Leibniz

Aproveitando uma breve pausa na pesquisa bibliográfica sobre a Segunda Guerra Mundial e surgimento dos primeiros computadores eletrônicos, resolvemos preencher uma lacuna anterior, com informações sobre a vida e contribuições de Leibniz.

"A verdadeira filosofia é reaprender a ver o mundo."

Merleau Ponty

Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716), filho temporão de um professor de filosofia moral na Universidade de Leipzig, na Alemanha, nasceu em 1º. de julho de 1646, na cidade em que seu pai lecionava, quando o término da Guerra dos Trinta Anos (1618 – 1648) parecia já próximo. Sua mãe, Catharina Schmuck, terceira esposa de Friedrich Leibniz, o pai de Leibniz, se encarregaria de educá-lo após a morte do marido, em 1652. Filósofo e matemático por formação, Leibniz brindou o mundo com inúmeras idéias que estavam bem à frente de seu tempo. Autodidata, foi admitido na universidade de sua cidade natal aos 15 anos de idade, graduando-se dois anos mais tarde. Aos vinte, já havia se preparado para receber o título de doutor em direito na Universidade de Leipzig, porém este lhe foi negado, aparentemente, por ser considerado muito jovem. Apresentou, então, sua tese de doutorado, previamente redigida e intitulada De Casibus Perplexis in Jure (Sobre Casos Intrigantes), na Universidade de Altdorf, em Nuremberg, sendo agraciado com o respectivo título apenas quatro meses após ter se registrado no curso.^*(328)

Senhor de variados interesses, Leibniz tem na matemática a sua maior influência, sendo considerado, entre outras coisas, o pai do cálculo diferencial e integral, importante ramo da matemática derivado da Álgebra e da Geometria, que tinha por objetivo original facilitar o cálculo de áreas e volumes.^** O desenvolvimento desta disciplina, como uma longa corrida de bastão, recebeu a contribuição de inúmeras civilizações e matemáticos desde os tempos do Antigo Egito, passando pela Grécia, com a participação de Arquimedes, pela Índia, com Aryabhata e Bhāskara II, e por vários matemáticos da Idade Moderna até chegar em Leibniz e Sir Isaac Newton (1643 – 1727), que tiveram o mérito de recolher todas as idéias anteriores, acumuladas por mais de dois mil anos, complementando-as com uma nova forma de notação e de reuni-las de forma organizada em um corpo teórico unificado. Batizada de "Cálculo" por Leibniz e de "ciência dos fluxos" por Newton, a invenção desta nova ferramenta é legitimamente atribuída a ambos devido ao desenvolvimento de trabalhos simultâneos e independentes. No século 20, a utilização do Cálculo seria fundamental para o desenvolvimento da física quântica e da engenharia eletrônica, molas mestras na criação dos dispositivos semicondutores que permitiriam o surgimento e rápida evolução dos computadores eletrônicos.

Motivada por um surpreendente mal entendido, esta dupla paternidade do Cálculo se tornaria motivo de uma célebre e infeliz controvérsia entre estes dois renomados matemáticos. Aproximados talvez pelos vários interesses em comum, Leibniz e Newton passariam a se corresponder, mantendo de início um cordial relacionamento, sendo comum elogiarem-se mutuamente e referirem-se aos trabalhos um do outro como distintos e admiráveis, conforme comprovado por cartas trocadas com amigos em comum. Porém, segundo a versão mais aceita, contratempos e atrasos absurdos na troca da correspondência entre ambos, problema do qual nós ainda não estamos totalmente livres, fariam Newton crer que estivesse sendo ludibriado pelo alemão, conclusão a que chegou devido à publicação por Leibniz de trabalho sobre o Cálculo, aparentemente contendo métodos e informações descritos pelo inglês em carta enviada a Leibniz algum tempo antes de tal publicação. De sua parte, Leibniz que somente tomaria ciência desta carta meses após ter publicado sua obra, e sem ter como prever as conseqüências de sua habitual correspondência com Newton, responder-lhe-ia em seguida. Newton somente receberia a resposta à sua carta vários meses depois de tê-la enviado e de tomar conhecimento da obra de Leibniz. Enfurecido, apelou à Royal Society, instituição londrina da qual os dois eram membros, além de utilizar-se de métodos duvidosos e quiçá inescrupulosos para forjar acusações de plágio contra Leibniz. A verdade, entretanto, é que Leibniz havia completado seu trabalho sobre o cálculo infinitesimal, em 1676, enquanto passava quatro dias em companhia do filósofo Bento de Espinosa (1632 – 1677) em sua passagem por Amsterdam, a caminho de Hanover onde assumiria o posto de bibliotecário.

O sistema de notações do cálculo infinitesimal de Leibniz, considerado superior ao de Newton, tornaria-se o preferido pelos matemáticos continentais, e seria disseminado por todo o mundo e adotado até os dias atuais. A discórdia entre Newton e Leibniz, pelo reconhecimento da autoria do Cálculo, tomaria proporções de uma questão de Estado, ferindo o orgulho nacional e provocando a ruptura entre a ciência britânica e a do resto do continente europeu. Esta cisão, que somente seria apaziguada mais de um século depois, traria prejuízos maiores à Inglaterra, mantendo estagnado o desenvolvimento local da matemática por um longo período. Descansem em paz ilustres senhores, esta honra tão disputada, cabe a ambos. ^{(5, 202, 324 e 326)}

Como filósofo, Leibniz inquietava-se com a vida e com o modo como se deveria vivê-la. Porém, sua influência nesta área do conhecimento foi bem menos direta que na matemática, atuando de forma mais destacada como mentor. Seu principal discípulo, Johann Christian Wolff (1679 – 1754), matemático, físico e filósofo alemão, assumiria importante papel no desenvolvimento da filosofia dominante na Alemanha durante grande parte do século 18, exercendo forte influência sobre o também filósofo alemão Immanuel Kant (1724 – 1804). ⁽³²⁵⁾

 

Em sua vida pessoal, contrastando com a caricatura do pensador solitário que jamais se casaria^*, Leibniz, possuidor de uma personalidade carismática e enamorado pelo poder, preocupava-se em cultivar e manter extenso círculo social e intelectual, conhecendo desde príncipes e reis da Europa até os grandes pensadores de sua época.
 

Gottfried Leibniz

Em suas atividades intelectuais, representou com maestria os papéis de cientista, inventor, engenheiro, jurista, historiador, diplomata, acadêmico, lógico, bibliotecário, linguista e teólogo, ignorando com deliberada elegância as fronteiras entre estas diferentes áreas do conhecimento. Um de seus traços mais marcantes diz respeito à sua visão otimista do mundo, independentemente do contexto de guerras e disputas religiosas que assolaram a Europa durante o século 17.

Apesar de ter-se mantido envolvido, por toda sua vida, em discussões e correspondências filosóficas, talvez por prudência, publicou tão pouco, estando a maior parte de seus pensamentos disponíveis apenas nas cartas que escreveu. Por outro lado, é de sua autoria o livro sobre a China mais prestigiado de seu tempo, sendo também o escritor responsável pela introdução pioneira da noção de inconsciente, afirmando, em sua peculiar lucidez, que podemos perceber algo sem que tenhamos tal percepção no exato momento da ocorrência.
 

