En los laboratorios de Intellectual Ventures hay una gran pieza de museo: la máquina analítica. IV Lab o Intellectual Ventures Lab es un espacio de más de 8.000 metros cuadrados situado en Bellevue, en el estado de Washington, Estados Unidos. Allí, centenares de inventores, ingenieros y científicos trabajan para encontrar nuevas tecnologías y engrosar su cartera de patentesIntellectual Ventures, la empresa madre, cuenta con más de 35.000 patentes en Estados Unidos. Y subiendo. Pero lo que nos interesa de este gigante estadounidense es su objeto de colección. Una máquina analítica con más de 8.000 piezas y que tiene más de un siglo de vida.

Sus 5 toneladas de peso y su tamaño, más de tres metros de largo, hacen complicado su traslado al tiempo que es imposible no verla. Esta máquina del pasado contrasta con la modernidad de los laboratorios de Intellectual Ventures, instalaciones en las que el hormigón y la tecnología actual contrastan con sus piezas metálicas. Su nombre técnico es Máquina diferencial número 2 (en inglés, Difference Engine No. 2). Pero se la conoce más como máquina diferencial, máquina analítica o máquina de Babbage. Por su creador, el matemático inglés Charles Babbage. En la práctica es una calculadora mecánica. Una de las primeras. O también podemos decir que es uno de los primeros ordenadores modernos. Un armatoste repleto de piezas mecánicas como el ordenador ruso que funcionaba con agua. Más cercano a una máquina industrial que a un ordenador actual.

Las instalaciones de los laboratorios de Intellectual Ventures en Estados Unidos son la última parada de esta máquina analítica. La última información disponible es de 2016. Con anterioridad, desde 2008, esta pieza de coleccionista estaba expuesta en el Computer History Museum (Museo de Historia de la Computación) de Mountain View, California. Curiosamente, esta máquina analítica es la segunda de su clase. Su hermana mayor está expuesta en el Museo de Ciencias de Londres. Sin la segunda no hubiera existido la primera. Caprichos de las donaciones millonarias. Y su historia está llena de problemas. Tanto es así que la primera máquina diferencial de Charles Babbage tardó 167 años en ser terminada. Si tenemos en cuenta que su diseño se publica en un lejano 1835 y la construcción no finaliza hasta 2002 tras varias pausas entre fase y fase del proyecto.

Fuente: Museo de Ciencias de Londres

Charles Babbage, matemático, filósofo y pionero de la computación

El responsable directo de la máquina diferencial número 2 es su ideólogo y creador, el matemático e ingeniero inglés Charles Babbage. En su haber, destaca por haber sido el inventor de las máquinas calculadoras programables. Los antepasados directos de las computadoras actuales, salvando las distancias. Su principal logro, una calculadora mecánica capaz de calcular tablas de funciones numéricas. Más rápido y con mayor precisión que una mente humana. Y en 1822 la hizo realidad.

Pero no todos los proyectos de Babbage fueron tan exitosos como la máquina analítica. Pese a tenerlo todo en su favor. Nacido a finales de 1791, era el cuarto hijo de una familia adinerada y recibió una buena educación. Hasta el punto que en 1810 ingresó en el Trinity College de Cambridge. Su especialidad, las matemáticas. También cursó estudios en otro college de prestigio, Peterhouse. Profesionalmente, dio clases de astronomía en la Royal Institution (1815) y al año siguiente fue nombrado Miembro de la Royal Society. Y pese a no lograr una plaza de profesor en Haileybury College ni en la Universidad de Edimburgo, siguió con sus investigaciones por cuenta propia gracias al dinero de su padre, facilitado en vida y heredado tras su fallecimiento.

Tras crear su calculadora mecánica, Babbage quiso ir más allá. Tras múltiples diseños que se quedaron en eso, ideas y esquemas teóricos, en 1835 da con un diseño completamente funcional. Al menos en teoría. La práctica tardará más en llegar. Tres años antes había publicado la primera edición de su libro On the economy of machinery and manufactures. En él, Babbage trata varios temas como los procesos de impresión y los costes de producción y analiza la mecanización y la división eficiente del trabajo. De este libro surge el conocido como “principio de Babbage”.

Como contexto, debemos recordar que Babbage está en el epicentro de la Revolución Industrial, una revolución de revoluciones nacida en Reino Unido y que, entre 1820 y 1840, cambió la economía y la sociedad introduciendo tecnologías como la máquina de vapor. En esta época nacen las primeras industrias. Y de ahí la importancia de las teorías de Babbage. Su principio de Babbage viene a decir que la división del trabajo en procesos permite optimizar la producción, ya que se pueden precisar la cantidad de maquinaria o empleados cualificados necesarios en cada proceso. Dicho de otra manera, se puede contar con trabajadores sin formación para tareas simples y otros, más cualificados, y mejor pagados, para tareas más complejas.

