會(huì)計(jì)算的機(jī)器

大海

在電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程中，人們不會(huì)忘記帕斯卡和萊布尼茨，他們發(fā)明的機(jī)械計(jì)算機(jī)，為電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

帕斯卡3歲喪母，由擔(dān)任著稅務(wù)官的父親撫養(yǎng)長大，他從小就顯示出對科學(xué)研究的濃厚興趣。

帕斯卡的父親在工作中常常需要計(jì)算大量的數(shù)據(jù)，因此經(jīng)常工作到深夜。帕斯卡見到父親如此勞累，暗下決心，想要發(fā)明一種“會(huì)計(jì)算的機(jī)器”。根據(jù)數(shù)的十進(jìn)位制，帕斯卡決定采用齒輪來表示各個(gè)數(shù)位上的數(shù)字并解決進(jìn)位問題：低位的齒輪每轉(zhuǎn)動(dòng)10圈，高位上的齒輪只轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。根據(jù)這一原理，年僅20歲的帕斯卡發(fā)明了世界上第一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算機(jī)。一位科學(xué)家說：“帕斯卡的設(shè)想，在當(dāng)時(shí)可以算作非凡的成就。他給人們這樣的啟迪，機(jī)器可以代替人的思考?！?/p>

帕斯卡發(fā)明的機(jī)械式計(jì)算機(jī)是一種由齒輪組成的長方形盒子，需要用鑰匙旋緊發(fā)條后才能轉(zhuǎn)動(dòng)，只能做加法和減法。帕斯卡發(fā)明成功后，一連制作了50臺(tái)這種被人稱為“帕斯卡加法機(jī)”的計(jì)算機(jī)，全世界至今還有少量存留。在法國巴黎工藝學(xué)校、英國倫敦科學(xué)博物館都可以看到“帕斯卡加法機(jī)”的原型。據(jù)說在中國的故宮博物院，也保存著兩臺(tái)銅制的復(fù)制品。

在帕斯卡發(fā)明加法機(jī)的時(shí)候，萊布尼茨尚未出世。但加法機(jī)的發(fā)明，為后來萊布尼茨發(fā)明計(jì)算機(jī)創(chuàng)造了契機(jī)。在巴黎，萊布尼茨聘請到了一些著名機(jī)械專家，終于在1674年造出了一臺(tái)更完美的機(jī)械計(jì)算機(jī)。

萊布尼茨發(fā)明的新型計(jì)算機(jī)約有1米長，內(nèi)部安裝了一系列齒輪結(jié)構(gòu)，除了體積較大之外，新型計(jì)算機(jī)的基本原理承繼“帕斯卡加法機(jī)”。不過，萊布尼茨又為計(jì)算機(jī)增添了一種名叫“步進(jìn)輪”的裝置。步進(jìn)輪是一個(gè)有9個(gè)齒的長圓柱體，9個(gè)齒依次分布于圓柱表面；旁邊另有一個(gè)小齒輪可以沿著軸橫向移動(dòng)，以便逐次與步進(jìn)輪嚙合。每當(dāng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，步進(jìn)輪可根據(jù)它與小齒輪嚙合的齒數(shù)，分別轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的圈數(shù)，這樣一來，它就能夠連續(xù)重復(fù)地做加法。

公元1700年，友人送給萊布尼茨一幅從中國帶來的“八卦”圖，他用放大鏡仔細(xì)觀察八卦的每一卦象，發(fā)現(xiàn)它們都由陽（一）和陰（一一）兩種符號(hào)組合而成。他饒有興趣地把8種卦象進(jìn)行排列組合，這時(shí)腦海中突然火花一閃一一這不就是很有規(guī)律的二進(jìn)制數(shù)字嗎？若認(rèn)為陽（一）是“1”，陰（一一）是“0”，八卦恰好組成了二進(jìn)制000到111共8個(gè)基本序數(shù)。

萊布尼茨是第一位系統(tǒng)地提出二進(jìn)制運(yùn)算法則的人，他發(fā)明的計(jì)算機(jī)，加、減、乘、除四則運(yùn)算一應(yīng)俱全，也為日后手搖計(jì)算機(jī)的發(fā)明鋪平了道路。

計(jì)算機(jī)由萊布尼茨改進(jìn)之后，人們又給它裝上電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)機(jī)器工作，成為名符其實(shí)的“電動(dòng)計(jì)算機(jī)”。直到20世紀(jì)20年代，這種計(jì)算機(jī)才退出歷史舞臺(tái)。

帕斯卡（1623-1662），法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，出生于法國克萊蒙特城的一個(gè)貴族家庭，從

小就對數(shù)學(xué)和幾何表現(xiàn)出極高的天賦。他16歲時(shí)加入了巴黎數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家小組（法蘭西科學(xué)院前身），17歲時(shí)出版了《圓錐曲線論》而震驚科學(xué)界。他解決了關(guān)于圓錐曲線的學(xué)術(shù)問題，創(chuàng)立了著名的帕斯卡定理，提出了密閉流體能傳遞壓強(qiáng)的定律，20歲時(shí)發(fā)明了歷史上第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)。