Калькулятор для неандертальца

История вещей, предметов и изобретений
Сообщение
Автор
Аватара пользователя
zagadki-istorii
Администратор
Сообщения: 319
Возраст: 37
Зарегистрирован: 16 окт 2015, 17:43
Пол: Мужской
Контактная информация:

Калькулятор для неандертальца

#1 Сообщение zagadki-istorii » 22 мар 2016, 11:58

Счетные устройства известны с незапамятных времен. В дошедших до нашего времени старинных рукописях есть описания таинственных механизмов для точных арифметических действий. Их можно назвать древними калькуляторами или аналоговыми компьютерами. Как же работали эти прототипы современных вычислительных машин, которым легенды приписывали божественное значение?

Вечно молодые счеты


Ученые предполагают, что первое счетное устройство были создано для сборщиков налогов. Оно появилось в Вавилоне примерно пять тысяч лет назад и представляло собой деревянную или глиняную доску с длинными горизонтальными углублениями, в которых передвигались круглые камешки (по сути, это знакомые нам счеты, только вместо проволочек - углубления). Перенявшие это устройство греки назвали его абак («доска»).

В абаках вавилонян использовалась не десятеричная, а двенадцатеричная система исчисления, она до сих пор сохранилась в расчетах времени (в часе 60 минут, в минуте 60 секунд), а также окружности (ее делят на 360 градусов).

От вавилонян абак переняли не только греки, но и египтяне, римляне и даже китайцы. Любопытно, что в Древнем Египте камешки передвигали справа налево, а в Греции - слева направо. Привычная для нас десятеричная система исчисления в абаках стала применяться только во II тысячелетии до нашей эры.

В Древнем Китае абак усовершенствовали: камешки заменили костяшками и стали нанизывать их на проволоку, закрепленную в деревянных рамах. То есть устройства превратились в хорошо известные нам счеты.

На Руси они появились в XVI веке - первоначально с пятеричной системой исчисления. Но в 1535 году началась денежная реформа Елены Глинской, вдовствующей царицы и регента при малолетнем царе Иване IV. В результате рубль был разделен на 100 копеек, а на проволоки в счетах стали нанизывать по 10 косточек (обычно вишневых).

Нити за океаном


Совсем другие счетные устройства применялись на американском континенте, там инки и майя использовали цветные нити с узлами, называемые кипу (на языке кечуа - «узел»). Археологи нашли их в древних гробницах, они состояли из большого (до двух тысяч) количества нитей, сплетенных из шерсти и покрытых узлами. Исследователи до сих пор спорят о применяемой инками и майя системе исчисления - на вид она очень похожа на десятеричную, но в то же время напоминает двоичный код, присущий современным компьютерам. Самые ранние из найденных на сегодняшний день кипу датируются VIII веком нашей эры и, кроме цифровой, содержат дополнительную информацию (погодные данные, топографические названия, принятые законы и т.д.).

Также инки и майя в своих вычислениях пользовались устройством юпана (на языке кечуа - «счетное устройство»), напоминающим абак. Расчеты на нем базировались на числе 40. Ученые предполагают, что когда-то это было минимально необходимое для посева число зерен.

Волшебные камни


Абак, кипу, юпана или счеты являлись простейшими ручными приспособлениями для вычислений. Но человечество всегда стремилось к изобретению устройств, которые могли бы совершать расчеты самостоятельно.

Известный писатель и палеоэтнограф Владимир Дегтярев занимается изучением древних текстов. По его мнению, много лет назад на земле существовали прототипы современных компьютеров - просто отыскать их пока не удалось. Но упоминания о таинственных устройствах присутствуют в фольклоре или древних рукописях многих народов.

К примеру, довольно часто встречается описание волшебного квадратного камня. В легендах и на рисунках Древнего Египта он находится под сиденьем бога Хнума, который лепит людей из глины. В новгородских сказаниях говорится, что купцы советовались с «камнем-шептуном», заложенным под торговыми палатами. Летопись рассказывает, что во время строительства монастыря Новый Иерусалим патриарх Никон где-то раздобыл волшебный камень, при касании издававший благодатную музыку, - и ночью сам вложил его в фундамент, никому не сказав, в какое именно место.

Владимир Дегтярев уверен, что упоминания о подобных квадратных камнях - это сохранившиеся свидетельства того, что компьютеры уже когда-то существовали. Но как они появились, сказать пока нельзя.

Бронзовые перфокарты


Первое из дошедших до нас механических вычислительных устройств названо Антикитерским механизмом. Оно было обнаружено в море возле небольшого острова Антикитера рядом с Критом. Этот механизм, состоящий из множества передач и зубчатых колес, был создан примерно во II веке до нашей эры для математических вычислений, а также расчетов движения планет Солнечной системы.

