会计算的机器

大海

在电子计算机的发展历程中，人们不会忘记帕斯卡和莱布尼茨，他们发明的机械计算机，为电子计算机的发展奠定了坚实的基础。

帕斯卡3岁丧母，由担任着税务官的父亲抚养长大，他从小就显示出对科学研究的浓厚兴趣。

帕斯卡的父亲在工作中常常需要计算大量的数据，因此经常工作到深夜。帕斯卡见到父亲如此劳累，暗下决心，想要发明一种“会计算的机器”。根据数的十进位制，帕斯卡决定采用齿轮来表示各个数位上的数字并解决进位问题：低位的齿轮每转动10圈，高位上的齿轮只转动一圈。根据这一原理，年仅20岁的帕斯卡发明了世界上第一台机械式计算机。一位科学家说：“帕斯卡的设想，在当时可以算作非凡的成就。他给人们这样的启迪，机器可以代替人的思考。”

帕斯卡发明的机械式计算机是一种由齿轮组成的长方形盒子，需要用钥匙旋紧发条后才能转动，只能做加法和减法。帕斯卡发明成功后，一连制作了50台这种被人称为“帕斯卡加法机”的计算机，全世界至今还有少量存留。在法国巴黎工艺学校、英国伦敦科学博物馆都可以看到“帕斯卡加法机”的原型。据说在中国的故宫博物院，也保存着两台铜制的复制品。

在帕斯卡发明加法机的时候，莱布尼茨尚未出世。但加法机的发明，为后来莱布尼茨发明计算机创造了契机。在巴黎，莱布尼茨聘请到了一些著名机械专家，终于在1674年造出了一台更完美的机械计算机。

莱布尼茨发明的新型计算机约有1米长，内部安装了一系列齿轮结构，除了体积较大之外，新型计算机的基本原理承继“帕斯卡加法机”。不过，莱布尼茨又为计算机增添了一种名叫“步进轮”的装置。步进轮是一个有9个齿的长圆柱体，9个齿依次分布于圆柱表面；旁边另有一个小齿轮可以沿着轴横向移动，以便逐次与步进轮啮合。每当小齿轮转动一圈，步进轮可根据它与小齿轮啮合的齿数，分别转动相应的圈数，这样一来，它就能够连续重复地做加法。

公元1700年，友人送给莱布尼茨一幅从中国带来的“八卦”图，他用放大镜仔细观察八卦的每一卦象，发現它们都由阳（一）和阴（一一）两种符号组合而成。他饶有兴趣地把8种卦象进行排列组合，这时脑海中突然火花一闪一一这不就是很有规律的二进制数字吗？若认为阳（一）是“1”，阴（一一）是“0”，八卦恰好组成了二进制000到111共8个基本序数。

莱布尼茨是第一位系统地提出二进制运算法则的人，他发明的计算机，加、减、乘、除四则运算一应俱全，也为日后手摇计算机的发明铺平了道路。

计算机由莱布尼茨改进之后，人们又给它装上电动机以驱动机器工作，成为名符其实的“电动计算机”。直到20世纪20年代，这种计算机才退出历史舞台。

帕斯卡（1623-1662），法国数学家、物理学家，出生于法国克莱蒙特城的一个贵族家庭，从

小就对数学和几何表现出极高的天赋。他16岁时加入了巴黎数学家和物理学家小组（法兰西科学院前身），17岁时出版了《圆锥曲线论》而震惊科学界。他解决了关于圆锥曲线的学术问题，创立了著名的帕斯卡定理，提出了密闭流体能传递压强的定律，20岁时发明了历史上第一台机械计算机。