Ni una enciclopedia ni Google son capaces de responder a preguntas que parecen tan simples como esta: ¿Quién inventó el primer ordenador? Si empezamos a profundizar, pronto encontraremos muchas respuestas diferentes, y la mayoría de ellas son correctas. La búsqueda de una respuesta nos invita a repasar la historia de la informática, a conocer a sus pioneros y a descubrir que todavía no está del todo claro qué es un ordenador.
Charles Babbage y la computadora mecánica
Antes de Babbage, las computadoras eran seres humanos. Este era el nombre dado a las personas que se especializaban en hacer cálculos numéricos, aquellos que pasaban largas horas realizando operaciones aritméticas, repitiendo los procesos una y otra vez y dejando los resultados de sus cálculos escritos en tablas, que se compilaban en libros valiosos. Estas tablas facilitaron la vida a otros especialistas, cuyo trabajo consistía en utilizar estos resultados para realizar todo tipo de tareas: desde los oficiales de artillería que decidían cómo apuntar los cañones, a los recaudadores de impuestos que calculaban los impuestos, a los científicos que predijeron las mareas o el movimiento de las estrellas en el cielo.
Así, a finales del siglo XVII, Napoleón encargó a Gaspard de Prony (22 de julio de 1755 – 29 de julio de 1839) la tarea revolucionaria de producir las tablas logarítmicas y trigonométricas más precisas (con entre 14 y 29 decimales) jamás realizadas, con el fin de refinar y facilitar los cálculos astronómicos del Observatorio de París, y poder unificar todas las mediciones realizadas por la administración francesa. Para esta tarea colosal, de Prony tuvo la brillante idea de dividir los cálculos más complejos en operaciones matemáticas más simples que podrían ser realizadas por computadoras humanas menos calificadas. Esta forma de acelerar el trabajo y evitar errores fue una de las cosas que inspiró al erudito inglés Charles Babbage (26 de diciembre de 1791 – 18 de octubre de 1871) a dar el siguiente paso: reemplazar las computadoras humanas por máquinas.
Babbage es considerado por muchos como el padre de la computación debido a esa visión, que nunca se hizo realidad por sus esfuerzos. Su primer intento fue el Motor de Diferencias, que comenzó a construir en 1822, basado en el principio de diferencias finitas, con el fin de realizar cálculos matemáticos complejos por medio de una serie simple de adiciones y restas, evitando multiplicaciones y divisiones. Incluso creó una pequeña calculadora que demostró que su método funcionaba, pero no fue capaz de construir un motor diferencial para llenar esas codiciadas tablas logarítmicas y trigonométricas con datos precisos. Lady Byron, la madre de Ada Lovelace, afirmó haber visto un prototipo funcional en 1833, aunque limitado en complejidad y precisión, pero para entonces Babbage ya había agotado los fondos proporcionados por el gobierno británico.
Lejos de desanimarse por este revés, el matemático, filósofo, ingeniero e inventor Charles Babbage dobló la apuesta. Concentró todas sus energías en el desarrollo del Motor Analítico, que era mucho más ambicioso, ya que sería capaz de realizar cálculos aún más complejos mediante la computación de multiplicaciones y divisiones. Una vez más, Babbage nunca superó la etapa de diseño, pero fueron los diseños que comenzó en 1837 los que lo convirtieron, quizás no en el padre de la informática, sino definitivamente en un profeta de lo que estaba por venir.
Las miles de páginas de anotaciones y bocetos de Babbage sobre el motor analítico contenían componentes y procesos que son comunes a cualquier computadora moderna: una unidad lógica para realizar cálculos aritméticos (el equivalente de un procesador o CPU), una estructura de control con instrucciones, bucles y ramificaciones condicionales (como un lenguaje de programación), y almacenamiento de datos en tarjetas perforadas (una versión temprana de la memoria), una idea que tomó prestada de la máquina Jacquard. Babbage incluso pensó en registrar los resultados de los cálculos en papel, utilizando un dispositivo de salida que era un precursor de las impresoras actuales.
Los hermanos Thomson y las computadoras analógicas
En 1872, un año después de la muerte de Charles Babbage, el gran físico William Thomson (Lord Kelvin) inventó una máquina capaz de realizar cálculos complejos y predecir las mareas en un lugar determinado. Es considerado el primer ordenador analógico, compartiendo honores con el analizador diferencial construido en 1876 por su hermano James Thomson. Este último dispositivo era una versión más avanzada y completa, que lograba resolver ecuaciones diferenciales mediante integración, utilizando mecanismos de rueda y disco.
Sin embargo, pasaron varias décadas más hasta que, bien entrado el siglo XX, H. L. Hazen y Vannevar Bush perfeccionaron la idea de la computadora analógica mecánica en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts). Entre 1928 y 1931, construyeron un analizador diferencial que era realmente práctico, ya que podía ser utilizado para resolver diferentes problemas, y como tal, siguiendo ese criterio, podría considerarse el primer ordenador.
