人类历史上第1台有划时代意义的机械计算机 , 竟是一个大孝子献给老父亲的礼物!
帕斯卡的计算机是一种由一系列齿轮组成的装置 , 外形像一个长方盒子!需要用像儿童玩具那样 , 用钥匙旋地发条后才能转动 , 并且只能做加法和减法!
这是一种利用了齿轮啮合原理制作的十进制加法器 , 当齿轮旋转一周 , 10个齿中最长的齿会和更高位的齿轮啮合实现进位 , 同样的道理反过来旋转 , 则是减法计算 。
帕斯卡是真正的天才 , 他在很多领域都有所建树 , 后人在介绍他时说他是数学家、物理学家、哲学家、流体动力学家和概率的创始人 , 凡是学过物理的人都知道一个关于液体压强性质的“帕斯卡定律” , 这个定律就是他的伟大发现并以他的名字命名的!
他甚至还是文学家 , 其文笔优美的散文在法国曾经极富盛名!可惜长期从事艰苦的研究损害了他的健康 , 英年早逝 , 死时年仅39岁!
帕斯卡死后10年 , 一个人类科学史上比帕斯卡知名度还要高的牛人 , 德国人莱布尼茨 , 改进了帕斯卡的加法器 , 并最终成为了机械计算器的奠基人!
经过九年义务教育并且特别优秀的你 , 是不是看到莱布尼茨这个四个字是不是又是眼前一亮?
对了 , 这个莱布尼茨就是人类数学史上数得着的几个大牛人之一 , 因为他和牛顿分别独立发明了微积分!
不过这个莱布尼茨和牛顿有很大的区别 , 因为牛顿最善于“空想” , 尽管这些空想十分的伟大和超前 , 但极少发明和制作实物!
但是这个莱布尼茨就非常善于发明和制作实体物件 , 像这个机械计算器就是他的发明之一!
莱布尼茨的改进 , 使机械计算器具备了乘法和除法功能 , 甚至能够进行开方运算!
这种计算器是用手柄的转动周数代表被乘的倍数 , 长轴不同位置对应齿数不同 , 可完成乘法的计算!
莱布尼茨对人类的另一个重大贡献 , 就是于公元1700年从一位友人送给他的中国易图(八卦)里受到启发 , 悟出了二进制中的真谛!
虽然莱布尼茨的乘法器仍然采用十进制 , 但它率先为计算机的设计 , 系统提出了二进制的运算法则 , 为计算机的现代发展奠定了坚实的理论基础!
莱布尼兹的机械计算器虽然好用 , 但是由于长轴太长不利于搬运 , 有些型号竟然重达几十公斤 , 长度达到一米!后来经过了100多年 , 鲍德温和奥德纳在前人的基础之上用了可变齿数的齿轮 , 长长的计算轴才被缩短!
但是这时的计算器还是比较麻烦 , 其结果需要人用手工拿笔记在纸上!
另一个牛人美国发明家菲尔特出现了 , 他将计算器和当时已经出现的打字机结合 , 让计算结果可以直接记录到纸上!
又有人对菲尔特计算器进行了改进 , 加上电动马达 , 结果出现了电动计算器 , 而以前的计算器称之为手摇计算器!
再后来全键盘改为九键式!
上图是全键盘 , 下图是九键式!
机械计算器 , 终于完美了!
机械计算机在二战期间的应用达到了顶峰 , 它们是构成轰炸机投弹瞄准器的基础 , 此外雷达发现飞机后计算飞机速度 , 以及舰船作战时随时调整舰炮仰角 , 都需要用到机械计算机!
机械计算机在电子计算机出现之后还使用了一段时间 , 主要是因为那时的电子计算机过于昂贵和笨重!但是后来的电子计算机的主要元器件 , 迅速由真空电子管到晶体管 , 最后发展到集成电路!
使用集成电路的手持式电子计算机推出 , 这种电子计算机 , 已经非常便宜和便于携带了 , 从此机械计算机逐渐消失 , 到1980年代彻底绝迹!
机械计算器 , 结构复杂 , 一旦出现故障 , 维修十分麻烦 , 需要专业维修人员将其全部拆散 , 更换零件 , 重新组装 , 再对整台计算器进行检验 , 确保正常运行 , 并且常常每隔几周都会出现一两次 , 这也是机械计算机被彻底取代的原因!
尽管有这么多的毛病 , 但是机械计算器有一个非常大的好处 , 就是特别耐用 , 如果保养得当 , 可以使用上百年!这是现代的电子计算机不可比拟的!
尽管机械计算器已经彻底退出了人类历史的舞台 , 但是因为其结构之精妙 , 运行之复杂 , 体现了纯机械物理运动之美 , 成为当今工业品收藏界的绝对宠儿!甚至很多绝版进入了国家博物馆 , 成为许多国家的国宝级文物!
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