lo spunto per questa email l'ho trovato leggendo alcune citazioni in quel libro, in particolare le parole di Alfred Whitehead a pagina 16, ovvero "La civilizzazione avanza estendendo la quantità di operazioni importanti che siamo in grado di effettuare senza pensare ad esse".
Sono curioso di sapere cosa pensi in merito a queste riflessioni o se sei d'accordo con l'idea che i matematici siano delle calcolatrici :) Fammi sapere con un commento a questo post!
Buona giornata!
Davide