sabato 8 giugno 2013

Il regolo calcolatore

Il regolo calcolatore è uno strumento di calcolo analogico, che sfrutta le proprietà dei logaritmi, riconducendo operazioni più complesse (prodotti, quozienti, esponenziali) ad operazioni più semplici sui logaritmi dei rispettivi operandi. Queste vengono eseguite graficamente, spostando una o più asticelle graduate con scala logaritmica.
Questo strumento si compone di tre parti: un corpo su cui si trovano delle scale fisse, un'asta scorrevole con delle scale mobili, alcune davanti, altre dietro e un cursore con una o più linee di riferimento. Adesso vediamo le sue origini!
Come ho già detto in un post precedente, nel 1617 John Napier rivoluzionò la matematica scoprendo i logaritmi e costruendo il primo strumento di calcolo, i famosi "bastoncini": è proprio in base a questi che si sviluppa il regolo calcolatore. Infatti, con logaritmi e bastoncini non si lavora rapidamente e nel 1620 Edmund Gunter, per sveltire i procedimenti, disegnò la scala logaritmica posizionando i numeri su di un righello ad una distanza dall'origine proporzionale al valore del loro logaritmo; invece di cercare i logaritmi nelle tavole basta addizionarli con l'aiuto di un compasso.
Nel 1630 Edmund Wingate utilizza due scale di Gunter, una di fronte all'altra, per eseguire direttamente  moltiplicazioni e divisioni, senza l'utilizzo del compasso.
Due anni dopo, William Oughtred traccia due scale di Gunter su cerchi concentrici, inventando così il primo regolo circolare.
Nel 1654 Robert Bissaker marcò le scale su righelli scorrevoli centrali, fino a quattro, per velocizzare i calcoli; questo regolo venne chiamato Gauging Rule ed era specializzato nel misurare il contenuto dei barili di vino, birra o liquori e nel calcolarne il carico fiscale; subito migliorato da Thomas Everard venne poi commercializzato per oltre 2 secoli. Poco dopo Isaac Newton vi aggiunse una scala che permetteva di risolvere le equazioni cubiche.
Nel 1677 Henry Coggeshall creò la Carpenter's Slide Rule, montata su due righelli di legno con la gradazione in pollici, la scala centrale scorrevole in bronzo e diverse altre scale per la risoluzione di vari problemi. E' uno strumento combinato che ha permesso di misurare e calcolare anche alla gente comune il volume e il peso dei carichi di legname ed era molto usato nei cantieri navali e nelle carpenterie.
Verso metà '800 divenne però pressante l'esigenza di strumenti di calcolo non solo specializzati nell' uso fiscale o marittimo e, indispensabili per la progettazione delle macchine a vapore e lo sviluppo delle ferrovie, cominciarono ad apparire i primi regoli per uso generico, armi segrete della rivoluzione industriale. 
Nel 1859 il tenente di artiglieria francese Amédée Mannheim migliorò le scale introducendo il cursore mobile: era nato il regolo moderno, subito introdotto in Italia da Quintino Sella.
Nel 1878 George Fuller brevettò una precisissima "Elica Calcolatoria" cilindrica, con ben 13 metri di scala, che servì per progettare dirigibili, aeroplani, ponti e grattacieli. Sono tutte costruzioni solidissime: il ponte di Brooklin e il Golden Gate rimangono ben saldi al loro posto e l'Empire State Building resistette all'impatto di un aereo che ne investì il 79° piano nel 1945.
Attorno al 1920 il regolo aveva assunto la sua forma definitiva: Einstein lo utilizzò per elaborare la teoria della relatività, Marconi per la radio, Fermi per la bomba atomica, Korolev per il programma Sputnik e Von Braun per i motori del Saturno V, il vettore lunare. Al fine di migliorarne la precisione, proporzionale alla lunghezza delle scale, si produssero modelli circolari anche di grandi dimensioni.
I primi elaboratori elettronici apparvero verso il 1946 ma erano giganteschi e costosissimi; la stessa IBM pensava di venderne al massimo quattro l'anno, ed i regoli sembravano insostituibili. Non si immaginava un mondo senza di essi: servivano alle massaie in cucina, tracciavano le rotte sull'astronave di "Star Trek", apparvero sulla copertina di Playboy, vennero proposti in forma di gemelli e fermacravatta. Ne esistevano di tutti i tipi, la Walt Disney aveva un modello semplificato per i bambini, fu costruito in Braille per i non vedenti, con scale dedicate alla risoluzione di problemi statistici, ed anche in base esadecimale, ottale o binaria per i programmatori di computer.
Nel 1969, dopo essere stato indispensabile nella progettazione dei vettori spaziali, il regolo venne infine utilizzato sull'Apollo 11 sbarcando sulla luna.
Per rispondere alle nuove esigenze di calcolo furono disegnati regoli sempre più complessi e in Unione Sovietica ne venne costruito uno, elettromeccanico, di ben 14 metri di lunghezza. Realizzato nelle officine Kalashnikov gli fu dato il nome del mostro biblico Behemoth, davvero appropriato per un simile gigante.
Il 1 febbraio del 1972 la Helwett Packard mise in vendita la prima calcolatrice scientifica economica, 50 volte più piccola delle concorrenti e tanto moderna da essere ancora in commercio; le funzionalità della nuova HP-35 erano irrinunciabili e i calcolatori analogici scomparvero definitivamente dal mercato.

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