Uma das mais surpreendentes sugestões de Leibniz, idéia que lhe custou significativa dedicação, centrava-se no desenvolvimento de uma linguagem e de uma lógica universais, definidas em conjunto como a “Característica Universal”. Esta que pretendia ser uma forma de conciliar a lógica, a retórica e a matemática, teria como objetivo reduzir a resolução de qualquer problema à tarefa bem mais simples de se efetuar cálculos racionais. Deste modo, uma eventual discordância entre cientistas de temperamento educado, qualquer que fosse o tema, poderia ser resolvida através destes cálculos, evitando-se intermináveis discussões estéreis. Caso esta sua idéia pudesse ser realizada, possivelmente seria comum que discussões intelectuais fossem encerradas com o seguinte chavão: ok, então vamos nos sentar e calcular quem está com a razão! ^{(322 e 323)}
 

    Para que possamos melhor situar Leibniz no campo da filosofia é preciso retratar os cursos de história da filosofia moderna, que por tradição costumam organizar o seu conteúdo tendo como base sete grandes filósofos, organizados segundo linhas de pensamento e correntes filosóficas definidas por Kant:
 

- O racionalismo continental, defendido por René Descartes (1596 – 1650), Bento de Espinosa e Leibniz, que restringiria o conhecimento genuíno somente àquele que pode ser alcançado pelo raciocínio dedutivo, através de operações mentais ou discursivas e do uso da lógica, sendo esta a corrente central do pensamento liberal; ^{(312 a 315)}
 

- O empirismo britânico, escola que historicamente se opõe ao racionalismo e valoriza a indução, postulando que todo conhecimento é constituído apenas a partir da percepção de experiências captadas por nossos sentidos físicos, é representada pelos filósofos John Locke (1632 – 1704), George Berkeley (1685 – 1753) e David Hume (1711 – 1776); ^{(316 a 319)}
 

- A terceira corrente filosófica, criada e representada pelo próprio Kant, propunha uma síntese do que haveria de correto tanto no racionalismo como no empirismo. ⁽³¹¹⁾

 

Locke, principal expoente do empirismo, defendia a idéia de que a mente seria um quadro (tabula rasa), originalmente vazio, no qual todas as impressões advindas dos sentidos seriam gravadas, criando a base de todo conhecimento. Nesta corrente filosófica, todas as pessoas nasceriam com suas mentes absolutamente vazias e todo processo de aprendizado e aquisição de conhecimento seria conduzido pela experiência sensorial, através do método de tentativa e erro. Por outro lado, o racionalismo pregava que o ser humano já nasceria com certas idéias inatas a cerca das verdades universais e que, à medida que fosse amadurecendo, tomaria consciência destas idéias que aflorariam à sua mente, podendo então compreender os fenômenos percebidos através dos sentidos. Assim, por esta escola filosófica, o conhecimento independeria dos sentidos físicos. 
 

O enquadramento de Leibniz no modelo kantiano sempre apresentou dificuldades aos historiadores da filosofia devido às características de sua abordagem filosófica, notadamente menos racionalista que as de Descartes ou Espinosa. Tal constatação tem alimentado uma tendência crescente por considerar-se a lógica formal como o foco do pensamento de Leibniz, chegando-se ao ponto de interpretar-se que sua filosofia seja derivada de sua lógica, apesar de eventuais peculiaridades da obra filosófica de Leibniz não ter qualquer relação com a lógica.
 

Estas aparentes contradições, são esclarecidas pelo escritor inglês e professor de filosofia, George MacDonald Ross, reconhecido por seu domínio sobre o tema:
 

"Na verdade, Leibniz ocupava uma posição na interface entre a visão de mundo holística e vitalista da Renascença e o materialismo atomista e mecanicista que iria dominar os séculos XVIII e XIX... muitas de suas idéias eram demasiado radicais para sua época, só tendo sido adotadas bem mais tarde – à vezes, só em nosso século. Seria demasiado rigoroso julgá-lo simplesmente pelas idéias que mais tarde se tornaram parte de nossa visão de mundo. Tal como ocorre com todos os grandes filósofos, sua obra sem dúvida contém um potencial até agora não reconhecido.

Outra distorção comum é ver Leibniz como primordialmente um filósofo, como se seu papel na vida fosse o mesmo de um filósofo profissional do século XX. Não somente ele nunca teve um emprego de professor de filosofia como a gama de seus interesses tinha tal amplitude que sua obra filosófica não passava de uma atividade entre muitas. Ele foi, como bem o denominam os alemães, um Universalgenie, um "gênio universal". Um relato justo de sua realização tem de situar sua filosofia no contexto de todas as outras coisas que ele fez. Só então é possível verificar até que ponto Leibniz, longe de ser o racionalista extremo que Kant o fez ser, na realidade procurava criar uma nova síntese a partir dos conflitos aparentemente irreconciliáveis entre tradições anteriores em várias esferas de atividade intelectual." ⁽³²⁰⁾

 

Como base de sua filosofia, Leibniz defendeu o que chamou de "princípio da razão suficiente", pelo qual afirmava que nada acontece sem uma razão. Esta tese pregava que, dada uma infinidade de escolhas possíveis à Deus, ele somente escolheria o melhor de todos os mundos possíveis. Significativa também foi a influência de sua lógica, destacando-se a "lei dos indiscerníveis", a qual estabelecia que se duas coisas forem idênticas, então tudo o que se aplica a uma deve necessariamente se aplicar a outra. ⁽¹⁰⁶⁾

Em janeiro de 1673, cruzando a ponte entre o mundo das idéias e o mundo da experimentação, Leibniz apresentou, em Londres, uma máquina de calcular mecânica por ele projetada e chamada de "Stepped Reckoner" (Calculador por Etapas), que além de somar e subtrair, suportava operações de multiplicação e divisão com algarismos de até 12 dígitos e fornecia resultados com até 16 posições numéricas.
 

Naquela época, mesmo as pessoas consideradas instruídas apresentavam sérias dificuldades no trato com a matemática, raramente sendo capazes de efetuar, ou sequer compreender, simples operações de multiplicação, e muito menos de divisão. Tal situação, atribuiria ao equipamento de Leibniz uma importância maior do que hoje poderíamos avaliar, despertando a atenção de ilustres membros da Royal Society, instituição para a qual Leibniz viria a ser eleito membro, em abril de 1673, antes mesmo que o projeto estivesse completado. Este instrumento, na verdade um aperfeiçoamento da Pascaline, teve sua construção motivada pela determinação de Leibniz em simplificar os infindáveis cálculos de astronomia realizados pelo astrônomo holandês Christian Huygens (1629 – 1695), por ocasião do encontro que tiveram em Paris, no ano anterior, conforme registro do próprio Leibniz: ⁽³²⁶⁾

 

"Não é digno de homens notáveis desperdiçar seu tempo com um trabalho de escravos, o cálculo, que poderia ser designado à qualquer um, ajudado por uma máquina.

Leibniz

 

Calculadora de Leibniz, 1673

A calculadora de Leibniz, expandindo a capacidade de somar da máquina de Pascal, realizava operações de multiplicação através de repetidas operações de soma. Assim, para calcular a operação doze vezes seis, sua máquina somava seis vezes o número doze.

