Wilhelm Schickard

Wilhelm Schickard. Fue matemático, teólogo, cartógrafo. Es considerado como el Verdadero Inventor de la Primera Sumadora Mecánica.

Datos biográficos

Nacimiento y formación profesional

Wilhelm Schickard nació el 22 de abril de 1592 en Herrenberg (cerca de Tübingen), en Wüttemberg (hoy Alemania). Fue educado en la Universidad de Tübingen, de donde obtuvo una licenciatura en matemáticas en 1609 y una maestría en la misma disciplina en 1611. Siguió estudiando Teología y lenguas orientales hasta 1613, en que se volvió ministro Luterano de varios pueblos cercanos a Tübingen ejerció esta función 6 años, en 1619 fue nombrado profesor de hebreo en la Universidad de Tübingen, y 12 años después fue nombrado profesor de Astronomía en la misma universidad. Además de enseñar matemáticas y cartografía, Schickard daba clases de Arameo y Hebreo, era talentoso para un gran número de disciplinas de diversa índole, se le llegó a comparar con el del famoso Leonardo da Vinci.

Muerte

Schickard murió el 23 de octubre de 1635, en Tübingen, al parecer víctima de las grandes plagas que azotaron a Europa en aquella época. El destino de la máquina que tenía en su poder se ignora, y se ha llegado a especular que, de no haber sido destruida (posiblemente por alguno de sus propios descendientes), podría estar acumulando polvo en el ático de alguna construcción antigua.

Sus áreas principales de investigación e inventos

Sus áreas principales de investigación incluían la astronomía, las matemáticas y la topografía. Además, inventó un buen número de máquinas para diversos fines, entre las que se cuenta una para calcular fechas astronómicas y otra para ayudar a aprender la gramática del hebreo. También realizó contribuciones importantes a la cartografía, desarrollando técnicas que permitieron la realización de mapas mucho más precisos que los existentes en su época. Como matemático, desarrolló métodos que siguieron en uso hasta el siglo XIX. Asimismo, era un buen pintor, un buen tallador y un mecánico aceptable.

