В октябре отмечается Всемирный день таблицы умножения – инструмента, лежащего в основе математического образования. Широко известная таблица Пифагора – не первая в своем роде. Старейшей считают Вавилонскую, возрастом около четырех тысяч лет и основанную на шестидесятеричной системе счисления. Она лишний раз показывает, сколь древнюю историю имеет наука счета и сколько разнообразных путей было пройдено, прежде чем любой школьник стал воспринимать как само собой разумеющийся факт, что дважды два – это четыре. Некоторые увлекательные факты про эволюцию счета читайте в нашем обзоре. В этой части мы узнаем про то, как появились вычислительные машины.
Первый материал про начальные технологии счета доступен по ссылке.
Считающие часы
Первым механизмом на котором можно складывать, вычитать, делить и умножать создал немецкий математик и астроном Вильгельм Шиккард. Устройство называют — «считающие часы Вильгельма Шиккарда». Работа механизма основана на использовании шестеренок и звездочек. О существовании считающих часов известно из сохранившегося письма Шиккарда астроному Иоганну Кеплеру. Само устройство сгорело при пожаре.
Паскалина
Автором суммирующей машины — Паскалины — является один из основателей математического анализа, теории вероятностей и классик французской литературы Блез Паскаль. На арифмометре Паскаля умножение производилось многократным сложением, а деление -— вычитанием. Чтобы ввести число, нужно было повернуть колесико до соответствующей цифры. Принцип устройства был основан на складывании введенных поворотными деталями чисел и ответ выводился в специальном окошке.
Калькулятор Лейбница
В 1676 году на заседании Лондонского Королевского общества немецкий математик Готфрид Лейбниц представил калькулятор с использованием ступенчатого валика. На последнем варианте калькулятора Лейбница, созданном в 1710 году, можно было выполнять все четыре арифметические действия с получением 16-разрядного производного. О своем детище Лейбниц писал: "Мне посчастливилось построить такую арифметическую машину, которая бесконечно отличается от машины Паскаля, так как моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно, притом не прибегая к последовательному сложению и вычитанию". Экземпляр "арифметического инструмента" конструкции 1694 г. Лейбниц собирался подарить Петру I, но машина оказалась неисправной. Лейбниц несколько раз встречался с Петром I, имел звании тайного советника юстиции и составлял для русского правительства план организации Академии наук.
Интересно, что Лейбниц занимался исследованием двоичной системы счисления, видел в ней мистический смысл, цифру 1 связывал с идеей бога, а 0 — с пустотой. Лейбниц считал что этими двумя цифрами можно выразить любое математическое понятие и двоичная система может стать универсальным языком. Двоичную систему счисления осуществили в компьютерах Клод Шеннон и Джон фон Нейман, когда в 1954 г. был представлен публике первый транзисторный компьютер.
Арифмометр Кольмара
Идею Лейбница с использованием ступенчатого вала развил Шарль Кольмар и создал первый в мире коммерческий арифмометр, умеющий оперировать тридцатизначными числами. Кольмар запатентовал устройство и наладил производство, только за один 1840 год ему удалось продать около сотни устройств.
Арифмометр Штаффеля
Часовщик из Варшавы Израиль Штаффель первый образец собственной вычислительной машины показал публике на выставке в Варшаве в 1845 году и в награду получил серебряную медаль. Генерал-фельдмаршал Иван Паскевич, наместник русского императора в Варшаве, направил Штаффеля в Петербург, где часовщик продемонстрировал механизм Николаю I. В 1851 году Штаффель удостоился золотой медали на выставке в Лондоне, и его изобретение обошло арифмометр Кольмара. Механизм Штаффеля в массовое производство запущен не был.
Арифмометр Однера
Один из самых популярных в мире арифмометров создал российско-шведский механик Вильгодт Однер. В 1871 году ему довелось ремонтировать арифмометр Кольмара, затем он сделал собственный образец арифмометра с зубчатыми колесами и получил в 1877 году на него крупный заказ от Людвига Нобеля. Одер запатентовал конструкцию и наладил промышленное производство в Петербурге и в Германии.
После революции петербургский завод Однера переехал в Москву и на нем выпускали арифмометры под маркой “Феликс” до 1950-х г.
#лахтацентрзнаний