Ada Lovelace: la prima programmatrice della storia

salve a tutti!  benvenuti o bentornati nella rubrica di scienza e tecnologia. Sono sempre il solito GCP, pronto a spiegare le grandi curiosità della scienza e i suoi temi attuali, ma da quest'anno porto una grande novità alla rubrica: un tuffo nel passato, un’ esplorazione della storia della scienza (e della tecnica) e delle storie della scienza, nelle epoche più disparate. Sarò un po' il vostro doctor Who del mondo della scienza ma senza viaggiare nel futuro (per ovvie ragioni), e senza il tardis…

Proprio oggi inauguriamo questa nuova raccolta di articoli, che spero possa essere più leggera e simpatica del solito articolo tecnico (non che gli articoli tecnici siano antipatici).

Oggi ci immergeremo nella prima metà del 1800, andremo a scoprire la prima “macchina elaboratrice” e la sua prima programmatrice: Ada Lovelace.

quando siamo!?

Poco prima della seconda rivoluzione industriale, il mondo della tecnica e della scienza stava vivendo un momento particolarmente prospero. In questo periodo Faraday scopriva l’effetto suo omonimo, Pasteur scopriva la pastorizzazione, in Italia nasceva il primo motore a scoppio e John Herschel iniziava a parlare di fotografia, negativo e positivo. In tutto questo In Inghilterra, a Londra, nel 1833 il matematico Charles Babbage crea la macchina differenziale: una sorta di proto computer che si limitava a eseguire solo determinate operazioni. Sempre in quell’ anno Babbage, durante un ricevimento, incontra una giovane ragazza molto interessata alla sua nuova creazione: Ada Lovelace. 

la donna che lo aiuterà a completare e definire il suo progetto successivo: la macchina analitica.

da un telaio per i vestiti, ad un proto-computer: la macchina analitica

Lo sviluppo della macchina differenziale di Babbage procedeva a rilento, con mille problemi tecnici legati alla meccanica e al rapporto tra gli ingranaggi della macchina. Uscito dal fallimento della macchina differenziale, Babbage era deciso a riprovare a costruire un nuovo calcolatore. Stavolta aveva intenzione di creare una macchina in grado di eseguire qualsiasi tipo di operazione matematica, una macchina che quindi fosse programmabile. Un dilemma molto complesso (all’ epoca non esistevano i bit: le mitiche fluttuazioni della corrente tramutate in uno e in zero, che i nostri computer oggi usano per fare i calcoli) perché tutto doveva essere meccanico e meccanizzato: non c’ era la concezione di usare la corrente elettrica per elaborare dati.

Allora da dove iniziare? Nell’ industria tessile esisteva un tipo di telaio configurabile che poteva, tramite delle schede forate intercambiabili, tessere diverse fantasie, a seconda della posizione dei fori nelle schede immesse nel telaio (una fantasia alla volta naturalmente): Il telaio Jacquard.

Questo diede a Babbage lo spunto per la sua macchina analitica, per la quale si servì dello stesso identico funzionamento. C’erano tre tipi di schede forate: per le costanti, per le operazioni e per lo scarico e l'acquisizione di dati.

la visionaria incantatrice di numeri e la macchina che mai fu realizzata…

La macchina funzionava sulla carta, ma non era pronta e Babbage non l’aveva costruita.L'inventore presentò l’idea nel 1840 ad un congresso di scienziati italiani. Durante la sua presentazione l'ingegnere torinese Luigi Menabrea, prese appunti e trascrisse ogni dettaglio del progetto in Francese (lingua all’ epoca delle classi colte e della corrente illuminista). Qui entra in campo la nostra cara Ada.

Lady Lovelace e Babbage si erano conosciuti ad un ricevimento nel 1833, da allora si scambiavano regolarmente corrispondenza con oggetto proprio la macchina analitica. Ada era rimasta affascinata dalla visionarietà di Babbage e Baggage era rimasto sorpreso dall’incredibile capacità matematica e logica di Ada, infatti l’aveva soprannominata: “l' incantatrice dei numeri” (the enchantress of numbers). Quando Babbage ebbe tra le mani lo scritto di Menabrea offrì ad Ada l'opportunità di lavorare per lui: Ada avrebbe dovuto tradurlo e aggiungere eventuali note. Ada Accettò di buon grado, svolse il lavoro in nove lunghi mesi da cui nacquero, circa, altre trenta pagine di note in aggiunta alle venti originali. Nelle note aggiuntive la lovelace si premurò di descrivere in dettaglio quello che noi chiameremmo oggi il “funzionamento software” della macchina e nelle ultime pagine il gran finale: il primo programma informatico della storia.

Il programma consisteva in un algoritmo in grado di determinare i numeri di Bernoulli (strumento matematico utile per la risoluzione di parecchi problemi, soprattutto in campo statistico). Ada usò un linguaggio molto simile al mitico, e mai vecchio, assembly: il linguaggio più base (di basso livello) che tutti i nostri computer e dispositivi connessi alla rete (persino i telecomandi della tv!!!) parlano. Ada era un visionaria: pensava aldila' delle grandi potenzialità di calcolo della macchina analitica e credeva, anzi, considerava il calcolo come uno strumento per permettere alla macchina di raggiungere diversi utilizzi nei campi più disparati. Per lei la macchina era un organismo quasi senziente in grado di prendere decisioni. Quello che nella programmazione di oggi è: if con alternativa else, else if (o elif a seconda del linguaggio).Nella corrispondenza con Menabrea Ada parlava di macchine in grado di imitare il lavoro umano, non solo nel pensiero ma anche nella produzione e nella creazione di opere letterarie e musicali. Vi ricorda qualcosa? 

Sicuramente l'incantatrice dei numeri ci aveva visto lungo. Peccato che non poté mai applicare e sfogare tutte le sue fantasie sulla macchina di Babbage, inoltre Babbage credeva che le sue idee fossero fantasticazioni inutili e troppo fumose! Peraltro la macchina analitica non fu mai realizzata fisicamente se non dopo la morte di entrambi i suoi genitori. Anche se la macchina analitica non vide mai la luce, nel perseguimento della sua creazione fu fondata la scienza che permette a voi lettori digitali di leggere questi caratteri in modo sensato, e dovunque siate connessi alla rete: la scienza della programmazione. Le grandi idee della Lovelace sulle potenziali capacità della macchina analitica furono riprese esattamente cento anni dopo dal grande matematico e primo vero scienziato informatico (non programmatore, scopriremo in cosa sono diversi a breve): Alan Mathison Turing.

Turing infatti in minima parte si ispirò alle dichiarazioni e idee di Ada per creare il celeberrimo test di Turing.

Di Turing e della sua incredibile macchina (la macchina di Turing), parleremo in maniera molto tecnica ma semplice e divertente nel prossimo articolo. Ci vediamo lì! Fino ad allora restate curiosi. Saluti da GCP!