Підсумовуюча машина Паскаля: історія створення, пристрій та її розвиток

Геніальні люди геніальні у всьому. Це розхоже твердження повною мірою стосується до французькому вченому Блезу Паскалю. В дослідницькі інтереси винахідника входила фізика і математика, література та філософія. Саме Паскаля вважають одним із засновників математичного аналізу, автором основного закону гідродинаміки. Відомий він і в якості першого творця механічних обчислювальних машин. Ці пристрої — прототипи сучасних ЕОМ.

На той момент моделі були багато в чому унікальні. За своїм технічним особливостям вони перевершили багато аналоги, придумані до Блеза Паскаля. Яка історія «Паскаліни»? Де можна зустріти ці конструкції зараз?

Перші прототипи

Спроби провести автоматизацію обчислювальних процесів проводилися давно. Найбільше в цих питаннях досягли араби і китайці. Саме вони вважаються першовідкривачами такого пристосування, як абак. Принцип дії досить простий. Для проведення розрахунку необхідно перекласти кістки з однієї частини на іншу. Вироби додатково дозволяли проводити операції віднімання. Незручності перших арабських і китайських абаков були пов’язані тільки з тим, що камені легко розсипалися під час перенесення. У деяких магазинах в глибинці досі можна зустріти найпростіші види арабських абаков, правда, зараз їх називають рахунками.

Актуальність проблеми

Свою машину Паскаль почав проектувати в 17 років. На думки про необхідність автоматизувати рутинні обчислювальні процеси підлітка наштовхнув досвід власного батька. Справа в тому, що батько геніального вченого працював збирачем податків і довгий час просиджував за нудними розрахунками. Саме проектування зайняло тривалий час і вимагає від науковця великих фізичних, розумових і матеріальних вкладень. В останньому випадку допомога Блезу Паскалю надав власний батько, який швидко зрозумів переваги розробки сина.

Конкуренти

Природно, у той час про застосування будь-яких електронних засобів обчислення і мови не йшло. Все здійснювалося тільки за рахунок механіки. Використовувати обертання коліс для проведення операції додавання було запропоновано задовго до Паскаля. Наприклад, не меншою популярністю в свій час користувалося пристрій, створене в 1623 році Вільгельмом Шиккардом. Проте в машині Паскаля були запропоновані певні технічні нововведення, помітно спрощують процес складання. Наприклад, французький винахідник розробив схему автоматичного перенесення одиниці при переході числа у вищий розряд. Це дозволило складати багатозначні цифри без втручання людини в обчислювальний процес, що практично виключило ризик помилок і неточностей.

Дивіться також:  Історія крейсера «Жовтнева революція»

Зовнішній вигляд і принцип дії

Візуально перша підсумовуюча машина Паскаля нагадувала звичайний металевий ящик, в якому розташовувалися пов’язані один з одним шестерні. Користувач через поворот складальних коліс встановлював необхідні йому значення. На кожне з них наносилися цифри від 0 до 9. При здійсненні повного обороту шестерня сдвигала сусідню (відповідну більш високого розряду) на одну одиницю.

Найперша модель володіла лише п’ятьма зубчастими колесами. Згодом рахункова машина Блеза Паскаля зазнала деякі зміни, що стосуються збільшення кількості шестерень. Їх з’явилося 6, потім це число зросло до 8. Таке нововведення дозволило проводити обчислення аж до 9 999 999. Відповідь же з’являвся у верхній частині пристрою.

Операції

Колеса в рахунковій машині Паскаля могли обертатися тільки в одну-єдину сторону. В результаті чого користувач був здатний провести виключно операції додавання. При деякій вправності пристрою адаптували і під множення, але виконати розрахунки в цьому випадку було помітно складніше. Виникала необхідність кілька разів поспіль складати одні і ті ж числа, що було вкрай незручно. Неможливість здійснити обертання колеса у зворотну сторону не дозволяла проводити обчислення з негативними числами.

Поширення

З моменту створення прототипу вчений зробив близько 50 пристроїв. Механічна машина Паскаля викликала небувалий інтерес у Франції. На жаль, широкого поширення виріб так і не змогло завоювати, навіть незважаючи на резонанс у широкого загалу і в наукових колах.