Есть письменные свидетельства о еще более древних вычислительных машинах Вавилона. Данные в них вводили с тонких бронзовых табличек с пробитыми дырочками - по сути, аналогов перфокарт для ЭВМ. Круговое вращение ручки обеспечивало движение по пластинке тонких проволочек, и, когда одна из их попадала в пробитое отверстие, ее положение фиксировалось с помощью системы рычагов. Такой механизм позволял выполнять сложные инженерные расчеты.

К сожалению, эти вычислительные устройства не сохранились, хотя упоминания о них присутствуют в греческих и египетских текстах. Более того - в начале IX века арабский историк Китаб ал-Хиял в «Книге изобретенных устройств» писал, что сотни подобных механизмов, воссозданных по древним текстам, делали в Греции и рассылали по христианским монастырям. Не мог ли один из них быть тем самым камнем для патриарха Никона, о котором упоминала летопись?

Удивительно и то, что ни одно из этих устройств до сих пор так и не найдено. Хотя, возможно, священники, как и Никон, закладывали их в фундаменты храмов. Известно, что при перенесении некоторых монастырей служители культа тайно забирали закладной камень на новое место и там его вновь замуровывали.

Кодекс Леонардо

В середине XV века созданием вычислительного механизма заинтересовался Леонардо да Винчи. В его бумагах сохранился чертеж 13-разрядного аппарата, названного Мадридским кодексом и состоящего из нескольких колец, каждое из которых имеет по 10 зубцов. Первое колесо, делая 10 оборотов, заставляло второе сделать один оборот, так же соотносились движения последующих колес - то есть система исчисления кодекса была десятеричной.

Леонардо не удалось создать механизм в действии - он так и остался только на чертеже. Но в конце 1960-х годов Роберто Гуателли, биограф да Винчи и исследователь его творчества, сконструировал Мадридский кодекс, который до сих пор работает как вполне точный калькулятор.

Счетные палочки не для первоклашек


Настоящий прорыв в области счетных устройств произошел в XVII веке в Европе.

В 1617 году шотландский математик Джон Непер предложил использовать счетные палочки. Конечно, они значительно отличались от тех, что сейчас есть у первоклассников: на каждую палочку наносилась определенная цифра, все операции выполнялись на специальной доске. Таблица, куда вставлялись палочки, позволяла перемножать любые числа вплоть до 123 456 789 на 123 456 789.

В 1642 году французский ученый Блез Паскаль создал паскалину - вычислительную машину, работающую примерно так же, как механизм Леонардо. Правда, колесики в ней вращались только в одну сторону, что позволяло легко умножать, но долго и трудно делить. Но в 1673 году немецкий математик Вильгельм Лейбниц усовершенствовал машину Паскаля, добавив дополнительную движущуюся часть, которая ускорила операцию деления. Именно этот аппарат и стал прообразом современного калькулятора.

Железные «Феликсы»


В 1820 году французский изобретатель Шарль Тома де Кольмар на основе механизма Лейбница создал арифмометр - компактную вычислительную машину. Поначалу устройства были достаточно дорогими, они стоили 400 франков (цена пяти франков равнялась одному грамму золота или 25 граммам серебра). Но благодаря серийному выпуску цену удалось существенно снизить - и арифмометры стали очень популярными.

В России их производство было налажено в 1890 году механиком шведского происхождения Вильгодтом Однером, который усовершенствовал изобретение де Кольмара и получил патент на арифмометр нового типа. Однер стал владельцем петербургского предприятия «Механический и меднолитейный завод». В первый же год было выпущено 500 устройств.

После революции производство арифмометров возобновили в 1929 году на заводах счетных машин в Курске, Пензе и Москве. Они стали называться «Феликс», регулярно выпускались вплоть до 1978 года и успешно конкурировали с первыми электромеханическими калькуляторами типа созданной в 1960-х годах ВММ (вычислительная машина многоклавишная), которая весила 23 килограмма.

Первый в мире карманный калькулятор был выпущен в 1971 году фирмой Bomwar и стоил 240 долларов.

В СССР собственные устройства «Электроника БЗ-04» и «Электроника БЗ-04А» поступили в продажу, соответственно, в 1974 и 1976 годах. Их цена составляла 220 рублей (месячный заработок инженера был от 120 до 130 рублей), поэтому 15-рублевые «Феликсы» еще долго служили своим хозяевам. И только в 1980-е годы, после резкого удешевления всей электронной продукции началась эра привычных всем калькуляторов.

Платон ВИКТОРОВ









Вернуться в «Вещи и предметы»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей