Il modello, in scala rispetto alla macchina originale, è in metallo ed è costituita da tre colonne, ciascuna composta da sei ruote dentate, comprese tra una base e un piano superiore. Ad ognuna delle ruote dentate è accoppiato un numeratore in plastica bianca, numerato da 0 a 9. Sul piano superiore è presente una manovella, con impugnatura in legno verniciata di nero; il movimento della manovella è limitato da una parte dalla superficie del piano superiore e dall'altra dal volume di una delle ruote dentate

Questo modello replica in scala ridotta (circa 1:2) una parte della prima versione di un progetto della "macchina differenziale", un calcolatore meccanico ideato dal matematico e filosofo inglese Charles Babbage (1791-1871) a Londra tra il 1821 e il 1832. Il modello ridotto fu realizzato dall'artigiano milanese Roberto Ambrogio Guatelli (1909-1993) nell'ambito del dipartimento di Fine Arts dell'azienda di informatica IBM, tra il 1960 e il 1975, quando fu portato al Museo per essere esposto nella "Sala IBM - Sezione informatica" (Hénin e Casonato, 2020). Esso replica l'artefatto originale costruito da Babbage insieme all'ingegnere e costruttore di strumenti scientifici Joseph Clement (1779 - 1844) nel 1832, oggi preservato presso Science Museum di Londra (n. inv. 1862-89).

La macchina differenziale n.1

L'originale consta di circa 2000 pezzi; una volta ultimata, la macchina pensata da Babbage avrebbe dovuto essere composta da decine di migliaia di pezzi ed avere dimensioni considerevoli. Il progetto è un esempio del grande livello dell'ingegneria di precisione di inizio Ottocento. La necessità di centinaia di parti di precisione quasi identiche, infatti, rappresentò una sfida per una cultura ingegneristica dell'epoca, ancora in gran parte artigianale. Babbage stesso realizzò modelli in cartoncino delle parti per visualizzarne e verificarne il funzionamento e si dedicò con impegno a sperimentare piccoli meccanismi di prova per testare e semplificare le sue idee.

Il progetto si fermò nel 1833 a causa di una controversia con Clement. Il bilancio economico del progetto, finanziato dal governo britannico, fu importante: a conti fatti la spesa totale fu di 17.500 sterline, l'equivalente del costo di ventidue locomotive a vapore nuove di zecca (Science Museum Group, 2023). La macchina differenziale deriva il proprio nome dal principio su cui è concepita, ovvero il metodo delle differenze finite, in base al quale le moltiplicazioni e le divisioni vengono scisse in una serie di addizioni. Rispetto alle macchine da calcolo di Pascal e Leibniz, la macchina di Babbage prevedeva Ia possibilità di eseguire non soltanto operazioni aritmetiche, ma anche equazioni più articolate, stampandone i risultati.

La macchina analitica

Lo studio della macchina differenziale spinse Babbage a cimentarsi successivamente in un apparecchio ancora più complesso ed innovativo: la "macchina analitica", ideata a partire dal 1834. Tale macchina viene generalmente considerata l'antenata dei moderni computer: era infatti dotata di accumulatori meccanici per la memorizzazione di dati, era programmabile e stampava i risultati su schede perforate. Anche per questa macchina, tuttavia, l'impossibilità di produrre pezzi sufficientemente precisi per il funzionamento ne impedì una realizzazione pratica.
Charles Babbage espose parti della sua macchina analitica, nell'Esposizione Universale di Londra del 1862.

La macchina differenziale n. 2

Qualche anno più tardi, tra il 1847 e il 1849, forte dell'esperienza fatta con la macchina analitica, Babbage realizzò un secondo progetto semplificato. Nel 1991, lo Science Museum di Londra presentò una macchina differenziale effettivamente in grado di funzionare, realizzata ex novo basandosi sul secondo progetto della macchina. (Swade, 2011).

 

Dal Quipu al Chip

Swade, D. "Reconstructions as experimental history. Historic computing machines," in K. Staubermann (ed.), Reconstructions. Edinburgh, Scotland: National Museum of Scotland, 2011, pp. 103-126.

Hénin, S. and Casonato, S. (2020). Fake But True: Model Maker Roberto Guatelli, Science Museums and Replicated Artifacts of Computing History. IEEE Annals of the History of Computing 42(2), 20-32.

Science Museum Group, Charles Babbage's Difference Engines and the Science Museum, 18 July 2023

I.B.M. Italia, Il calcolo automatico nella storia / Guida ai visitatori della mostra dedicata al "Calcolo automatico nella storia" ed organizzata dalla IBM ITALIA al Museo della Scienza e della Tecnica di Milano, Milano, I.B.M. Italia, 1959

Soresini F., Storia del calcolo automatico, Roma, Confederazione Generale dell'Industria Italiana, 1977, 3

Dal Quipu, Dal Quipu al Chip : mostra storica del calcolo, a cura di Soresini F., Milano, Smau, 1988