La regina dei numeri

Un secolo e mezzo fa nacque il primo software della storia.

La regina dei numeri, protagonista di questa storia scientifica, è niente po’ po’ di meno che Ada Lovelace, la cui giornata di memoria, “Ada Lovelace Day”, cade ogni secondo martedì di ottobre.

Cosa avrà fatto di così tanto eclatante questa nobil donna londinese per meritare la memoria assoluta?

Vediamo insieme la sua affascinante storia, che è più moderna di quanto possiamo pensare, nonostante sia nata a Londra nel 1815.

Le origini

Nata a Londra nel 1815, la matematica Augusta Ada Byron è stata la prima programmatrice della storia del primo software per il calcolatore meccanico di Charles Babbage, scrivendo uno dei documenti più importanti della storia del computer e, decisamente, della storia della tecnologia.

Grazie alla madre matematica Anne Isabelle Milbanke, nota come “la principessa dei parallelogrammi”, Ada si appassionò ai numeri. Si auto-definiva una scienziata poetica, essendo figlia comunque di Byron, un eccellente poeta, meno eccellente come marito. Infatti, la madre di Ada si separò da lui non appena nacque la piccola.

Ada dimostra sin da giovanissima un talento puro per il disegno e la musica e un’inclinazione per la matematica e le macchine. Tant’è che a dodici anni progetta e disegna un ipotetico aereo a vapore, rapportando correttamente la dimensione delle ali a quelle della fusoliera e anticipando di 15 anni William Henson e John Stringfellow.

Il nome

Vi starete chiedendo: ma se era figlia di Byron, perché non ne ha preso il cognome?

Con il padre non aveva alcun rapporto, tant’è che scoprì di essere sua figlia solo a 8 anni.

Nonostante la sua forte indipendenza, Ada prese il cognome del marito, William King conte, appunto, di Lovelace.

Estratto della graphic novel steampunk su Ada Lovelace, intitolato “The Thrilling Adventures of Lovelace and Babbage: The True Story of the First Computer”, magistralmente disegnato e scritto da Sydney Padua.

La macchina analitica

Il matematico Charles Babbage da molti anni stava lavorando al suo progetto all’avanguardia.

Si trattava di uno strumento meccanico che poteva risolvere ogni tipo di funzione polinomiale, utilizzando il metodo delle differenze finite.

Nel 1834, Ada lo incontrò a una festa nei salotti londinesi dove si riunivano i big del mondo scientifico dell’epoca.

Ada si incuriosì al progetto di Babbage mentre il matematico lo stava mostrando agli invitati.

Era la macchina analitica (the Analytical Engine), il cui programma era ispirato al modello delle schede perforate usate nei telai meccanici di Jacquard.

I due fecero amicizia, nonostante la grande differenza di età, e iniziarono a collaborare a distanza (anche qui, promotori dello smart working in tempi non sospetti), quando nel 1837 Babbage presentò il suo nuovo progetto: una macchina analitica fondata su un sistema di schede perforate capace di svolgere qualsiasi operazione.

Ada sostenne l’idea di Babbage, approfittando dell’occasione per avviare con lui una collaborazione più stretta.

Come funzionava

La macchina di Babbage aveva molti aspetti concettuali in comune con i moderni computer.

Ad esempio, grazie al suo progetto nasce il concetto di calcolatore, ovvero unaelaboratore programmabile.

Durante la Rivoluzione Industriale, la tecnologia dell’epoca era basata prevalentemente sulla forza vapore e sulla meccanica. La sua prima macchina analitica nacque nel 1821, utilizzando una manovella, con la forza manuale, ingranaggi e giunti di collegamento.

Purtroppo, la tecnologia rudimentale dell’epoca non soddisfaceva la complessità del progetto e la prima macchina analitica del matematico era in grado di compiere soltanto una funzione prefissata, rendendola troppo costosa e poco utile per la società.

Per superare i limiti della macchina analitica, Babbage la riprogettò con componenti interni utilizzabili in modo diverso per consentire alla macchina di compiere più operazioni e funzioni.

