Калькулятор. Первый на пути к компьютеру

    Ровно за 300 лет до появления первого релейного компьютера Конрада Цузе "Z -3" значительный шаг человечества в направлении автоматизации вычислений сделал выдающийся французский математик, физик, философ, писатель Блез Паскаль.

    Сейчас в нашем, современном, стремительно развивающемся  мире, мы уже давно используем информационные технологии в бытовых целях, к примеру,  считаем количество дней между датами, используя калькулятор онлайн на своём компьютере.  А ведь раньше эту операцию можно было осуществить, используя обычный инженерный калькулятор.

   1 . Первый калькулятор

   Блезу Паскалю исполнилось всего 19 лет, когда он приступил к реализации собственной концепции калькулятора. В течение трех лет жизни он сконструировал и построил более 50 моделей калькуляторов, в том числе и усовершенствованную модель механического калькулятора, названного сборочно - вычитательной машиной или "Паскалевым колесом". Демонстрация рабочей модели механического калькулятора состоялась в 1645 году и удивила средневековую Европу красотой и точностью своих механизмов.

   Механизмы сборочно - вычитательной машины геометрически ориентированы друг к другу и размещены в корпусе. Корпус содержал набор валов, соединенных зубчатыми колесами. Сложным механизмом соединения было устройство переноса десятков, в котором полный оборот первого зубчатого колеса смещал колесо соседнего старшего разряда с такими же делениями и цифрами на один сектор - одну десятую полного оборота. Такое смещение обеспечивалось тем, что в машине каждому десятичному разряду соответствовало колесико, дуга которого была разделена на 10 секторов, с нанесенными на каждый сектор цифрами от 0 до 9. Один полный оборот первого колеса последовательно показывал в окошке десять цифр от 0 до 9 и специальным зубцом возвращал сцепленное с ним соседнее второе колесо на одну десятую оборота, имитируя перенос единицы в старший разряд искомого числа. Со вторым зубчатым колесом так же соединялось третье колесо, выполняя функции, аналогичные предыдущим зубчатым соединениям. Зубчатых соединений в корпусе он вмонтировал столько, на сколько разрядов чисел планировалось выполнение операций в машине. Машина выполняла только операции сложения, вычитания и вычисления общих сумм.

   Такая концепция стала основой для построения механических калькуляторов и арифмометров на протяжении более 300 лет и используется еще и теперь в конструкциях различных механических счетчиков.

   Семь моделей калькуляторов из дерева, меди, слоновой кости размерами 14х5х3 дюймов, хранится в Парижском музее техники до сих пор (по другим источникам - 10).

   Но это был выдающийся шаг человечества в направлении автоматизации вычислений, в философии и практике применения обычных механизмов для выполнения умственных функций человека.

2 . Истоки таланта

   Исторические сведения жизнедеятельности Блеза Паскаля и их анализ раскрывают перед исследователями три взаимосвязанных фактора, которые способствовали становлению выдающейся и сильной личности из обычного, физически слабого человека:

   1 ) врожденная способность разума ( преемственность ) ;

   2) среда, воспитание ;

   3 ) беспредельная увлеченность и самоотверженное трудолюбие.

   Блез Паскаль, один из величайших умов 17 века, родился 19 июня 1623, в семье дворянина, Этьена Паскаля. Его отец - королевский советник, а позднее второй президент палаты сборов в Клермоне - прекрасно знал математику и астрономию и дружил с представителями научных кругов.

   На первом году жизни Блез заболел туберкулезом и страдал от него всю свою жизнь. В трехлетнем возрасте он потерял мать, и его отец оставляет доходную государственную службу, чтобы непосредственно заниматься образованием и воспитанием сына и двух дочерей.

   То родительское светское самоотречение и заботы привело к большим научным достижениям его сына, Блеза Паскаля, еще в детском возрасте и к развитию дарований двух дочерей Этьена.

   3 . Зарождение, формирование и развитие таланта

   В 30 - летнем возрасте Блез Паскаль оценил свои научные достижения как «детские игры и отклонения юности» . В 11 - летнем возрасте, без учителя, находясь лишь под опекой отца, который сдерживал его увлечение математикой, Блез Паскаль открыл для себя базисные аксиомы геометрии, доказал 32-ю аксиому Евклида о том, что сумма углов треугольника равна двум прямым углам .

   "Маленький Паскаль отличался невероятной любознательностью и понятливостью. Он никогда не успокаивался, пока не получал исчерпывающий ответ на свои вопросы. Если он видел, что даннго объяснения недостаточно, он пытался самостоятельно найти такое, которое его удовлетворило бы. Однажды за обедом кто-то ударил по фаянсовой тарелке ножом. Раздался протяжный, мелодичный звук. Но, как только на тарелку положили ложку, звук оборвался. Блез был удивлен и попросил объяснения. Но никто из присутствующих не мог удовлетворить любопытство мальчика. Тогда он сам стал делать разные опыты и затем составил о них заметки, назвав их: " Трактат о звуках ". В это время ему еще не исполнилось и двенадцати лет" .

   В 16 лет Блез Паскаль написал замечательный Опыт о конических сечениях ( Essai pour les coniques ), содержащий теорему, согласно которой во всяком шестиугольнике, вписанном в эллипс, гиперболу или параболу, точки пересечения трех пар противоположных сторон лежат на одной прямой, названную теоремой Паскаля .

   Когда великий Декарт ознакомился с ней, он отказался верить, что автору всего шестнадцать лет. Теорема Паскаля и ныне является составной частью всех курсов проективной геометрии.

   За слишком короткий свой век Блез Паскаль достиг больших научных результатов в отдельных разделах геометрии, арифметики, алгебры, физики, теории чисел, теории вероятностей и в практической механике. Он установил основной закон гидростатики - закон Паскаля - и считается одним из основоположников этой науки. Истории науки известны труды Блеза Паскаля во многих ее направлениях того времени.

   Те гигантские достижения кажутся нам еще величественнее на фоне того, что Блез Паскаль никогда не посещал школу, и, кроме отца, у него не было других учителей.

   4 . Техника освобождает ум

   В 1639 отца Блеза Паскаля, Этьена Паскаля, назначили « уполномоченным Его Величества в Верхней Нормандии для обложения и взимания налогов». Убедившись, сколько времени приходилось тратить его отцу на выполнение финансовых расчетов, Блез решил построить машину, способную "освободить ум от рутинных расчетов". Юноша проектировал тогдашнее чудо техники менее года, а за несколько лет создал и усовершенствовал около 50 образцов механических счетных машин. Тогда его машины произвели огромное впечатление на современников. О них ходили легенды и слагались стихи. Все "высшее общество" стекалось в Люксембургский дворец, чтобы посмотреть на удивительное изобретение.

   Как философ, Паскаль так оценил факт создания счетной машины: "Вычислительная машина выполняет действия, ближе к мысли, чем все то, что делают животные".

   Изобретение укрепило его мнению, вызванное механистическим, но для своего времени прогрессивным философским учением Декарта о том, что разум человека действует автоматически и некоторые сложные мыслительные процессы не отличаются от механических .