Fuente: Museo de Ciencias de Londres

La máquina analítica de Babbage, de la teoría a la práctica

Dejemos la teoría económica por el momento y volvamos al tema que nos ocupa. La máquina de Babbage o máquina analítica. Decíamos que en 1835, Babbage logra diseñar una primera máquina funcional. Esta calculadora mecánica, que será la primera en su clase, y técnicamente el primer ordenador, realiza sus cálculos mediante diferencias finitas. Así, en vez de emplear multiplicaciones y divisiones, se limita a la suma, más fácil de implementar en mecánica. Además, cada tarea compleja la descompone para facilitar su programación y evitar errores de cálculo. En la práctica, esta máquina emplearía un motor de vapor y usaría tarjetas perforadas para introducir datos. La salida de los resultados, generados mediante engranajes, se darían con una impresora.

Pero para hacerla realidad, tendrá que pasar por varias etapas. Primero, lograr financiación. Y es que a pesar de contar con independencia económica para tener una vida holgada para la época, un proyecto de este calibre requiere de más dinero del que tenía. Encontrar financiación no será nada fácil. Si bien, por el camino, encontrará el apoyo e interés de otras mentes importantes de la época como la mismísima, Ada Lovelace, también matemática y considerada la primera programadora de la historia.

Finalmente, Babbage logrará financiación del gobierno británico, pero tras varias disputas y diferencias de criterio con los responsables de la fabricación, los elevados costes de fabricación y otras controversias, el grifo de dinero se cierra en 1878. Por el camino, dos modelos diferentes. El primero, de 1835. Constaba de 25.000 piezas. Y la segunda máquina, iniciada en 1847, pese a ser más simple, todavía contaba con 8.000. Así pues, la British Association o Asociación Británica para el Avance de la Ciencia, da carpetazo al proyecto, influyendo así en la decisión política de dejar de financiar a Babbage.

El avance de Henry Babbage consistió en hacer realidad seis piezas de demostración de la llamada máquina diferencial número 1

En parte, la decisión se toma porque el impulsor de la máquina, Charles Babbage, había fallecido hacía años, en 1871. Se valoraba la importancia de la máquina. Pero construirla era caro e innecesario para la época. De ahí que uno de sus hijos retome el proyecto. En concreto el más joven, Henry P. Babbage, que había estado involucrado indirectamente en el proyecto desde niño al pasar tiempo en el taller de su padre.

El avance de Henry Babbage consistió en hacer realidad seis piezas de demostración de la llamada máquina diferencial número 1. Una de ellas se enviaron a Harvard. Y hacia 1910, Babbage hijo anuncia que puede calcular múltiplos del número Pi con las partes de la máquina ya construidas. Una pequeña parte de lo que podía hacer la calculadora si estuviera construida al completo. Este prototipo, conocido como Analytical Engine Mill o molino de motor analítico, se puede encontrar en el Museo de Ciencias de Londres. Lamentablemente, Henry Babbage fallece en 1918.

Fuente: Arnold Reinhold (Wikipedia)

Haciendo realidad el sueño de Babbage

Ni Babbage ni su hijo lograron completar su máquina analítica. Tendrán que pasar varias décadas para que el proyecto sea rescatado del olvido. Recordemos. La máquina de Babbage dio sus primeros en 1835 con unos diseños funcionales. Pues bien. Demos un salto de 150 años hasta 1985. Ese año, el Museo de Ciencias de Londres retomará el proyecto, a partir de los planos originales, y construirá la máquina diferencial de Babbage. Como indica el propio Museo en sus instalaciones y en este artículo, el diseño fue de Charles Babbage. La construcción, corrió a cargo del Museo. Todo gracias a un resurgir de la figura de Babbage en los años 70 del siglo pasado.

Más de 150 años para terminar el que, para muchos, es la primera calculadora mecánica y el primer ordenador de la historia

Pero estamos lejos de terminar esta historia. En junio de 1991, se finaliza la parte principal de la máquina tras casi seis años. Pero no toda. El proyecto se retomó a modo de homenaje a Babbage, ya que en 1991 se cumplía el bicentenario de su nacimiento. Sin embargo, falta una parte importante de la máquina analítica: la impresora. Y para ello serán necesarios varios años, hasta llegar a 2002. Ese año, la Máquina diferencial número 2 ya está completa. Un proyecto de casi 17 años (1985-2002). Pero de más de 150 años si nos atenemos a los planos originales. Más de 150 años para terminar el que, para muchos, es la primera calculadora mecánica y el primer ordenador de la historia. Al menos, sobre plano.

Finalizamos esta historia donde la empezamos. Si la máquina de Charles Babbage se encuentra en el Museo de Ciencias de Londres, ¿qué hay una copia al otro lado del Atlántico, en las instalaciones de una empresa privada de Bellevue, Washington? La respuesta es simple. Uno de los fundadores de Intellectual Ventures es Nathan Myhrvold, antiguo CTO de Microsoft, entre otras cosas, y uno de los principales contribuyentes para que se hiciera realidad dicha máquina. Tal fue su aportación económica que consiguió una réplica de la máquina original, incluyendo la impresora. Como vimos al principio de este artículo, la réplica estuvo varios años (2008 - 2016) en el Museo de Historia de la Computación y, desde entonces, se puede ver en las instalaciones de los labotarios de Intellectual Ventures.