Я познаю мир. Компьютеры и интернет - [5]
Механические «считалки»
Счеты да линейки хотя и упрощали процесс вычислений, но все же не позволяли его механизировать. Вот если бы удалось создать некий прибор, который бы сам все делал. Крутанул ручку – и все подсчитано...
Говорят, задумывался над этой проблемой и гений Возрождения Леонардо да Винчи. Среди его рисунков исследователи нашли и эскиз некой машины с зубчатыми колесами. Уже в наши дни специалисты знаменитой компьютерной фирмы «ИБМ» попытались воссоздать это изобретение и оказалось, что Леонардо придумал вполне работоспособный механический сумматор.
Но был ли он первым?
«Часы со счетом»
Исследования говорят, что впервые идею механической счетной машины выдвинул испанский монах Раймунд Луллий. В начале XVI столетия в трактате <
Однако идея начала приобретать материальные очертания лишь столетие спустя. В 1623 году немецкий астроном Вильгельм Шикард – друг, коллега и соотечественник И. Кеплера – соорудил замысловатый прибор, названный «часами со счетом». Этот шестиразрядный механизм способен был складывать и вычитать, а с помощью особых счетов на корпусе – еще и умножать. Самой остроумной деталью машины был колокольчик, звонивший при «переборе» – если результат превышал «резервы памяти».
Модель счетного устройства Леонардо да Винчи
Но в то время шла Тридцатилетняя война, и аппарат Шикарда в военной неразберихе пропал. Восстановить его удалось лишь в 1960 году по чудом уцелевшим чертежам.
Модель машины Шикарда
В 1640–х годах свой вариант счетной машины предложил французский математик, физик и философ Блез Паскаль. Как гласит легенда, Паскаль начал обдумывать ее конструкцию еще в 9–летнем возрасте, наблюдая за утомительными расчетами отца, сборщика налогов. И в конце концов придумал «паскалин» – механизм, состоящий из шестеренок и связанных между собой колесиков с цифрами от 0 до 9. С его помощью можно было складывать семизначные числа.
Вычитать же он не умел, да и вообще по многим параметрам уступал более простой системе Шикарда, но о ее существовании французский ученый так и не узнал. А потому известность получила именно машина Паскаля – несколько десятков экземпляров ее было скопировано и продано.
Механизм передачи десятков в машине Паскаля
Палочки Непера и другие хитрости
Потом было еще множество разных конструкций – если перечислять их все, получится толстенная книга. А потому остановимся лишь на некоторых конструкциях механических вычислителей, особенно интересных по той или иной причине.
Так, еще один шотландец Джон Непер – человек, предложивший за свою жизнь немало изобретений, в число которых входили, например, зеркало для поджигания вражеских кораблей на расстоянии, устройство для плавания под водой и нападения на врага (подлодка?), металлическая колесница с находящимися внутри воинами (танк?), пушка, один выстрел которой почему–то гарантировал гибель сразу 30 тыс. турок (!) и т. д., в 1614 году в своей последней книге «Описание удивительных таблиц логарифмов» указал, каким образом можно без особых хлопот перемножать и делить числа.
Свою идею Непер предлагал реализовать в виде так называемого рабдологического абака. Говоря попросту, лист бумаги расчерчивали в виде сетки прямоугольников, разделенных диагоналями. По сторонам сетки (сверху и справа) записывали сомножители, а промежуточные произведения помещали в прямоугольники так, чтобы диагональ разделяла единицы и десятки (единицы помещались в нижнем треугольнике, а десятки в верхнем).
Чтобы получить произведение, достаточно было провести суммирование вдоль диагоналей и записать результаты снизу сетки (младшие разряды) и слева от сетки (старшие разряды).
Так вот, чтобы всякий раз «не ползать» по клеточкам, отыскивая нужные сомножители и соответствующее им произведение, Непер предложил разрезать эту. таблицу на 10 полосок и наклеить их на деревянные брусочки. Когда брусочки сдвигали определенным образом друг относительно друга, можно было сразу увидеть, какое число получается в итоге.
Изобретатель вскоре умер и не успел сделать последнего логического шага: перейти от ручного передвигания брусков к механическому, с помощью особых приспособлений. Эту работу выполнили за него в 1885 году два французских изобретателя – инженер К. Женей и. математик Э. Люка. Потом и их конструкция неоднократно модернизировалась.
Рабдологический абак
Стоит, пожалуй, еще отметить довольно любопытную конструкцию мастера Якобсона, хранящуюся ныне в коллекции научных инструментов музея им. М. Ломоносова (г. Санкт–Петербург). Надпись на ней гласит, что она изобретена и изготовлена «Евной Якобсоном, часовым мастером и механиком в городе Несвиже в Литве, Минское воеводство».
Интересной особенностью машины Якобсона было устройство, которое позволяло автоматически подсчитывать число произведенных вычитаний, иначе говоря, определять частное. Наличие этого устройства, остроумно решенная проблема ввода чисел, возможность фиксации промежуточных результатов позволяют считать мастера из Несвижа выдающимся конструктором счетной техники своего времеци.
