Il calcolo meccanico, nell’accezione moderna, permette di eseguire due (addizione e sottrazione) o quattro (addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione) operazioni in modo automatico, grazie a delle macchine meccaniche o elettromeccaniche. Le operazioni vengono eseguite grazie a degli ingranaggi o delle cremagliere che permettono di sommare due numeri, riportando anche l’importo.
Nelle macchine meccaniche addizionatrici, che permettono le quattro operazioni, la moltiplicazione viene eseguita come una serie di addizioni, la divisione come una serie di sottrazioni. Ogni addizione/sottrazione viene eseguita girando una manovella in una o nell’altra direzione.
Seguendo un algoritmo appropriato, con una macchina di questo tipo si possono anche estrarre radici quadrate (algoritmo di Newton) e cubiche.
Il più antico strumento noto di calcolo meccanico è il macchina di Anticitera, usato per il calcolo del moto dei pianeti nel II-I secolo a.C.
Nel corso degli anni vengono realizzati e venduti vari tipi di calcolatrici meccaniche. Solitamente, nelle macchine più recenti, i dati vengono inseriti tramite una tastiera ed il risultato viene stampato su di un nastro di carta. In altri tipi di macchina i dati vengono inseriti girando dei dischi numerati o spostando delle levette ed il risultato appare in un visualizzatore meccanico.
L’abaco ed il regolo calcolatore non possono venir considerati dei calcolatori meccanici. L’abaco non tiene conto del riporto, che va aggiunto dall’operatore, ed il regolo è uno strumento che funziona in modo grafico.
Sviluppo del calcolo meccanico
Nel 1623 Wilhelm Schickard costruisce la prima macchina meccanica per le addizioni. Sfortunatamente l’unico modello prodotto va distrutto in un incendio e la sua esistenza è stata scoperta solo ultimamente.
Nel 1642 Blaise Pascal, all’oscuro della macchina di Schickard, reinventa la macchina per le addizioni e le sottrazioni. Della sua macchina, che viene detta Pascalina, vengono prodotti e venduti una cinquantina di esemplari, alcuni dei quali ancora esistenti.
Nel 1673 Leibniz presenta alla Royal Society di Londra il primo calcolatore meccanico in grado di eseguire anche moltiplicazioni e divisioni.
Al momento della presentazione il calcolatore non è ancora terminato, ma il progetto gli permette di venir ammesso all’unanimità alla Royal Society.
La calcolatrice, che si basa su di un nuovo meccanismo detto ruota di Leibniz, viene completata solo nel 1694. A causa della precisione necessaria nella sua costruzione, la produzione commerciale di questo apparecchio non è però fattibile fin verso la metà del XIX secolo. (La ruota di Leibniz, in forma modificata, viene ancora usata nel 1948 da Curt Herzstark per la costruzione della Curta, una calcolatrice meccanica tascabile.)
Nel 1822 Charles Babbage presenta il modello di una macchina differenziale, che non realizzerà completamente, in grado di tabellizzare automaticamente una funzione polinomiale qualunque. Questa macchina dovrebbe essere azionata da un motore a vapore. Inizia inoltre il progetto per una macchina analitica programmabile.
La macchina differenziale verrà realizzata nel 1991 al Science Museum di Londra seguendo i progetti originali.
Tra il 1940 ed il 1960 vengono prodotti e venduti dei piccoli calcolatori meccanici tascabili per addizioni e sottrazioni. I dati vengono introdotti e sommati (o sottratti) muovendo con una penna delle cremagliere. Il risultato appare in un visualizzatore meccanico. Il modello più conosciuto è l’Addiator della ditta Arithma.
Nel 1948 Curt Herzstark inizia la produzione della Curta, una calcolatrice meccanica tascabile.
Nel 1956 Natale Capellaro progetta, in Olivetti, la macchina da calcolo Tetractys, dotata di due totalizzatori e memoria, dalla quale, sulle stesse linee di montaggio, verranno anche prodotte due versioni meno performanti denominate “Divisumma” ed “Elettrosumma”. Con la matricola incisa a pantografo sul basamento in ghisa, queste tre macchine rimasero in produzione per oltre 15 anni ed esportate nel Regno Unito, negli Stati Uniti ed in Canada. Le versioni destinate ai paesi con rete elettrica a 115 volt, differivano nel motore elettrico e nel passo (più stretto) della vite senza fine, ricavata nel prolungamento dell’asse motore che azionava l’ingranaggio principale frizionato, realizzato in tela bachelizzata. Alcune versioni di questa classe di macchine da calcolo definita MC24, disponevano di un carrello tabulatore simile a quello di una macchina da scrivere; i cinematismi interamente in metallo, erano azionati da camme a profili multipli sinterizzate, la lubrificazione a vita, comprendeva quatro tipi diversi di lubrificante posti nei punti di maggior attrito.
Bibliografia
- Martin Davis, Il Calcolatore Universale, Adelphi
- Carl B. Boyer, Storia della matematica, Oscar Mondadori
Voci correlate
- Macchina di Anticitera
- Charles Babbage e la sua macchina differenziale
- Vannevar Bush e il suo Memex
- L’Addiator della ditta Arithma
- La Curta di Curt Herzstark
Collegamenti esterni
- Collezioni della fondazione Galileo Galilei - Pisa
- Sito che presenta diversi tipi di strumenti di calcolo
- Sito Wiki dedicato alle calcolatrici meccaniche
- Sito dedicato all’Addiator, con un bello strumento interattivo
- Science Museum of London