Esta técnica de subdividir operações aritméticas em outras de menor complexidade, associada aos princípios mecânicos utilizados por Leibniz, serviriam de inspiração para as futuras gerações de máquinas de calcular, por mais de 250 anos, sendo empregados tanto nas máquinas manuais à manivela dos séculos 18 e 19, como nas calculadoras elétricas da primeira metade do século 20.

Reconstrução do Stepped Reckoner

Motivo de orgulho para seu inventor, o Stepped Reckoner adquiriria um certo status de nobreza. Leibniz construiu uma unidade deste equipamento especialmente para o imperador russo Pedro, O Grande (1672 – 1725), que posteriormente viria a ser presenteada ao imperador da China, como demonstração de superioridade da tecnologia ocidental.  (321)

 

Sem dúvida o Stepped Reckoner deve ser considerado um projeto bem sucedido em diversos sentidos, destacando-se o longo tempo necessário para que fossem superadas as inovações tecnológicas nele embarcadas. Esta questão, que se torna mais evidente quando comparada à rápida obsolescência dos atuais computadores pessoais, demonstra inequivocamente o quanto Leibniz estava à frente de seu tempo. Entretanto, mirando em um futuro ainda mais distante de seu próprio tempo, Leibniz nutria planos ousados em relação à evolução deste equipamento, pretendendo a longo prazo que uma versão mais poderosa de sua máquina de calcular pudesse ser construída e utilizada para mecanizar todos os processos do raciocínio, sustentando tecnologicamente o seu acalentado projeto da Característica Universal. Diante de tantas e surpreendentes descobertas científicas que surgem a todo momento, quem poderá dizer que um dia o sonho de Leibniz não alcançará a realidade, ultrapassando os limites da ficção? Nesse caso, é possível que o enquadramento da filosofia de Leibniz, segundo a visão de Kant, tenha de ser revisto pelos historiadores e filósofos do porvir com a conseqüente criação de uma nova categoria de pensadores... na qual, por favor, não se esqueçam de incluir Newton! ⁽³²²⁾
 

De forma, talvez, nem tão surpreendente, os princípios desenvolvidos por Pascal e Leibniz permaneceram relativamente desconhecidos por cerca de cem anos, até que, em 1775, Charles Mahon, terceiro Conde de Stanhope (1753 - 1816), construísse na Inglaterra um dispositivo de multiplicação similar ao de Leibniz e, entre 1774 e 1776, Philip Mathieus Hahn, na Alemanha, também montasse com sucesso um equipamento com as mesmas funcionalidades. 
 

Arithmometer

Finalmente, em 1820, o matemático e inventor francês Charles Xavier Thomas de Colmar (1785-1870) criaria o Arithmometer, a primeira calculadora produzida em série, capaz de realizar operações de multiplicação utilizando os mesmos princípios da máquina de calcular de Leibniz. O Arithmometer, que ocupava quase uma mesa inteira, também podia executar operações de divisão, com a devida assistência do usuário. Máquinas deste tipo foram produzidas e comercializadas por quase noventa anos.(3 e 5)

Assim como no caso de sua máquina de calcular, o pleno reconhecimento das contribuições de Leibniz à área da lógica somente ocorreram depois que suas idéias foram redescobertas por George Boole (1815 – 1864), e após ele ter sido equiparado a um companheiro espiritual pelos principais idealizadores da lógica moderna, Gottlob Frege (1848 – 1925) e Bertrand Russel (1872 – 1970). Sob alguns aspectos, conforme o avalia G. MacDonald Ross, Leibniz permanece insuperável:
 

"...em termos de estilo e de espírito, ele muito se assemelhava a um Sócrates. Estava sempre em diálogo com os outros, tentando simpatizar com uma variedade de pontos de vista diferentes, mas pronto a se transformar em alguém filosoficamente incômodo diante de profissionais, especialistas e eruditos que suponham ter toda a verdade cerca de toda questão. É fácil defender o seguimento da tradição socrática, mas poucos o fizeram com tanto sucesso quanto Leibniz."

Gottfried von Leibniz, homem de profunda erudição e de saber universal, considerado, juntamente com Newton, uma das maiores inteligências dos séculos 17 e 18, morreu na Alemanha aos 70 anos de idade, vítima de gota, perseguido politicamente, solitário e, possivelmente, sentindo-se não realizado. Mas seus pensamentos e palavras continuarão ressoando, tanto para racionalistas como para empíricos, iluminando seus caminhos rumo à verdade.

 

"Entendo por razão, não a faculdade de raciocinar, que pode ser bem ou mal utilizada, mas o encadeamento das verdades que só pode produzir verdades, e uma verdade não pode ser contrária a outra."

Leibniz
  

(1) O cálculo diferencial e integral, também conhecido como cálculo infinitesimal ou simplesmente Cálculo, é utilizado para a resolução de uma grande variedade de problemas que estejam relacionados com o cálculo de taxas de variação de grandezas, sendo empregado em disciplinas tão abrangentes como física clássica, física moderna, química, astronomia e economia, entre muitas outras aplicações.  (Nota do Autor)

(2) Leibniz chegou a pedir a mão de uma mulher em casamento, quando já contava com mais de 50 anos de idade, porém voltou atrás, "antes que fosse tarde". (Nota do Autor) 

(3) Do latim, folha em branco. (Nota do Autor)

(4) Técnica ainda hoje utilizada por estudantes de programação, para implementar simples funções de multiplicação em assembler (designação para a linguagem de programação de baixo nível, diretamente associada ao código de máquina, formada por mnemônicos que representam cada instrução do conjunto de instruções de um determinado processador). (Nota do Autor)

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Leibniz

 

O ENIAC

"O progresso começa com a convicção de que o que é necessário é possível."

Norman Cousins

O ENIAC (Eletronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), equipamento projetado por Eckert e Mauchly era, literalmente, uma máquina de grande porte. Quando totalmente pronto, ocupava uma sala inteira na Universidade da Pensilvânia, medindo cerca de 3 metros de altura e 30 toneladas de peso, consumia em torno de 200 kilowatts de potência, e, em função do calor gerado, exigia para sua operação uma sala especialmente dotada com um sistema de ventilação forçada. 

Composto por quase 18.000 válvulas eletrônicas a vácuo, 6.000 chaves elétricas, 1.500 relés, 10.000 capacitores, 70.000 resistores, milhares de indutores e cerca de 88 quilômetros de fio, usados em aproximadamente 500.000 conexões, o ENIAC tinha todos estes seus componentes acondicionados em 42 painéis montados sobre estruturas metálicas com 2,75m de altura, 60 cm de largura e 30cm de profundidade cada um. Arrumados na disposição de um "U", estes painéis ocupavam 25 m de comprimento e uma área construída de 180 m². O ENIAC possuía ainda três gabinetes de controle sobre rodas que podiam ser movidos pela sala e, para a entrada e saída de dados, utilizava uma leitora de cartões perfurados e uma perfuradora, fornecidos pela IBM (International Business Machines). Conta-se que a primeira vez que foi ligado, o ENIAC consumiu tanta energia que as luzes da cidade da Filadélfia piscaram. 

O ENIAC na Universidade da Pensilvânia, em 1946.

