Игорь Апокин - Чарльз Бэбидж 1791—1871

Интересно отметить выводы Паскаля, который, построив машину, решил, что ум человеческий действует автоматически и что некоторые умственные процессы не отличаются от механических. В этих выводах видно влияние взглядов Р. Декарта (1596—1650).

Машина Паскаля способствовала возникновению многих изобретений в области счетной техники. Еще в XVII в. в результате знакомства с машиной Паскаля появился ряд суммирующих машин: С. Морланда (1662), К. Перро (1675), Г. Грийе (1678) и др. Р. Перейра (1715—1780), который известен своей системой обучения глухонемых, сконструировал две счетные машины, в основание которых были положены те же принципы, что и в машине Паскаля. Первую счетную машину, на которой с помощью механизма можно было не только складывать и вычитать, но умножать и делить, сконструировал и построил Г. Лейбниц (1646—1716). Первый экземпляр машины был изготовлен им в начале 70-х годов XVII в.

Не останавливаясь на конструкции машины Лейбница, отметим две принципиальные идеи, положенные в ее основу. Совершенно новым в конструкции машины являются ступенчатые валики, представляющие собой цилиндры с зубцами разной длины по образующей валика. Эти зубцы формируют ступеньки на поверхности валика. Ступенчатые валики Лейбница позволили впервые получить зубчатую передачу с переменным числом зубцов. Именно такой передачей обеспечивается выполнение умножения и деления. Ступенчатый валик употребляется во многих счетных машинах до сегодняшнего дня. Вторым нововведением Лейбница при создании счетной машины было разделение ее на две части — подвижную и неподвижную. Такое разделение обеспечило возможность умножения и деления многозначных чисел на многозначные. Эта идея в дальнейшем используется почти во всех конструкциях доэлектронных счетных машин. Подвижная часть машины Лейбница представляет прообраз современной подвижной каретки.

Машина Лейбница не получила распространения; одной из причин этого была ее громоздкость (длина машины составляла почти метр), кроме того, она была очень дорога в изготовлении. Но идеи Лейбница, реализованные в его машине, оказали влияние на работы многих исследователей и конструкторов. В Германии над усовершенствованием машины Лейбница еще при его жизни работали Р. Вагнер и А. Буркхардт. Ряд изменений в машину внесли также кенигсбергский профессор М. Кнутцен, а в 1783 г.— военный инженер И. Мюллер и др.

В конце XVIII в. наибольшего успеха добился вюртембергский пастор М. Ган, в 70-х годах XVIII в. конструировавший довольно удачную счетную машину. В отличие от машин Паскаля, Лейбница и др., имевших вид продолговатых ящиков, машина Гана представляла собой цилиндр. Это достигалось за счет вертикально расположенных по окружности ступенчатых валиков. На верхнем основании цилиндра находилась ручка, вращением которой приводился в движение механизм машины. Машина Гана выполняла четыре арифметических действия, при этом количество знаков результирующего числа не должно было превышать четырнадцати. Ган изготовил несколько экземпляров своей машины, которую можно считать одной из первых удачных машин, предназначенных для практических целей.

Среди машин XVIII в. следует также отметить машину Б. Якобсона из Несвижа (в то время резиденции польского магната М. Радзивилла) [99]».

К началу XIX в. все острее ощущается необходимость в счетной машине, простой и удобной в употреблении, надежной в работе. Все машины до этого времени изготовлялись в одном, в лучшем случае, в нескольких экземплярах. На них или совсем не работали, или работал только сам изобретатель. Эти машины были несовершенны и сложны, дороги в изготовлении.

Впервые пригодную для вычислений машину, на которой можно было выполнять четыре арифметических действия, создал уроженец Эльзаса Карл Томас де Кольмар, основатель и руководитель двух парижских страховых обществ («Феникс» и «Солейль»). Он же наладил впервые массовое производство своих машин. В 1818 г. Томас сконструировал, а в 1820 г. построил счетную машину, которую назвал арифмометром. В 1821 г. Томас представил свою машину на рассмотрение Парижской академии.

Мастерские Томаса начали в 1821 г. с выпуска 15 арифмометров в год, затем довели выпуск до 100 в год. 40% этих арифмометров оставалось во Франции, остальные вывозились в другие страны. Томас положил начало счетному машиностроению. Арифмометры Томаса выпускали (часто под другими названиями) в течение всего XIX в. и естественно, что в них вносили те или иные изменения. Но уже первые арифмометры были достаточно удобны в обращении и работали с довольно большой скоростью. Например, два восьмизначных числа можно было перемножить примерно за 15 секунд, а разделить шестнадцатизначное число на восьмизначное — за 25 секунд. Арифмометры Томаса оказали существенное влияние на развитие счетного машиностроения всего XIX в.

В основу арифмометра Томаса был положен ступенчатый валик Лейбница. Диаметр ступенчатых валиков не мог быть сделан меньше определенного размера, из-за чего машины Томаса были довольно длинными (более 50 см). Имелись и другие недостатки: неудобное для пользования перемещение каретки, необходимость передвигать специальный рычаг при переходе от одного действия к другому и т. п. Но в середине XIX в. эта вычислительная машина была несомненно лучшей. Кроме удачного использования ступенчатых валиков в арифмометре была хорошо продумана передача десятков, были применены противоинерционные приспособления и т. п.

Многие конструкторы XIX в. занимались усовершенствованием арифмометра Томаса, не меняя впрочем ни одного существенного узла машины. Но даже машина Томаса не могла удовлетворить потребности в вычислительных устройствах. Для широкой вычислительной практики по-прежнему нужна была достаточно простая, дешевая и удобная в работе машина. Развитие экономики и военного дела, расширение финансовых операций, развитие промышленности и транспорта приводило к значительному увеличению вычислений и необходимости их рационализации. Возросший объем научных исследований также требовал усовершенствования способов вычислений. Все это способствовало появлению в XIX в. значительного числа самых разнообразных изобретений для вычислений.

Более чем двухвековой опыт работы на счетах в России привел к тому, что в XIX в. конструкцию счетов стали изменять применительно к возросшим требованиям вычислительной практики. Наиболее широкое распространение получили счеты, которые предложил в 1828 г. Ф. М. Свободский (1780-е годы—1829). Были предложены интересные приборы Слонимским, Ротом, Куммером и многими другими. Все они преследовали цель упростить четыре (а часто и два) действия арифметики и имели некоторое значение как простые вычислительные приборы.