會計算的機器

大海

在電子計算機的發展歷程中，人們不會忘記帕斯卡和萊布尼茨，他們發明的機械計算機，為電子計算機的發展奠定了堅實的基礎。

帕斯卡3歲喪母，由擔任著稅務官的父親撫養長大，他從小就顯示出對科學研究的濃厚興趣。

帕斯卡的父親在工作中常常需要計算大量的數據，因此經常工作到深夜。帕斯卡見到父親如此勞累，暗下決心，想要發明一種“會計算的機器”。根據數的十進位制，帕斯卡決定采用齒輪來表示各個數位上的數字并解決進位問題：低位的齒輪每轉動10圈，高位上的齒輪只轉動一圈。根據這一原理，年僅20歲的帕斯卡發明了世界上第一臺機械式計算機。一位科學家說：“帕斯卡的設想，在當時可以算作非凡的成就。他給人們這樣的啟迪，機器可以代替人的思考。”

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

在帕斯卡發明加法機的時候，萊布尼茨尚未出世。但加法機的發明，為后來萊布尼茨發明計算機創造了契機。在巴黎，萊布尼茨聘請到了一些著名機械專家，終于在1674年造出了一臺更完美的機械計算機。

萊布尼茨發明的新型計算機約有1米長，內部安裝了一系列齒輪結構，除了體積較大之外，新型計算機的基本原理承繼“帕斯卡加法機”。不過，萊布尼茨又為計算機增添了一種名叫“步進輪”的裝置。步進輪是一個有9個齒的長圓柱體，9個齒依次分布于圓柱表面；旁邊另有一個小齒輪可以沿著軸橫向移動，以便逐次與步進輪嚙合。每當小齒輪轉動一圈，步進輪可根據它與小齒輪嚙合的齒數，分別轉動相應的圈數，這樣一來，它就能夠連續重復地做加法。

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

萊布尼茨是第一位系統地提出二進制運算法則的人，他發明的計算機，加、減、乘、除四則運算一應俱全，也為日后手搖計算機的發明鋪平了道路。

計算機由萊布尼茨改進之后，人們又給它裝上電動機以驅動機器工作，成為名符其實的“電動計算機”。直到20世紀20年代，這種計算機才退出歷史舞臺。

帕斯卡（1623-1662），法國數學家、物理學家，出生于法國克萊蒙特城的一個貴族家庭，從

小就對數學和幾何表現出極高的天賦。他16歲時加入了巴黎數學家和物理學家小組（法蘭西科學院前身），17歲時出版了《圓錐曲線論》而震驚科學界。他解決了關于圓錐曲線的學術問題，創立了著名的帕斯卡定理，提出了密閉流體能傳遞壓強的定律，20歲時發明了歷史上第一臺機械計算機。