O ENIAC, capaz de realizar 5.000 adições por segundo, era constituído por oito circuitos que implementavam suas funções básicas: acumuladores, circuito de inicialização, circuito para programação mestra, circuito de multiplicação, circuito de divisão e raiz quadrada, dois circuitos lógicos nomeados de "gate" e "buffer", e por último, um circuito para armazenamento das tabelas de funções.

O acumulador era a unidade aritmética básica, formado por vinte registradores de dez dígitos cada. Sua função consistia na realização das operações de adição, subtração e armazenamento temporário. Um acumulador poderia ser comparado aos registradores das atuais Unidades Centrais de Processamento (CPU – Central Processing Unit). Os dados viajavam pelo ENIAC indo de um acumulador ao outro, e, à medida que cada acumulador terminava seus cálculos, o resultado obtido era comunicado ao acumulador seguinte, manualmente, através da conexão de cabos pelos técnicos que o operavam. Os circuitos de inicialização executavam algumas tarefas especiais, incluindo ligar e desligar o equipamento, apagar todos os seus registradores (reset) e iniciar os processos de cálculo. Os circuitos de programação mestra controlavam a execução dos programas e permitia alterá-los. Os circuitos de multiplicação e de divisão e raiz quadrada, para executarem estas operações específicas, trabalhavam em conjunto com as funções de adição, subtração e armazenamento temporário do circuito acumulador. O circuito lógico gate implementava o operador lógico "AND" (saída positiva se todas as entradas fossem positivas) e o circuito lógico buffer implementava o operador lógico "OR" (saída positiva se alguma das entradas fosse positiva). As tabelas de funções eram usadas como auxílio à programação, armazenando variáveis e funções, mas não podiam ser alteradas durante a execução de um programa.⁽²⁰⁾
 

A preparação de um novo programa.

A tarefa de programar o ENIAC, que não possuía um sistema operacional, era quase que inteiramente realizada através da comutação de mil chaves elétricas e da conexão de inúmeros cabos, como nas antigas centrais telefônicas.

A falta de flexibilidade para a execução de tarefas diferentes representava o gargalo operacional do ENIAC e, de certa forma, podemos atribuir em parte a origem deste problema ao próprio contrato da Escola Moore com o Departamento de Artilharia, que claramente previa a construção de um dispositivo específico para o cálculo de trajetórias, e não uma máquina de uso genérico. Apesar de toda a dificuldade operacional presente no esforço necessário à alteração de sua programação, para cada problema específico a ser tratado, o que tornava seu uso tedioso e comprometia seu aproveitamento, o ENIAC, uma vez preparado, podia computar as trajetórias balísticas em trinta segundos, enquanto os mesmos cálculos precisavam de 15 a 30 minutos para serem executados pelo Analisador Diferencial, e de vinte a quarenta horas por um matemático equipado apenas com uma calculadora de mesa. 

Outro inconveniente era motivado pela inexistência de mecanismos eficientes para a depuração de erros de programação que, quando detectados, deviam ser seguidos passo-a-passo, executando-se uma instrução de cada vez. Para permitir este tipo de procedimento, criou-se um painel com uma chave que interrompia ou habilitava a execução da próxima instrução, comparando-se então o resultado de cada passo do programa com o resultado obtido manualmente. Este artifício foi utilizado em diversos equipamentos até meados da década de 1980. Por último, existia ainda o efeito colateral da baixa confiabilidade das válvulas eletrônicas, que queimavam com elevada frequência. Este problema determinava a completa paralisação do equipamento, ou pelo menos um ritmo mais lento de processamento, para que os reparos pudessem ser efetivados.
 

O ENIAC em manutenção

A construção do ENIAC foi completada somente após o término da Segunda Guerra Mundial, em novembro de 1945, e oficialmente inaugurado em 15 de fevereiro de 1946, data que para muitos historiadores corresponde ao marco do início da Era da Informação. Uma de suas primeiras aplicações foi na resolução de problemas ligados ao controle da energia nuclear para o Projeto Manhattan.

 Durante cerca de um ano, ainda na Universidade da Pensilvânia, foi empregado no cálculo de trajetórias balísticas para o Departamento de Artilharia, na solução de problemas ligados à previsão de condições atmosféricas, no estudo de raios cósmicos para a astronomia e em projetos de túneis de vento. 

Em janeiro de 1947, o ENIAC começou a ser desmontado sendo então enviado para Aberdeen, onde reiniciou sua operação sete meses mais tarde, no Laboratório de Pesquisas em Balística. A grande quantidade de componentes e, principalmente, a dificuldade de programação tornaram bastante árduo o trabalho da equipe técnica encarregada de remontá-lo. 

Em 1948, sob a supervisão de John von Neumann, foram implementadas algumas modificações em seu projeto para torná-lo um computador com programas armazenados internamente. Esta alteração reduziu significativamente a quantidade de trabalho manual com a religação de cabos, necessário à execução de cada novo programa. Outras melhorias foram sendo introduzidas gradualmente nos anos seguintes e, com o uso de novos dispositivos eletrônicos, já em 1952, sua velocidade de processamento chegou à marca de oitenta por cento superior a inicial. 

No ano seguinte, em 1953, foi instalada pela Burroughs uma unidade de memória magnética, formada por núcleos de ferrite, com capacidade de armazenamento de 100 dígitos, permitindo o processamento de uma maior quantidade de informações e de forma centralizada. Anteriormente, o único dispositivo de armazenamento temporário residia no acumulador, limitando, devido ao seu diminuto porte, os tipos de problemas em que o ENIAC poderia ser empregado. Entretanto, o conceito de memória indexada e de acesso aleatório, diretamente associado à capacidade de armazenamento interno dos programas, não chegou a ser implementado, nem tampouco em seu sucessor – o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer), o segundo computador de grande porte construído na Escola Moore, em 1951. Somente no projeto do EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), desenvolvido por Maurice Wilkes na Universidade de Cambridge, na Inglaterra, este conceito tornou-se realidade.

Após o término da Segunda Grande Guerra, o ENIAC foi utilizado por inúmeros físicos e matemáticos de todas as partes dos Estados Unidos. Como este era o único computador de grande porte disponível nos Estados Unidos, sendo em sua época o maior computador de todo o mundo, capaz de calcular muito rapidamente as equações apresentadas por cada usuário, depois da adequada programação, travava-se uma verdadeira disputa pelo seu tempo de uso. Mas, conforme já mencionado, reprogramá-lo para tarefas diferentes, em geral, levava dias. Isto somado às constantes paradas para substituição das válvulas queimadas e outros tipos de reparos, faziam com que sua disponibilidade de uso fosse de apenas 50%. 

O avanço da tecnologia logo resolveria os problemas técnicos do ENIAC, tornando-o obsoleto e economicamente e inviável, sendo por fim desativado no dia 2 de outubro de 1955, após de quase dez anos de operação. Desmontado, suas peças foram distribuídas por vários museus, incluindo o Smithsonian, em Washington D.C., e a Escola Moore, local de sua construção na Universidade da Pensilvânia, onde até hoje encontram-se em exposição.

A herança proporcionada pelo ENIAC propagou-se muito além da linhagem de equipamentos experimentais surgidos a partir de sua concepção (EDVAC, EDSAC, SEAC, ILLIAC, Whirlwind e MANIAC) e do UNIVAC, o computador comercial construído mais tarde por Mauchly e Eckert, em sua própria empresa, a Electronic Controls Company. Podemos considerar também como influência dessa herança, o interesse despertado em outras empresas privadas norte-americanas pelo mercado de computadores eletrônicos digitais, como a IBM, que lançaria o modelo 701 em 1952, e pela Engineering Research Associates (ERA), que um ano antes havia introduzido o modelo ERA 1103. 

Arquivo com os texto completo para consulta e download:

O ENIAC

Os Primeiros Computadores Eletrônicos – cont.

O ENIAC, Segundo Dilys Winegrad e Atsushi Akera⁽²⁰⁾, concebido e construído na Escola Moore de Engenharia Elétrica da Universidade da Pennsylvania, não foi o primeiro dispositivo eletrônico de cálculo. No início da década de 1930, físicos já dispunham de contadores de radiação que utilizavam válvulas eletrônicas a vácuo, como no caso do ENIAC, e diversos laboratórios de pesquisa produziram dispositivos capazes de contar de um a dez. Já no final da década de 1930 e início da década de 1940, existiam pelo menos outras três iniciativas independentes, tratando de problemas de computação com o uso de circuitos eletrônicos: John Atanasoff, British Intelligence (Serviço de Inteligência Britânico) e IBM (International Business Machines).

 

Entre 1937 e 1941, John Atanasoff, professor de física na Universidade Estadual de Iowa, que interessava-se pela construção de máquinas de alta velocidade para a resolução de problemas genéricos de computação, decidiu projetar um equipamento para solucionar sistemas complexos de equações lineares. Com a ajuda de Clifford Berry, ex-aluno de graduação da Universidade de Iowa, desenvolveu um dispositivo que ficou conhecido como Computador Atanasoff-Berry (ABC), mas que até o final de 1941 não estava totalmente operacional.

 

Com o início da campanha norte-americana na Segunda Guerra Mundial, Atanasoff foi impelido a interromper seus trabalhos com o ABC e assumir, em dezembro daquele ano, um posto no Laboratório de Artilharia Naval, em Washington, D.C. Embora o ABC fosse um computador de uso específico, ele teve como mérito o fato de todas as suas operações de adição e multiplicação serem executadas por circuitos totalmente eletrônicos. No entanto, o uso de um dispositivo eletromecânico para armazenar dados e resultados intermediários, impunha um gargalo no sistema, limitando sua velocidade de processamento.

 

Neste mesmo ano de 1941, a IBM, cuja experiência anterior era em equipamentos de leitura e perfuração de cartões, projetou um dispositivo eletrônico de multiplicação, em colaboração com a Universidade de Columbia, onde pesquisava-se mecanismos para acelerar a execução de aplicações científicas na área de matemática.

 

Neste contexto, somente o Colossus, computador construído por volta de 1942 em Bletchley Park, na Inglaterra, patrocinado pelo Serviço de Inteligência Britânico, poderia ser considerado uma máquina eletrônica de grande porte. Enquanto Atanasoff e a IBM, pasmem, foram limitados pela disponibilidade de recursos financeiros, Bletchley Park e a Escola Moore, beneficiados pelo esforço de guerra, foram agraciados com enormes recursos para pesquisa e desenvolvimento.

Em 1940, quando parecia cada vez mais provável a entrada dos Estados Unidos na Guerra, o interesse pelas técnicas computacionais atingiu seu auge, movido, principalmente, pela grande quantidade de projetos de armas de artilharia e também pela evolução e conseqüente mudança de padrões militares. Neste cenário, onde a capacidade computacional disponível apresentava-se insuficiente frente à demanda, e o analisador diferencial representava o estado da arte em equipamentos para este propósito, a pesquisa e o desenvolvimento necessários à produção da tecnologia que atendesse às necessidades da nação encontrou solo fértil na Escola Moore.  

Mauchly, Eckert e a Válvula Eletrônica (44)

No final de 1941*, quando por fim os Estados  Unidos entraram na Guerra, muitos professores e pesquisadores da Escola Moore foram requisitados para o serviço militar ou para projetos militares secretos. Para substituir alguns dos professores engajados no esforço de guerra, a Universidade da Pennsylvania contrataria os PhD's John W. Mauchly e Arthur Burks. Por esta mesma época, J. Presper Eckert Jr, jovem professor, considerado o mais brilhante estudante e o melhor engenheiro da Escola Moore, uniu-se a John Mauchly, para pesquisarem o assunto de maior interesse de ambos: como aplicar a eletrônica para construir computadores de alta velocidade.

Em meados de 1941, Mauchly esteve na Universidade Estadual de Iowa com Vincent Atanasoff e Clifford Berry, que lhe apresentaram suas pesquisas sobre o uso de dispositivos eletrônicos para a realização de cálculos numéricos e, a criação de ambos, o ABC. Inspirados, talvez, pela pesquisa de Atanasoff, Mauchly e Eckert projetaram um computador eletrônico para resolver as equações diferenciais para o Departamento de Artilharia, publicando, já em 1942, um ensaio intitulado "The use of vacuum tube devices in calculating" (O uso de válvulas eletrônicas a vácuo na computação), que se tornaria a base do relatório submetido pela Escola Moore ao Laboratório de Pesquisas em Balística, com o objetivo de conseguir um contrato para a sua efetiva construção. Em outras circunstâncias, provavelmente, as idéias de John Mauchly e J. Presper Eckert seriam rejeitadas como impraticáveis, simplesmente devido ao custo extremamente elevado para a construção do ENIAC.

As válvulas eletrônicas a vácuo, inventadas em 1906 pelo físico norte-americano Lee De Forest, foram usadas até o início da guerra, quase que exclusivamente como amplificadores, quando então se percebeu seu grande potencial como chaveadores eletrônicos ultra-rápidos, podendo alcançar um milhão de operações liga-desliga por segundo. Assim, transformado em dispositivo de chaveamento binário, representava o "0" pela ausência de corrente na placa e o "1" por sua presença.

As válvulas, sob uma perspectiva atual, eram altamente ineficientes: consumiam grande quantidade de energia para incandescer um filamento interno produzindo calor como efeito residual, ocupavam espaço demasiado e precisavam ser substituídas frequentemente. Ainda assim, o seu uso em substituição a componentes de chaveamento mecânico, como aqueles empregados no Analisador Diferencial de Vannevar Bush, foi um grande avanço, resultando em enorme ganho de velocidade.

Em junho de 1942, o Departamento de Artilharia assinou contrato com a Escola Moore de Engenharia Elétrica da Universidade da Pennsylvania, para o uso exclusivo de seu Analisador Diferencial, maior e mais rápido que o do Laboratório de Pesquisas em Balística, para a produção de tabelas de trajetória. A equipe da Universidade da Pennsylvania encarregada deste contrato incluía os professores Weygand, John W. Mauchly e J. Presper Eckert que, visualizando a oportunidade de desenvolverem pesquisas em sua área de interesse, iniciaram um trabalho com o objetivo de encontrar novas soluções para resolver os problemas computacionais daquele órgão. Primeiramente providenciaram uma série de melhoramentos no Analisador Diferencial da Escola Moore para torná-lo mais rápido, substituindo o inseguro amplificador de torque por um dispositivo eletrônico mais confiável. Tais modificações, introduzindo dispositivos eletrônicos no lugar de mecânicos, tornaram o equipamento da Escola Moore mais rápido e confiável, mas ainda assim isto não foi suficiente para conseguir atender a demanda por novas tabelas de trajetória do Departamento de Artilharia, que continuavam a chegar em quantidades cada vez mais elevadas.