Por qué es considerado Verdadero Inventor de la Primera Sumadora Mecánica

Un hallazgo fortuito entre las cartas de Johannes Kepler hizo ver en los cincuentas que la idea de que Pascal había inventado la primera sumadora mecánica con acarreo en 1642 era falsa, pues tal crédito pertenecía a un oscuro ministro luterano alemán que construyó un dispositivo similar quince años antes de Pascal, pero cuyo trabajo permaneció ignorado durante siglos debido a su prematura muerte y a las pestes que azotaron a Europa en el siglo XVII.
Aunque muchos creían que la primera sumadora mecánica en contar con un mecanismo de acarreo fue inventada por Blaise Pascal, esa noción cambió cuando en 1957 el Dr. Franz Hammer, quien era entonces asistente del encargado de los documentos de Johannes Kepler, descubrió algunas cartas de un profesor y ministro luterano alemán llamado Wilhelm Schickard dirigidas a Kepler, las cuales contenían descripciones de una máquina que éste diseñara para automatizar totalmente las sumas y las restas y parcialmente la multiplicación y la división.
Schickard conoció a Johannes Kepler debido a sus intereses comunes y a sus contactos mutuos con la Universidad de Tübingen (Kepler era originario del mismo lugar que Schickard). Los dos científicos establecieron una correspondencia más o menos constante y para 1617 ya se encontraban discutiendo el trabajo de John Napier con los logaritmos, así como su dispositivo denominado "huesos de Napier", que puede considerarse como una de las primeras tablas de multiplicar de la historia. Al parecer, esto último motivó a Schickard a diseñar una máquina para efectuar cálculos.
En una carta fechada el 20 de septiembre de 1623, Schickard le indica a Kepler que había construido una máquina para calcular, a la que denomina "Reloj de Cálculo", y que se basaba en los "hueso de Napier" y en un mecanismo de sumas parciales. Este dispositivo podía efectuar las cuatro operaciones aritméticas fundamentales con acarreos manejando números de hasta seis dígitos cada uno.
Este artefacto se basaba en el movimiento de seis ruedas dentadas que se engranaban a una rueda "mutilada", la cual permitía, por cada vuelta completa, que la rueda a su derecha diera un décimo de una vuelta. El dispositivo contaba con una campana que se activaba cuando se producían errores de desbordamiento (es decir, cuando el resultado era un número de más de seis dígitos).
Interesado en el dispositivo, Kepler le pidió que le proporcionara una copia. Según afirmaría después Schickard en una carta con fecha 25 de febrero de 1624, le pidió a Johann Pfister que construyera una réplica de su máquina para Kepler, pero un incendio acaecido en la casa de éste la destruyó. Sin embargo, en su carta, Schickard le proporcionó una cuidadosa descripción de su funcionamiento y hacía referencia a varios dibujos que detallaban su construcción. Desgraciadamente, los dibujos de la máquina, así como el ejemplar en poder de Schickard se perdieron y nadie tenía idea de su aspecto ni de su operación, aunque pocos dudaban de su autenticidad. El misterio se resolvería de manera puramente accidental.
Mientras un grupo de historiadores investigaban una colección completa de trabajos de Kepler en la biblioteca del Observatorio de Pulkovo, cerca de Leningrado, encontraron un trozo de papel que aparentemente fue usado como separador de una copia de las "Tablas Rudolfinas" de Kepler. Este papel contenía los dibujos perdidos de la máquina de Schickard.
Usando estos dibujos y la información de sus cartas, Bruno von Freytag Löringhoff (un profesor defilosofía retirado de la Universidad de Tübingen) logró reconstruir la máquina de Schickard, valiéndose de sus conocimientos sobre las técnicas usadas por los relojeros del siglo XVII. Su reconstrucción apareció en una estampilla de correos emitida por el gobierno de la entonces Alemania del Oeste en 1971, con motivo del 350 aniversario de su invención.

La máquina de Schickard

La máquina de Schickard poseía un mecanismo de acarreo muy simple y confiable: cada vez que una rueda del acumulador daba una vuelta completa, un solo diente de un engrane se encajaba en una rueda intermedia, haciendo que el siguiente dígito más alto en el acumulador se incrementara en uno. El problema es que construir este mecanismo tan simple tiene varias dificultades. El problema principal es que el diente del engrane debe encajarse en la rueda intermedia, rotarla 36 grados y salir de ella, mientras rota por sí misma sólo 36 grados. La solución más simple es hacer que la rueda intermedia consista realmente de 2 engranes: uno con dientes largos y otro con dientes cortos, junto con un mecanismo de detención provisto de un resorte, el cual permitiría que los engranes se detuvieran sólo en ciertas posiciones específicas. Aunque se ignora si Schickard optó por esta solución, Freytag demostró que esta técnica funciona en la réplica que construyó.
La mayor desventaja de este tipo de mecanismo de acarreo es el hecho de que la fuerza usada para efectuarlo debe provenir del diente que se encaja en la rueda intermedia. Si el usuario desea sumar 999,999 + 1, el acarreo se tendría entonces que propagar a la derecha a través de cada uno de los dígitos del acumulador. Esta acción requiere de tanta fuerza que bien podría dañar los engranes correspondientes a las unidades. Se cree que Schickard estaba consciente de esta limitación y que por ello su máquina manejaba sólo una precisión de seis dígitos a pesar de saber que Kepler requeriría una mayor capacidad para sus cálculos astronómicos.

Fuentes

• Augarten, Stan, BIT by BIT. An Illustrated History of Computers, George Allen & Unwin, London, 1984.
•  Williams, Michael R. A History of Computing Technology, Second Edition, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, California, 1997.