Головна проблема виробів полягала в їх дорожнечі. Виробництво було витратним, природно, це негативним чином складалося і на підсумковою ціною всього приладу. Саме труднощі з випуском призвели до того, що учений за всю свою життя зміг продати не більше 16 моделей. Люди по достоїнству оцінили всі переваги автоматичного обчислення, але брати прилади не хотіли.

Дивіться також:  Індевор, корабель Джеймса Кука

Банки

Основний акцент при реалізації Блез Паскаль ставив саме на банки. Але фінансові установи в своїй більшості відмовилися купувати машину для автоматичних розрахунків. Проблеми виникли із-за складної грошової політики Франції. В країні на той момент існували ливры, деньє і су. Одна ливра складалася з 20 су, а су з 12 деньє. Тобто, десяткова система числення була відсутня як така. Саме тому використовувати машину Паскаля в банківській сфері в реальності було практично неможливо. На прийняту в інших країнах систему числення Франція перейшла тільки в 1799 році. Однак і після цього часу застосування автоматизованого пристрою було помітно ускладнене. Це вже стосувалося згаданих раніше труднощів у виробництві. Праця в основному була ручною, тому кожна машина вимагала кропіткої роботи. В результаті їх просто перестали виготовляти в принципі.

Підтримка влади

Одну з перших автоматичних рахункових машин Блез Паскаль подарував канцлеру Сег’є. Саме цей державний діяч надав підтримку починаючому вченому на перших етапах створення автоматичного пристрою. При цьому канцлер зумів домогтися від короля привілеїв на випуск даного агрегату саме для Паскаля. Хоч винахід машини цілком належало самому вченому, патентне право в той час у Франції не було розвинене. Привілей від монаршої особи була отримана в 1649 році.

Продажу

Як було сказано вище, великого поширення машина Паскаля не завоювала. Сам вчений займався тільки виготовленням пристроїв, за продаж відповідав його друг Роберваль.

Розвиток

Принцип обертання механічних шестерень, реалізований в обчислювальній машині Паскаля, був взятий за основу при розробці інших аналогічних пристроїв. Перше вдале удосконалення приписують німецькому професору математики Лейбницу. Створення арифмометра датована 1673 роком. Додавання чисел виконувалися також у десятковій системі, але сам пристрій відрізнялося великим функціоналом. Справа в тому, що з його допомогою можна було не тільки проводити додавання, але також множити, віднімати, ділити і навіть витягувати квадратний корінь. Учений додав в конструкцію спеціальне колесо, яке дозволяло прискорювати повторювані операції складання.

Дивіться також:  Сибірський наказ: поняття, створення, структура та функції

Свій виріб Лейбніц презентував у Франції та Англії. Одна з машин навіть потрапила до російського імператора Петра Першого, який подарував її китайському монарху. Виріб було далеко від досконалості. Колесо, що Лейбніц винайшов для проведення віднімання, згодом стало використовуватися і в інших арифмометрах.

Перший комерційний успіх механічних обчислювальних машин датується 1820 роком. Калькулятор створив французький винахідник Чарльз Ксавьє Томас де Кольмар. Принцип дії багато в чому нагадує машину Паскаля, але сам пристрій відрізняється меншими розмірами, воно трохи простіше у виготовленні і дешевше. Саме це і визначило успіх у комерсантів.

Доля творіння

Протягом усього свого життя вчений створив близько 50 машин, до наших днів дожили одиниці. Зараз достовірно можна відстежити долю всього 6 пристроїв. Чотири моделі перебувають на постійному зберіганні в Паризькому музеї мистецтв і ремесел, ще дві в музеї в Клермоні. Залишилися обчислювальні пристрої знайшли свій притулок у приватних колекціях. Про те, хто ними володіє, достовірно не відомо. Під великим питанням знаходиться і справність агрегатів.

Думки

Деякі біографи пов’язують розробку і створення підсумковій машини Паскаля з похитнувся здоров’ям самого винахідника. Як було сказано вище, перші роботи вчений почав ще в молодості. Вони вимагали від автора колосальної напруги розумових і фізичних сил. Праця велася протягом 5 років. В результаті цього Блеза Паскаля почали переслідувати сильні головні болі, які потім супроводжували його все життя.