Màquina algebraica
Col·laboració de Manel Fernández Escobar per al capítol Càlculs analògics
La màquina algebraica, inventada per Torres Quevedo, és un tipus de calculadora analògica dissenyada amb el propòsit de resoldre equacions matemàtiques mitjançant l’obtenció, de forma continua i automàtica, del valors de les funcions polinòmiques.
Mitjançant una equació polinòmica i per un mecanisme de rodes corresponents a les incògnites, el resultat final dona els valors de la suma dels termes variables, quan aquesta suma coincideix amb el valor del segon membre, la roda de la incògnita marca una arrel.
Les quantitats es representen per magnituds físiques, com rotacions de determinats eixos, valors elèctrics o electromagnètics. El procés matemàtic s’associa a aquestes màquines amb un procés operatiu de certes magnituds físiques, i el resultat físic obtingut es correspon amb la solució matemàtica buscada.
Des de mitjans del segle XIX es coneixien diferents aparells mecànics, com la màquina de calcular de Pascal i Leibnitz o la de Babbage. No fou fins a finals de segle, el 1893, que Leonardo Torres Quevedo va presentar la seva màquina algebraica a la “Acadèmia de Ciències Exactes, Físiques i Naturals”. A nivell social la màquina de calcular es considerà tota una fita i es declarà com un dels grans invents de la ciència a Espanya. El seu treball, presentat en forma de memòria explicativa, descrivia amb exactitud l’aparell que, davant el reconeixement dels seus contemporanis, van construir amb gran immediatesa.
Paradoxalment, Quevedo, les dissenyà i construí al marge, i gairebé amb desconeixement, de l’activitat científica europea i americana, que treballava paral·lela a les investigacions en maquines semblants. Aquest fet dota d’admiració la figura de Quevedo i de les seves invencions.
L’evident avantatge d’aquesta màquina de calcular, respecte a les altres construïdes a la mateixa època, es troba en dues importants innovacions: l’ús d’escales logarítmiques i els “eixos sense fi”.
Torres Quevedo va construir una serie de maquines analògiques de calcul, de tipus mecànic. Estaven constituïdes per un element mòbil i un index que permet llegir la quantitat representada per a cada posició del mateix. El mòbil és un disc o tambor graduat que gira entorn a un eix. Els desplaçaments angulars son proporcionals als logaritmes de les magnituds representades. Utilitzant aquests elements, i d’altres, podia resoldre equacions algebraiques de vuit termes, obtenint les arrels, amb una precisió de mil·lèsimes.
Entrant el segle XX l’invent es presentar per diferents Acadèmies de Ciències, fou a l’Acadèmia de París on s’estudià amb interès i s’amplià les seves possibilitats, examinant les analogies matemàtiques i físiques del calcul analògic i com establir mecànicament les relacions entre aquestes, expressades com a formules matemàtiques. També explica la necessitat d’usar mecanismes sense fi, com discos giratoris, per tal que les variacions de les variables siguin il·limitades en qualsevol sentit.
Aquestes aportacions es van traduir en elements pràctics, alhora de construir les diferents màquines analògiques, donant ús a “l’eix sense fi”, comentat abans. Permetia expressar mecànicament relacions com y=log(10x+1), amb l’objectiu d’obtenir el logaritme d’una suma com a suma de logaritmes.
A banda de les màquines algebraiques, les investigacions i motivacions de Torres Quevedo el van portar a aplicar els seus treballs a un altre camp: l’automatisme. L’any 1914 va publicar a la Revista de la Reial Acadèmia de Ciències de Madrid la seva memòria titulada: “Ensayos sobre automática”. Es tracta de la ciència precursor del que coneixem actualment com a “robots”.
Els vint anys d’investigació i l’evolució paral·lela d’altres invents i aparells el portà a canviar les seves maquines mecàniques per altres de noves: les elèctriques.
Les idees de l’inventor respecte als autòmats eren força innovadores i ambicioses, i s’acostaven bastant a les pretensions actuals. Segons ell, els autòmats haurien de ser capaços de tenir sentits per captar l’ambient, una font d’energia pròpia i independent i capacitat per a decidir entre diferents opcions.
Aquestes propostes també s’acolliren amb interès i admiració i obrí un nou imaginari per a nous aparells dels futurs creadors i inventors.
Encara avui podem trobar resultats de les aplicacions innovadores que van tenir les maquines algebraiques de Quevedo. Quan juguem a escacs amb l’ordinador fem servir una versió renovada i moderna de l’invent. Ja que de les màquines que va construir, una de les més reconegudes i apreciades jugava als escacs, molt abans que apareguessin els ordinadors.
El Museu Torres Quevedo de Madrid encara conserva alguna de les seves màquines.
Col·laboració de Manel Fernández Escobar per al capítol Càlculs analògics