Mulheres trabalhando nas máquinas de calcular da Escola Moore

Com a crescente pressão, a necessidade de encontrar-se meios mais rápidos para executar os cálculos das tabelas de trajetória tornava-se cada vez mais urgente. O cálculo de uma trajetória poderia levar até 40 horas com o uso de uma calculadora de mesa e cerca de 30 minutos com o único Analisador Diferencial da Escola Moore. Como cada tabela continha centenas de trajetórias, o cálculo de uma única delas podia levar vários dias.

Sob estas circunstâncias, Mauchly preparou um relatório no qual apresentava suas idéias para a construção de um computador eletrônico digital, argumentando que este equipamento poderia efetuar 1000 operações de multiplicação por segundo, tornando possível o cálculo das tabelas de trajetórias em questão de minutos ao invés de dias.

Herman H. Goldstine, doutor em matemática pela Universidade de Chicago e tenente do Laboratório de Pesquisas em Balística, encarregado de supervisionar o contrato inicial com a Universidade da Pennsylvania, animou-se com as previsões de Mauchly e Eckert e com a perspectiva de ter uma máquina que pudesse eliminar as constantes pendências no cálculo das tabelas de balística. Uma vez convencido, assumiu a tarefa de viabilizar um novo contrato entre a Escola Moore e o Departamento de Artilharia com o objetivo de financiar o projeto de um computador eletrônico, mil vezes mais rápido que qualquer outra máquina existente. Entretanto, de posse do relatório de Mauchly, Goldstine considerou que tal projeto mais se aproximava de uma história de ficção científica e, para tornar sua posição de patrocinador ainda mais desconfortável, ele tinha a exata noção de que seria necessário gastar centenas de milhares de dólares para provar que aquelas idéias, dos dois engenheiros de respectivamente 35 e 23 anos de idade, estavam corretas. Aquele empreendimento, certamente iria consumir várias dezenas de vezes o orçamento de US$6.500 utilizado para o desenvolvimento do ABC de Atanasoff e Berry.

Além de todos os fatores de risco e da elevada pressão a que estavam submetidos, somava-se ainda a opinião contrária da maioria dos engenheiros elétricos da época, que acreditavam que tais idéias nunca funcionariam. Apesar do cenário hostil, os dois jovens engenheiros da Escola Moore, aspirantes a inventores de computador, e o matemático tenente, investido no papel de defensor e patrocinador do projeto, resolveram levar o projeto a diante. Em nove de abril de 1943, em reunião na qual participaram o superior de Goldstine, Coronel Leslie Simon, diretor do Laboratório de Pesquisas em Balística, e Oswald Veblen, presidente do Instituto de Estudos Avançados de Princeton e um dos principais encorajadores da pesquisa matemática com fins militares, Goldstine, Mauchly e Eckert apresentaram um audacioso plano para a construção da máquina mais complexa do mundo.

 

Segundo Goldstine, era enorme o risco associado ao projeto do computador eletrônico, mas o momento vivido pelo Departamento de Guerra dos Estados Unidos apresentava-se como uma oportunidade que tornaria inevitável o desfecho da questão, como registrado por suas próprias palavras: ⁽³⁵⁾

 

"… nós devemos perceber que a máquina em questão conterá mais de 17.000 válvulas de 16 tipos diferentes, operando a uma frequência básica de 100.000 pulsos por segundo… a cada 10 microssegundos poderá ocorrer um erro se apenas uma das 17.000 válvulas funcionar incorretamente; isto significa que em um simples segundo existem 1,7 bilhões de chances de ocorrer uma falha… O homem jamais construiu um instrumento capaz de operar com este grau de precisão e confiabilidade, e este é o motivo pelo qual este empreendimento apresenta, ao mesmo tempo, tão elevado risco e tamanha realização.

…Após estar ouvindo por pouco tempo a minha apresentação, enquanto balançava sua cadeira apoiada apenas nas pernas traseiras, Veblen derrubou-a barulhentamente, levantou-se e disse: - Simon, dê o dinheiro a Goldstine."

 

Assim, em 05 de junho de 1943, foi assinado um novo contrato, sob o codinome de Projeto PX, no valor de aproximadamente US$500 mil, em valores históricos, para que fosse realizado o desenvolvimento e a construção de um computador e integrador numérico eletrônico – o ENIAC.

A equipe formada para esta empreitada seria supervisionada pelo Professor Brainard, com Eckert como engenheiro chefe e Mauchly como principal consultor. Mais tarde, em 1944, John von Neumann integrou-se à equipe que já estava construindo o ENIAC. Curiosamente, esta nova adesão deveu-se à casualidade de von Neumann ter conhecido Herman Goldstine numa plataforma de trens no verão daquele ano, iniciando assim uma amizade que perduraria até o final de sua vida. Sob o ponto de vista de Goldstine, este matemático notável e uma das personalidades mais respeitadas e solicitadas de sua época, seria um apoio providencial para reduzir os riscos inerentes ao projeto de tamanha envergadura. Por seu lado, após obter algumas informações de seu novo amigo, von Neumann interessou-se em participar do projeto, no que foi prontamente atendido.

* Devido ao ataque japonês à Pearl Habour em 07 de dezembro de 1941, os Estados Unidos declararam guerra ao Japão em 8 de dezembro e, em apoio ao seu aliado, a Alemanha e a Itália declararam guerra aos Estados Unidos, em 11 de dezembro. (Nota do Autor)

Arquivo com os texto completo para consulta e download:

Os Primeiros Computadores Eletrônicos

História da Ciência da Computação – Lista de Tópicos Publicados

Como eu tenho trabalhado simultaneamente em mais de um tema, e não necessariamente na ordem sequencial dos capítulos, mas a medida que consigo material suficiente para tal, resolvemos, para facilitar a consulta aos textos publicados anteriormente, listá-los na ordem sequencial do índice. 

Arquivos com os textos completos para consulta e download:

- Índice Provisório
- Introdução e Apresentação

- Uma Questão de Semântica e Os Primórdios

- O Legado Árabe e a Introdução do Sistema Decimal no Ocidente

- Os Visionários e os Primeiros Instrumentos de Calcular (Leonardo da Vince, John Napier, William Oughtred, Wilhelm Schickard, Samuel Morland, Gaspar Schott, Athanasius Kircher, René Grillet de Roven, John Couch Adams, Dorr Eugene Felt, Léon Bollée, Henri Genaille e Otto Steiger)
- Blaise Pascal
- A Primeira Guerra Mundial
- A Segunda Guerra Mundial - Antecedentes
- A Segunda Guerra Mundial - A Europa caminha para a Guerra
- A Segunda Guerra Mundial - Desenrolar e Término

História da CIência da Computação - Tópicos

Já temos uma lista provisória de tópicos a serem abordados neste trabalho, a qual gostaríamos de compartilhar com vocês. Caso tenhamos deixado de fora algum assunto pertinente ao tema, por favor, sintam-se a vontade para sugerir inclusões ou alterações.

