Máquina diferencial

De acordo com a história tradicional, a computação evoluiu rapidamente, em curto período de tempo. Os primeiros computadores são as máquinas gigantes instaladas em laboratórios na época da Segunda Guerra Mundial. Os microchips os reduzem a desktops, a Lei de Moore prevê o quanto serão potentes, e a Microsoft capitaliza o software. Por fim, surgem aparelhos pequenos e baratos capazes de negociar ações e transmitir vídeos ao redor do mundo. Essa é uma maneira de abordar a história da computação – a história da eletrônica do estado sólido dos últimos 60 anos.

Mas a computação existia muito antes do transistor. Astrônomos da Antiguidade desenvolveram maneiras de prever o movimento de corpos celestes. Os gregos deduziram a forma e o tamanho da Terra. Os impostos eram somados; as distâncias, mapeadas. De fato, computar sempre foi uma busca da humanidade. A aritmética, assim como ler ou escrever, era uma habilidade que auxiliava o homem a interpretar o mundo.

A era da computação nasceu quando o homem procurou ultrapassar os limites práticos da aritmética. Máquinas de somar e caixas registradoras surgiram primeiro, mas era igualmente crítica a busca pela organização de computações matemáticas usando o que hoje chamamos de “programas”. A ideia de um programa surgiu nos anos 1830, um século antes do período tradicionalmente atribuído ao nascimento do computador. Posteriormente, os computadores eletrônicos modernos que surgiram durante a Segunda Guerra Mundial deram origem à noção de um computador universal – uma máquina capaz de processar qualquer tipo de informação, inclusive manipular os próprios programas. Esses são os computadores que movem o mundo atual. E embora pareça que a tecnologia da computação tenha amadurecido a ponto de se tornar onipresente e aparentemente ilimitada, pesquisadores buscam inspiração na mente, em sistemas biológicos e na física quântica para criar tipos completamente novos de máquinas.

A Máquina Diferencial

Em 1790, logo depois do início da Revolução Francesa, Napoleão Bonaparte decidiu que a república precisava de uma nova série de mapas para estabelecer um sistema justo de tributação imobiliária. Também exigiu a mudança do velho sistema imperial de medidas para o novo sistema métrico. Para auxiliar os engenheiros e matemáticos a fazerem a conversão, a agência cartográfica do Exército francês encomendou um novo conjunto de tabelas matemáticas.

No século 18, porém, as computações eram feitas à mão. Um “chão-de-fábrica” de 60 a 80 computadores humanos somava e subtraía números para preencher linha após linha das tabelas para o projeto de mapeamento Tables du Cadastre. Era um trabalho simples, não requerendo habilidades especiais além de matemática básica e alfabetização. Na verdade, a maioria dos computadores eram cabeleireiros desempregados – quem tivesse cortes de cabelo aristocráticos poderia perder a cabeça na França revolucionária.

O projeto levou cerca de dez anos para ser completado, mas, no fim, a república, abalada pela guerra, não tinha mais fundos para publicar o trabalho. O manuscrito ficou esquecido na Académie des Sciences por décadas. Então, em 1819, um jovem matemático britânico chamado Charles Babbage descobriu-o em uma visita a Paris. Babbage tinha 28 anos na época; três anos antes ele havia sido eleito para a Royal Society, a organização científi ca mais importante da Grã-Bretanha. Ele também conhecia bem o mundo dos computadores humanos – por várias vezes supervisionara pessoalmente a construção de tabelas astronômicas e atuariais.

Quando retornou à Inglaterra, Babbage decidiu reproduzir o projeto francês, não mais usando computadores humanos, mas com o auxílio de máquinas. A Inglaterra estava no auge da Revolução Industrial. Trabalhos geralmente realizados por humanos ou animais estavam perdendo em eficiência para as máquinas. Babbage vislumbrou o potencial da mecanização e percebeu que poderia substituir não apenas o trabalho braçal, mas também o mental.

Ele propôs a construção de sua máquina de calcular em 1822 e conseguiu financiamento do governo em 1824. Durante a década seguinte Babbage mergulhou no universo da indústria, à procura das melhores tecnologias para construir seu engenho. O ano de 1832 foi o annus mirabilis para Babbage. Não apenas produziu um modelo funcional de sua máquina calculadora (batizada de Máquina Diferencial), mas também publicou sua obra clássica “On the Economy of Machinery and Manufactures” (Sobre a Economia da Maquinaria e da Manufatura), estabelecendo sua reputação de maior economista industrial do mundo. Todos os sábados à noite ele promovia reuniões sociais em sua casa na Dorset Street, em Londres, frequentadas pela nata da sociedade.Nesses encontros a Máquina Diferencial foi exposta, tornando-se o centro das atenções.

Um ano depois Babbage abandonou a Máquina Diferencial para dar lugar a um projeto mais ousado – a Máquina Analítica. Enquanto a Máquina Diferencial limitava-se à tarefa de fazer tabelas, a Máquina Analítica seria capaz de realizar qualquer cálculo matemático. Como um computador moderno, teria um processador para os cálculos aritméticos (o “moinho”), memória para registrar os números (o “armazém”), e a capacidade de alterar sua função através de comandos do usuário, no caso, cartões perfurados. Em resumo, era um computador

projetado com tecnologia vitoriana.

A decisão de Babbage de abandonar a inacabada Máquina Diferencial não foi bem recebida, porém, e o governo recusou-se a fornecer verbas adicionais. Inconformado, ele produziu milhares de páginas de anotações detalhadas e desenhos da máquina na esperança de que o governo algum dia financiasse sua construção. Mas foi apenas nos anos 70, em plena era da informação, que pesquisadores estudaram esses artigos pela primeira vez. A Máquina Analítica era, como um dos pesquisadores observou, quase como olhar para o projeto de um computador de outro planeta.

A Idade das Trevas

A visão de Babbage era, em essência, a da computação digital. Assim como nos equipamentos atuais, suas máquinas manipulam os números (ou dígitos) de acordo com um conjunto de instruções e produzem um resultado numérico preciso.

No entanto, após o fracasso de Babbage, a computação entrou no que o matemático inglês L. J. Comrie chamou de Idade das Trevas da computação digital – período que durou até a Segunda Guerra Mundial. Nessa fase, a computação por máquinas se fazia basicamente usando os chamados computadores analógicos. Esses aparelhos modelam um sistema utilizando