Così è nata la prima “macchina programmabile” della storia, sempre basata su principi meccanici, un complesso sistema di ingranaggi e giunti con una manovella per far funzionare il tutto (“la macina”) che però può compiere funzioni programmate dall’esterno.

Modello di una parte della macchina analitica di Charles Babbage, in mostra al Museo della Scienza di Londra. [Di Science Museum London / Science and Society Picture Library [CC BY-SA 2.0], via Wikimedia Commons].
L’idea si sviluppò dall’osservazione dei macchinari delle industrie tessili, dove i telai automatici erano programmati per disegnare forme diverse sui tessuti grazie a un cartoncino perforato.

Questo, in base alla disposizione dei fori, lascia passare soltanto gli aghi necessari per realizzare il disegno.

Molti concetti della macchina di Babbage sopravvivono ancora oggi nei moderni computer, come i sistemi che componevano la macchina analitica di Babbage:

  • Unità aritmetica per eseguire i calcoli
  • Unità di controllo per fissare l’ordine delle operazioni da eseguire
  • Unità di memoria (o magazzino) per depositare i dati e le istruzioni in attesa di essere elaborate

Gli appunti sull’articolo

Nel 1842 fu presentata la macchina analitica a Torino, per cui l’ingegnere Luigi Menabrea scrisse un articolo sul suo funzionamento.

Ada lo tradusse per Charles Babbage, aggiungendo alcune note personali che ne allungarono notevolmente la lunghezza del testo.

Negli appunti descrisse delle nuove capacità da applicare al macchinario, per cui i computer potevano non solo fare semplici calcoli, ma potevano anche scrivere musica e diventare estensioni del cervello umano!

Nella “Nota G” descrisse la sua idea di un algoritmo (una serie finita di istruzioni per risolvere un problema) che doveva permettere alla macchina analitica di calcolare un elemento della serie dei numeri di Bernoulli senza dover calcolare i suoi precedenti.

A partire da una funzione definita da Babbage, Ada riuscì quindi a sviluppare il primo programma per un calcolatore: il primo esempio di software della storia.

Fu così che gettò le basi della moderna informatica!

In una nota scrisse che era:

“Una macchina capace di essere uno strumento programmabile, con un’intelligenza simile a quella dell’uomo”.

La commemorazione

La macchina di Babbage non fu mai realizzata, ma la Lovelace riuscì a creare codici per farla funzionare e poter gestire lettere e simboli insieme ai numeri. Inoltre, trovò anche un metodo per ripetere una serie di istruzioni, il noto processo “loop” che i programmi per computer usano ancora oggi.

Il suo lavoro fu pubblicato nel 1843 su una rivista scientifica inglese, ma solo 100 anni dopo ispirò gli studi di Alan Turing sui primi computer moderni negli anni Quaranta.

Ada morì a soli 36 anni, nel 1852, ma ha fornito un contributo eccelso per la storia dell’informatica e della matematica.

Oltre a celebrare questa grande inventrice e matematica in tutto il mondo, anche il Dipartimento della difesa americano ha reso memoria eterna a Ada Lovelace, nel 1980, chiamando proprio “ADA” un linguaggio di programmazione per computer.

Ada era un’autentica visionaria e ancora oggi il suo nome rappresenta una fonte di ispirazione.

Fonti

Buon Compleanno Ada – Rudi Matematici, Le Scienze

La macchina analitica di Babbage – Storeh24 SRL

Libro di testo “Donne e scienza: 50 donne che hanno cambiato il mondo” di Rachel Ignotofsky

5 cose da sapere su A. Lovelace – Focus.it

Una donna alle origini dell’informatica – Libera Università delle Donne

Soft

Curiosa su molti fronti, sono laureata in Analisi e Gestione dell'Ambiente a Ravenna. Dopo il lockdown, ho innalzato i valori di serietà e abbassato quelli del cazzeggio. Per questo, il team di Missione Scienza mi ha accolta in modo tale da poter recuperare questa mia deficienza. Sono lunatica, cambio facilmente argomento quindi, per ora, vi dico che scriverò di ecologia, ma potrei inabissarmi in altro. Divulghiamo la divulgazione scientifica! “Se comprendere è impossibile, conoscere è necessario.” (P. Levi)

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