Turing y la máquina de computación universal
En este punto, estas máquinas analógicas ya podían reemplazar a las computadoras humanas en algunas tareas y calculaban cada vez más rápido, especialmente cuando sus engranajes comenzaron a ser reemplazados por componentes electrónicos. Pero todavía tenían un grave inconveniente. Estaban diseñados para realizar un tipo de cálculo y, si se iban a utilizar para otro, sus engranajes o circuitos tenían que ser reemplazados.
Ese fue el caso hasta 1936, cuando un joven estudiante inglés, Alan Turing, pensó en una computadora que resolvería cualquier problema que pudiera traducirse a términos matemáticos y luego reducirse a una cadena de operaciones lógicas con números binarios, en la que solo se podían tomar dos decisiones: verdadera o falsa. La idea era reducir todo (números, letras, imágenes, sonidos) a cadenas de unos y ceros y usar una receta (un programa) para resolver los problemas en pasos muy simples. La computadora digital nació, pero por ahora era solo una máquina imaginaria.
La máquina analítica de Babbage probablemente habría cumplido (casi un siglo antes) las condiciones para ser una máquina universal de Turing if si alguna vez se hubiera construido. Al final de la Segunda Guerra Mundial, durante la cual ayudó a descifrar el código Enigma de los mensajes codificados nazis, Turing creó una de las primeras computadoras similares a las modernas, el Motor de Computación Automática, que además de ser digital era programable; en otras palabras, podía usarse para muchas cosas simplemente cambiando el programa.
Zuse y la computadora digital
Aunque Turing estableció cómo debería ser una computadora en teoría, no fue el primero en ponerla en práctica. Ese honor es para un ingeniero que tardó en obtener reconocimiento, en parte porque su trabajo fue financiado por el régimen nazi en medio de una guerra global. El 12 de mayo de 1941, Konrad Zuse completó el Z3 en Berlín, que fue el primer ordenador digital completamente funcional (programable y automático). Al igual que los pioneros de Silicon Valley harían más tarde, Zuse construyó con éxito el Z3 en su taller doméstico, logrando hacerlo sin componentes electrónicos, pero utilizando relés telefónicos. La primera computadora digital fue, por lo tanto, electromecánica, y no se convirtió en una versión electrónica porque el gobierno alemán descartó financiarla, ya que no se consideraba «estratégicamente importante» en tiempos de guerra.
En el otro lado de la guerra, las potencias aliadas otorgaron importancia a la construcción de computadoras electrónicas, utilizando miles de tubos de vacío. El primero fue el ABC (Atanasoff-Berry Computer), creado en 1942 en los Estados Unidos por John Vincent Atanasoff y Clifford E. Berry, que sin embargo no era programable ni «Turing completo». Mientras tanto, en Gran Bretaña, dos de los colegas de Alan Turing, Tommy Flowers y Max Newman, que también trabajaron en Bletchley Park descifrando códigos nazis, crearon el Coloso, la primera computadora electrónica, digital y programable. Pero Coloso, como ABC, también carecía de un detalle final: no era»Turing completo».
El primer ordenador Turing completo, que tenía las cuatro características básicas de nuestros ordenadores actuales, fue el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), desarrollado en secreto por el ejército de los Estados Unidos y puesto en funcionamiento por primera vez en la Universidad de Pensilvania el 10 de diciembre de 1945 para estudiar la viabilidad de la bomba de hidrógeno. Para realizar otros cálculos, su «programa» tuvo que ser cambiado, es decir, una multitud de cables e interruptores tuvieron que ser reposicionados manualmente. ENIAC, diseñado por John Mauchly y J. Presper Eckert, que ocupaba 167 m2, pesaba 30 toneladas, consumía 150 kilovatios de electricidad y contenía unos 20.000 tubos de vacío.
ENIAC pronto fue superado por otros ordenadores que almacenaban sus programas en memorias electrónicas. Los tubos de vacío fueron reemplazados primero por transistores y, finalmente, por microchips, con los que comenzó la carrera de miniaturización por computadora. Pero esa máquina gigante, construida por el gran ganador de la Segunda Guerra Mundial, lanzó nuestra era digital. Hoy en día, sería considerado unánimemente el primer ordenador verdadero de la historia si no fuera por Konrad Zuse (1910-1995), que decidió en 1961 reconstruir su Z3, que había sido destruido por un bombardeo en 1943. La réplica se exhibió en el Deutsches Museum de Múnich, donde se encuentra hoy en día. Pasaron varias décadas hasta que, en 1998, un informático mexicano, Raúl Rojas, se esforzó por estudiar el Z3 en profundidad y logró demostrar que podía ser «Turing completo», algo que ni siquiera su entonces fallecido creador había considerado.
Centrado en hacer que funcionara, Zuse nunca se dio cuenta de que tenía en sus manos la primera máquina de computación universal. De hecho, nunca hizo que su invención funcionara de esa manera Charles entonces, ¿es Charles Babbage, Konrad Zuse o Alan Turing el inventor de la computadora? Fue el Z3, Coloso o ENIAC, el primer ordenador moderno? Depende. La pregunta sigue siendo hoy tan abierta como esta: ¿ Qué hace de una máquina un ordenador?