Lista Provisória de Tópicos:

Agradecimentos

Sumário

Introdução

Apresentação

Parte 1: A História dos Primeiros Computadores

Uma Questão de Semântica

Os Primórdios

Os Registros Mais Antigos

O Legado Árabe

Fibonacci e a Divina Proporção

A Introdução do Sistema Decimal no Ocidente

O Ábaco

Os Visionários e os Primeiros Instrumentos de Calcular

Leonardo da Vince

John Napier

William Oughtred

Wilhelm Schickard

Samuel Morland

Gaspar Schott e Athanasius Kircher

René Grillet de Roven

John Couch Adams, Dorr Eugene Felt, Léon Bollée, Henri Genaille e Otto Steiger

Blaise Pascal

Gottfried Leibniz

Joseph-Marie Jacquard

Samuel Morse e o Código Binário

Os Precursores

Charles Babbage

Augusta Ada Byron

Thomas Fowler

George Boole

Herman Hollerith

William Seward Burroughs

Vannevar Bush

Claude Elwood Shannon e a Teoria da Informação

Sumário Cronológico I – Da Pré-história às Calculadoras de Mesa

Parte 2: O Surgimento dos Computadores Eletrônicos

As Grandes Guerras Mundiais

A Primeira Guerra Mundial

A Segunda Guerra Mundial - Antecedentes

A Segunda Guerra Mundial – A Europa caminha para a Guerra

A Segunda Guerra Mundial – Desenrolar e Término

Os Primeiros Computadores Eletrônicos

O ENIAC

Os Idealizadores

John Vincent Atanasoff

Clifford Edward Berry

John William Mauchly

John Persper Eckert Jr.

John Louis von Neumann

O EDVAC e Seus Descendentes

Howard Hathaway Aiken e o Mark I

Konrad Zuse e o Z3

Bletchley Park e o Colossus

Alan Turing

Sumário Cronológico II – Os Primeiros Computadores Eletrônicos

Parte 3: Da Lâmpada ao Transistor

A Lâmpada e a Válvula Eletrônica

Thomas Alva Edison

Nikola Tesla

Sir John Ambrose Fleming

Lee de Forest

Os Semicondutores

A Compreensão da Matéria

A Estrutura Atômica

Materiais Semicondutores e suas Propriedades

A Descoberta do Elétron

Primeiras Aplicações de Uso Popular

O Efeito-de-Campo e a Junção P-N

Graham Bell e o Impulso da Indústria da Telefonia

O Transistor

Walter Houser Brattain

John Bardeen

William Shockley

O Transistor Point-Contact

O Transistor de Junção

Parte 4: O Circuito Integrado e Seus Criadores

O Circuito Integrado

Robert Noyce

Jack Kilby

A Lei de Moore

Nanotecnologia

A Evolução do Conhecimento Científico

Sumário Cronológico III - Da Válvula ao Circuito Integrado

Parte 5: Os Microcomputadores e a Internet

Os Microcomputadores

A Internet

Teilhard de Chardin e a Convergência

Noosfera: a Aldeia Global

A Era da Informação ou Sociedade do Conhecimento

Paradigmas da Comunicação

Bibliografia

Anexos

Anexo 1 – Patente de Fleming, de 1904 - Válvula Termiônica ou Diodo à Vácuo

Anexo 2 – Patente de Lee de Forest, de 1905 - Triodo à Vácuo

Anexo 3 – Patente de Lilienfield, de 1930 - Transistor de Efeito de Campo

Anexo 4 – Patente de Lilienfield, de 1933 - Transistor de Efeito de Campo

Anexo 5 – Patente de Jack Kilby, de 1959 - Circuito Integrado

Anexo 6 – Patente de Robert Noyce, de 1959 - Circuito Integrado

Anexo 7 - Previsões Famosas sobre o Futuro da Tecnologia

Anexo 8 - Acordo de Munique – Texto Integral

Anexo 9 – Pacto Molotov-Ribbentrop, 1939 – Texto Integral

Anexo 10 – Tabela de Mortos na Segunda Guerra Mundial - Wikipédia

Arquivo com o Índice Provisório para consulta e download:

Índice Provisório

Os Primeiros Computadores Eletrônicos

Bem, meus amigos...uma vez concluída a construção do pano de fundo, formado pela Segunda Guerra Mundial, podemos passar às histórias daqueles que são considerados os primeiros computadores digitais, ABC, ENIAC e EDVAC nos Estados Unidos, Colossus na Inglaterra e Z3 na Alemanha.

"Existe algo que é mais poderoso que todas as armas do mundo, uma idéia cujo tempo tenha chegado."

Victor Hugo, 1848

Quase um século depois das inovações e conceitos introduzidos por Babbage e George Boole, encontramos um cenário no qual a análise lógica está muito mais desenvolvida; relés eletromagnéticos poderiam ser utilizados no lugar das engrenagens e rodas dentadas, mas ninguém ainda conseguira evoluir além dos princípios de Babbage. Os construtores de grandes máquinas de cálculo, nas décadas de 1930 e 1940, passaram a utilizar fitas de papel perfurado ao invés de cartões perfurados, mas a idéia continuava a mesma: programas com as instruções de operação, e dados a serem processados, codificados de modo diferente e armazenados em dispositivos completamente distintos. Hoje é inquestionável que para executar, copiar, transmitir ou compilar um programa não existem diferenças em relação a trabalhar com dados propriamente ditos. Tudo isto não passa de uma sequência de estados "ligado" ou "desligado", 0's e 1's, armazenados no disco rígido ou na memória do computador. Mas, naquela época, este conceito ainda não estava estabelecido e, mesmo quando a eletrônica substituiu os dispositivos eletromecânicos anteriores, os programas continuavam a ser pensados e implementados em um formato inteiramente diferente de números.
 

A invenção é quase sempre um processo de continuidade, com esforços paralelos e descobertas simultâneas. Certamente, nos é familiar o fato de uma mesma idéia despontar, por vezes, quase que ao mesmo tempo em partes diversas do mundo, surgindo de diferentes centros de pesquisa sem que necessariamente tenha havido alguma forma de colaboração ou troca de informações entre seus pesquisadores. Isto tem sido mais regra que exceção, e temos inúmeros exemplos deste fato, como a invenção do avião, da lâmpada elétrica, da descoberta da estrutura do DNA. No caso dos primeiros computadores eletrônicos digitais, também existem várias histórias paralelas, ocorridas na Europa e nos Estados Unidos da América, mas uma, em especial, destacou-se na preferência dos historiadores, que é a história do ENIAC, onde mais uma vez se confirmou esta criativa tradição no surgimento de invenções, baseadas na realimentação dos esforços e idéias de uma cadeia de contribuições, ainda que seus autores não tivessem conscientemente esta intenção de trabalho em equipe.
 

