20世紀的黑科技,上萬個零件的老式機械計算器,複雜程度驚人!
【機械cax360第402期】現如今的計算器準確的說應該被稱為電子計算器,而上世紀60年代之前是機械計算器的天下,機械計算器顧名思義是由機械零部件組成。
機械計算器一般有成千上萬個零件,出現故障時維修人員必須將其拆散、更換零件、重新組裝、再對整台計算器進行校驗,確保正常運行。這種情況每隔幾周就會出現一兩次,而這也是機械計算器被電子計算機取代的根本原因。
01 機械計算器的發明
科學家帕斯卡利用了齒輪嚙合原理製造了十進位加法器,當齒輪旋轉一周,10個齒中最長的齒會和更高位數的齒輪嚙合實現進位。同樣的道理,反過來旋轉則是減法計算。
如果要計算千位數和萬位數,單靠轉動齒輪計算不太現實,於是帕斯卡將裝置改造成藉助重力進位的一種高級齒輪形式sautoir。
萊布尼茨在帕斯卡加法器基礎上,用齒輪改造發明了帶有乘法功能的計算器。手柄轉動周數代表被乘倍數,長軸不同位置對應齒數不同,可完成乘法的計算。(長軸齒輪上有9個長度遞增的齒)
萊布尼茨的機械計算器很好用,但長軸太長不利於搬運,後來由鮑德溫和奧德納想到可變齒數的齒輪,長長的計算軸才被縮短。
後來,美國牧師菲爾特將計算器和列印結合,讓計算結果直接可以記錄下來。發明的計算器造型有點像老式打字機。這種全鍵盤計算器,在電子計算機被發明出來之前,被廣泛使用了相當長的時間。
02 老式機械計算器
現如今電子計算器已經可以做到手錶大小,而在科技相對落後的上世紀初,很多運算任務都需要依靠機械計算器。它們不僅笨重,計算能力還十分有限。
在電子計算器出現前,人們使用笨重的機械計算器。這種計算器的尺寸通常與一台小型電腦差不多,售價相當於現在的數千美元。當時,它們是解決複雜的商業和工程問題時必不可少的工具。
機械計算器與當前的電子計算器之間的差距可以用「光年」形容,無論是性能還是價格。機械計算器雖然已經過時,但身上卻擁有一種令人嘆為觀止的機械之美。
與當前的電腦和電視不同,機械計算器的設計存在巨大差異,這反映出製造商採取的千差萬別的解決方案。在電子計算器上市後,機械計算器製造商想盡辦法改進設計,希望能夠在速度和其他性能方面與電子計算器展開競爭,但等待他們的卻是一場災難。1971年,他們讓機械計算器徹底停產。
機械計算器的性能雖然無法與電子計算器相提並論,但耐用性卻是後者無法比擬的。即使過了幾十年,一些機械計算器仍能工作,而你的iPhone短短3年之後就該扔掉了。
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