“Cuidado con lo que calcules, te puede dar un electroshock”: la historia del analizador diferencial “low-cost” de Arnold Nordsieck

En una realidad en la que los tubs de vacío eran la base de las computadoras, en la primera mitad del siglo XX, la idea de algún sistema que fuese más eficiente y sencilla era algo valioso. Una de esas ideas fue la de los analizadores diferenciales, de los cuales aún se conserva alguno.

Este tipo de computadores ya fueron inventados en el siglo XIX (por James Thompson), pero empezaron a ser diseñados y construidos de una manera más práctica y funcional en la década de los 30, en departamentos (o sótanos) de universidades principalmente estadounidenses. En la de California fue donde Arnold Nordsieck se sacó el doctorado, con Robert Oppenheimer como tutor (ahí es nada), y pensó que él solo se valía para desarrollar su versión de analizador diferencial low-cost. Y así lo hizo.

Tan sencillo que te dejaba frito, más o menos

La tecnología de tubo de vacío fue, durante décadas, el pilar de la electrónica más ambiciosa hasta que los transistores y la Ley De Moore vinieron para quedarse (bueno, al menos de momento). Pero antes de los semiconductores y cuando las míticas ENIAC resultaban demasiado exigentes con sus hasta 17.000 tubos, los analizadores diferenciales se hicieron hueco.

Aunque, como decíamos, la idea data del s. XIX, no fue hasta 1930 cuando el MIT logró construir un analizador diferencial mecánico de uso práctico, con seis platos integradores y bautizando al dispositivo de esta manera. Entonces hubo cierta corriente de desarrollo de estos analizadores, también en las universidades tanto europeas como norteamericanas.

¿Para qué? Porque no había calculadoras de bolsillo ni ordenadores para resolver ecuaciones diferenciales (es decir, ecuaciones con variables que cambian, como puede ser la velocidad). Un analizador diferencial mecánico servía para resolver problemas matemáticos con ecuaciones diferenciales de manera analógica, es decir, recurriendo a magnitudes físicas (velocidad de giro, tensión, etc.) para representar las variables con las que se trabaja, de manera distinta a un dispositivo digital (que trabaja con valores numéricos).

Estos analizadores se basaban en unos platos que giran a velocidad constante para representar una variable con respecto a la que se integra (hablando de integrar una derivada, por ejemplo para cálculos de velocidad y distancia), de manera que cuanto más platos, más complejos podían ser los cálculos. ¿Y qué requería en ese momento la realización de cálculos complejos? Seguramente un buen puñado de investigadores e ingenieros, pero sobre todo nos referimos a la incipiente carrera espacial y a la industria armamentística, en pleno meollo de guerras mundiales.

Precisamente con partes de armamento militar construyó Nordsieck en 1953 su analizador diferencial, al que llamó “Synchro Operated Differential Analyzer”. La particularidad de su invento es que era, según sus palabras, “pequeño, portátil y económico”, lo cual, teniendo en cuenta que el del MIT (con los mismos platos) pesó unas 100 toneladas, era toda una novedad.

Las piezas más o menos tenían un coste de 700 dólares de aquel momento, que teniendo en cuenta la inflación serían unos 7.001 dólares actuales. No es que fuese poco dinero (ni lo es ahora), pero teniendo en cuenta que eran componentes reutilizados y el precio de un analizador diferencial, Nordsieck consideró que su propuesta era, cuanto menos, económica.

En su caso Nordsieck se basó en el uso de motores especializados para “traducir” la posición de los tubos a una señal eléctrica y viceversa, pudiendo así realizar operaciones como las integrales. Se podían conectar varias unidades mediante un panel de control y cables, completando el circuito eléctrico.

Eso sí, la chispa mental que tuvo Nordsieck se tradujo también a una señal eléctrica, o quizás a demasiadas. El propio físico advirtió de lo doloroso que podía ser programar su analizador diferencial, diciendo que “programar una operación se acompaña, desafortunadamente, de un riesgo de shock eléctrico (uno peligroso)”, debido a que los contactos del enchufe libre podían subir a los 105 voltios.

Así, aunque fue un invento útil que llegaron a tildar de “pequeño cerebro” en algún artículo del momento, no fue tampoco un sistema que se asentase claramente frente a los existentes y posteriormente acabaría asentándose el uso de transistores, como hemos comentado. En general, hasta que fueron reemplazados, los analizadores diferenciales sirvieron desde para los cálculos aerodinámicos de la NASA hasta calcular trayectorias y direcciones de tiro de la artillería.

Imagen | Wikimedia Commons.

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“Cuidado con lo que calcules, te puede dar un electroshock”: la historia del analizador diferencial “low-cost” de Arnold Nordsieck

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Xataka

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Anna Martí

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