Para que o leitor não seja involuntariamente induzido a cometer injustiças históricas, é necessário que se esclareça que o desenvolvimento do ENIAC sempre esteve acessível ao público e pôde ser acompanhado abertamente, enquanto o mesmo não se pode dizer em relação à construção do Colossus, projeto liderado pelo brilhante matemático inglês Alan Turing, e que divide com o ENIAC o título de primeiro computador eletrônico digital. Desenvolvido na Inglaterra durante a Segunda Guerra Mundial, o Colossus teve a sua concepção e construção cercadas por rígida restrição de informações, imposta pelo governo britânico, e que perduraria até meados da década de 1970. A motivação por trás deste cuidadoso silêncio, visando que tal iniciativa não fosse exposta para além do pessoal técnico envolvido em seu projeto e dos agentes do Serviço de Inteligência Britânico, o MI6, responsável por toda a operação que motivaria seu financiamento, construção e operação, pode ser explicada pelo fato de ter sido o Colossus o produto da evolução direta de outros equipamentos, também projetados por Turing naquela mesma época e utilizados na decifração de mensagens militares alemãs, atividade esta que viria resultar em uma vantagem estratégica e fundamental para o desfecho final naquele conflito, favorável aos aliados.
 

Outra questão que eu também gostaria de compartilhar com o leitor, reside na clara percepção de um marco histórico, representado justamente pelo surgimento dos primeiros computadores eletrônicos digitais e que divide a abrangência histórica desta nossa jornada em dois períodos distintos. Temos encontrado significativas diferenças em termos da quantidade e riqueza de informações disponíveis, da complexidade técnica e da forma como influências sociais e políticas impactaram o desdobramento histórico da ciência da computação, estando todas estas características presentes mais fortemente no segundo período estudado e em sintonia com o relativamente recente aumento exponencial da quantidade total de informações geradas pela humanidade, e que, segundo algumas estimativas, estaria sendo dobrada a cada poucos anos. O esforço necessário para mantermos o mesmo nível de acuracidade, dentro dos moldes de contextualização previstos para nortear esta obra, tornou-se maior após ultrapassarmos este ponto de transição.
 

Podemos situar este marco histórico por volta de 1938, coincidindo com o início da aventura que resultaria no desenvolvimento dos primeiros computadores eletrônicos. Neste cenário, toda a Europa sentia-se ameaçada pela eclosão da Segunda Guerra Mundial e os Estados Unidos, ainda se recuperando da Grande Depressão, tentavam se manter distantes do conflito iminente. Para aqueles que se encontravam em solo americano, seus próprios problemas domésticos tinham um apelo maior que as questões internacionais. Entretanto, após o início da Guerra, e à medida que um país após outro foi sendo arrastado para o conflito, que alastrou-se pela Europa, África e Ásia, a possibilidade de envolvimento direto dos Estados Unidos tornava-se cada vez mais evidente e a preocupação com o despreparo de suas forças armadas para enfrentar uma campanha de tal envergadura ganharia força. Logo, haveria o início do esforço para aumentar sua capacidade bélica.(NT1)

O ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), eventualmente considerado o primeiro computador eletrônico digital, foi desenvolvido com o objetivo de calcular o ângulo que uma determinada peça de artilharia deveria ser apontada para atingir um alvo específico. Seu principal patrocinador foi o Departamento de Artilharia, instituição responsável pelos testes de armas militares realizados no Campo de Provas de Aberdeen, situado em Maryland, EUA.(NT2)

Para conseguir a precisão de pontaria desejada, eram confeccionadas tabelas de trajetória para as armas de grosso calibre que eram testadas no Campo de Provas de Aberdeen. Estas tabelas indicavam a distância que uma ogiva poderia alcançar a partir de determinada inclinação de tiro, precisando a sua confecção levar em consideração muitos fatores que influenciam a trajetória do projétil, a começar pelo tipo de arma e projétil, ângulo de posicionamento, velocidade e direção do vento, temperatura, umidade e pressão atmosférica. Para cobrir todas estas variáveis era necessário o preparo de várias tabelas para cada tipo de arma, e a construção de cada tabela envolvia a resolução trabalhosa de equações diferenciais de segunda ordem para movimentos tridimensionais, que consumia várias horas de trabalho manual. Tal tarefa ficava sob a responsabilidade de uma equipe de profissionais qualificados, formada normalmente por jovens mulheres graduadas em matemática, recrutadas pela “U.S. Army's Women's Auxiliary Corps” (Corpo Auxiliar Feminino das Forças Armadas dos Estados Unidos), após receberem um treinamento apropriado.(19)

O Ballistic Research Laboratory (Laboratório de Pesquisas em Balística), em Aberdeen, tinha a responsabilidade de produzir as tabelas de trajetórias, mas mal conseguia atender à demanda existente antes da guerra. Com o recrudescimento do conflito na Europa, a procura por estas tabelas aumentou e o tempo necessário para produzi-las, assim como o fato de que nem sempre tinham a precisão exigida, tornou-se inaceitável.

Desde 1935, o Laboratório de Pesquisas em Balística já dispunha de um dispositivo matemático, chamado de “Bush Differential Analyzer” (Analisador Diferencial Bush), para ajudar na resolução de cálculos de engenharia bélica. Este equipamento, uma calculadora mecânica e analógica, concebida em 1925 por Vannevar Bush, do Massachusetts Institute of Technology (Instituto de Tecnologia de Massachusetts - MIT), para solucionar problemas computacionais genéricos, era constituído por uma série de hastes e engrenagens que giravam impulsionadas por motores elétricos.(NT3) Apesar deste dispositivo reduzir significativamente o tempo necessário ao cálculo das tabelas de trajetória, existiam dois grandes inconvenientes: para cada tipo de problema a ser resolvido era preciso substituir manualmente vários componentes mecânicos, o que implicava em grande desperdício de tempo, e, o mais importante, eram os defeitos, que frequentemente ocorriam já próximos ao final de um longo processo de cálculo, causados pela baixa confiabilidade de um de seus componentes, o amplificador de torque, responsável pela velocidade do equipamento. Esta falha elevava o tempo médio de cálculo, acrescentando àquele já empregado na preparação do equipamento e na resolução do problema, o tempo despendido na execução do reparo. Deste, modo tornou-se prioritário encontrar um método que acelerasse o processo de computação e garantisse a exatidão de seus resultados.

Nota do Autor 1. A Segunda Guerra Mundial, como relatado nos capítulos anteriores, teve seu início em 01/09/1939, com a invasão da Polônia pela Alemanha e terminou com a capitulação germânica em 07/05/1945 e, mais tarde, após os bombardeios nucleares de Hiroshima, em 06/08/1945, e de Nagasaki, dois dias depois, com a capitulação japonesa em 02/09/1945. (248)
 
Nota do Autor 2. Existem controvérsias sobre esta questão, que se tornou motivo para longas disputas judiciais. Algumas fontes, após a decisão oficial da corte norte-americana em 1973, consideram o ABC (Atanasoff-Berry Computer) como sendo o primeiro computador eletrônico digital, enquanto outras creditam este feito ao Colossus inglês, ou mesmo ao Z3 alemão. Alguns autores consideram o crédito concedido ao ENIAC, como sendo devido a uma ampla campanha promocional que o tornou conhecido popularmente como o primeiro computador digital.
 
Nota do Autor 3. Vannevar Bush (1890 – 1974), cientista e educador norte-americano com formação em engenharia elétrica e física, reinventou o “Diference Engine” de Babbage, seguindo sua concepção mecanicista analógica e de base decimal. Em 1935, desenvolveu uma nova versão do Analisador Diferencial, no qual suas engrenagens eram movidas eletricamente e suas instruções eram transmitidas por fita de papel perfurado.(49 e 50)