Лоран Шварц (1915-2002) - французский математик, внесший значительный вклад в несколько областей математики, включая функциональный анализ, теорию распределений и гармонический анализ. Однако, пожалуй, больше всего он известен изобретением механического калькулятора, предназначенного для вычисления интегралов. Шварц стоял на стыке между механическими вычислениями и развивающейся областью электронных вычислений, сыграв ключевую роль в преодолении разрыва.
Лоран Шварц происходил из еврейской семьи с богатым научным наследием. Его отец был известным хирургом, его дядя Робер Дебре сыграл значительную роль в создании ЮНИСЕФ, а его двоюродный дедушка Жак Адамар был известным математиком. Родившийся в Париже 5 марта 1915 года, Шварц продемонстрировал исключительный талант к латыни, греческому и математике в годы своего становления. Его учителя признавали его математические способности и предсказывали, что он станет математиком.
Академический путь Шварца привел его в престижную Высшую нормальную школу (École Normale Supérieure). В 1937 году он получил степень бакалавра (2-го разряда), что укрепило его математический путь. Однако Вторая мировая война поставила перед Шварцем огромные задачи. Как человек с троцкистскими наклонностями и еврейского происхождения, он был вынужден скрывать свою личность, чтобы избежать депортации из нацистской Германии. Под псевдонимом Лоран-Мари Селимартен он работал в Страсбургском университете, который из-за войны был переведен в Клермон-Ферран. В этот бурный период Шварц продолжал свои математические изыскания, несмотря на то, что ему грозила личная опасность1.
В конце 1940-х годов Шварц заинтересовался разработкой механического калькулятора, который мог бы выполнять интегральные вычисления. Он представлял себе машину, которая могла бы автоматизировать утомительные и отнимающие много времени вычисления, делая продвинутую математику более доступной для ученых и исследователей. Вдохновленный более ранними аналитическими механическими калькуляторами Лорана Шварцшильда (1852-1912), жившего столетием ранее, Шварц решил создать более совершенное и универсальное устройство.
В отличие от калькулятора Шварцшильда, который для вычисления определенных интегралов использовал сложную механическую конструкцию, калькулятор Шварца отличался простотой и элегантностью конструкции, что исключало необходимость в сложном механизме зацепления. Калькулятор Шварца состоял из простой линейки вычислений, которая перемещалась по шкале с отметками, соответствующими интегрируемой функции. Одним из самых инновационных нововведений калькулятора была его способность обрабатывать символьные вычисления. Он мог манипулировать алгебраическими выражениями, упрощать уравнения и выполнять дифференцирование и интегрирование. Эта возможность отличала его от современных, на тот момент, механических калькуляторов, которые в основном ориентированы на численные вычисления.
Оператор мог настроить калькулятор, отрегулировав положение рычага, который определяет пределы интегрирования. Затем оператор поворачивая ручку, которая подает электрический ток на шкалу калькулятора, заставлял ее перемещаться по шкале до тех пор, пока не будет достигнут предел интегрирования. Положение столбика в конце расчета давало решение.
Калькулятор Шварца славился своей простотой и способностью вычислять определенные и неопределенные интегралы от действительных и сложных функций. Он также обладал способностью выполнять максимальные и минимальные вычисления и вычислять производную функции.
Шварц начал конструировать калькулятор в 1948 году и завершил его в 1950 году. В этом же году он был награжден престижной медалью Филдса за свои новаторские достижения (в том числе и за аналитический механизм) и представил его на Международном математическом конгрессе. В 1951 году он получил патент на это устройство. Калькулятор привлек внимание как математиков, так и инженеров и даже был опубликован в журнале Time в 1952 году.
Несмотря на изобретение электронных и цифровых калькуляторов в последующие десятилетия, интерес к механическим калькуляторам сохранялся, и калькулятор Шварца оставался востребованным вплоть до 1980-х годов. Сегодня калькулятор Шварца признан важным историческим артефактом в истории математики и инженерного дела и хранится в коллекциях Музея искусств и ремесел в Париже. Влияние Шварца выходило за рамки его собственных исследований и разработок. Среди его учеников такие выдающиеся математики, как Морис Оден, Жорж Глезер, Александр Гротендик, Жак-Луи Лайонс, Бернар Мальгранж и другие. Его работы продолжают вдохновлять поколения математиков, а его наследие остается в анналах истории математики.
Калькулятор Шварца представлял собой уникальное сочетание искусства и науки, сочетая сложность дизайна с ясностью математической точности. Его изобретение продемонстрировало силу человеческой изобретательности в поиске новых способов решения математических задач и обеспечения доступности сложных вычислений для более широкой аудитории. Он продемонстрировал потенциал механизации сложных задач, повысил интерес к автоматизации и проложил путь к технологическому прогрессу в различных отраслях промышленности.
