Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вильгельм Шикарт ( рисунок 1632 г.)
Вильгельм Шикард держит в руке планетарий (или оррери ) собственного изобретения. Он был написан в 1632 году, через 8 лет после его последнего рисунка счетных часов.

Вильгельм Шикард (22 апреля 1592 - 24 октября 1635) был немецким профессором иврита и астрономии, который стал известен во второй половине 20-го века после того, как Франц Хаммер , биограф (вместе с Максом Каспаром ) Иоганна Кеплера , утверждал, что рисунки счетных часов, предшествовавших публичному выпуску калькулятора Паскаля на двадцать лет, был обнаружен в двух неизвестных письмах, написанных Шикардом Иоганну Кеплеру в 1623 и 1624 годах. [1] [2]

Хаммер утверждал, что из-за того, что эти буквы были утеряны в течение трехсот лет, Блез Паскаль был назван [3] и прославлен как [4] изобретатель механического калькулятора, ошибся в течение всего этого времени.

После тщательного изучения было обнаружено, что рисунки Шикарда публиковались не реже одного раза в столетие, начиная с 1718 года [5], что его машина была неполной и требовала дополнительных колес и пружин [6], и что она была спроектирована на основе единственного зубчатого механизма. это не работало должным образом при использовании для расчета часов. [7] [8]

Машина Шикарда была первой из нескольких разработок вычислительных машин с прямым входом в 17 веке (включая конструкции Блеза Паскаля , Тито Бураттини , Сэмюэля Морланда и Рене Грийе ). [9] Машина Шикарда была особенно известна своей интеграцией изобретательной системы вращающихся стержней Напье для умножения с первой известной конструкцией счетной машины, управляемой вращающимися ручками для ввода и с регистром повернутых чисел, отображаемым в окнах для выход. Татон утверждал, что работа Шикарда не повлияла на развитие механических калькуляторов. [10] Тем не менее, несмотря на то, что могут быть споры о том, что представляет собой «механический калькулятор» более поздних устройств, таких как умножающие и складывающие инструменты Морланда при совместном использовании, цистула Каспара Шотта, машинная арифметика Рене Грийе и рабдология Клода Перро в конце века, и Позже, в начале 20 века, Бамбергер Омега , несомненно, пошел по тому же пути, что и Шикард, с его новаторской комбинацией стержней Напьера и счетной машины, предназначенной для облегчения умножения. [11]

Жизнь [ править ]

Рисунок трикетра Вильгельма Шикарда

Шикард родился в Херренберге и получил образование в Тюбингенском университете , получив первую степень бакалавра в 1609 году и магистра в 1611 году. Он изучал богословие и восточные языки в Тюбингене до 1613 года. В 1613 году он стал лютеранским священником, продолжая свою работу в церкви. до 1619 года, когда он был назначен профессором иврита в Тюбингенском университете .

Шикард был универсальным ученым и преподавал библейские языки, такие как арамейский, а также иврит в Тюбингене. В 1631 году он был назначен профессором астрономии Тюбингенского университета. Его исследования были обширными и включали астрономию, математику и геодезию. Он изобрел множество машин, в том числе одну для вычисления астрономических дат и одну для грамматики иврита. Он добился значительных успехов в картографировании, создав карты, которые были намного более точными, чем доступные ранее. [12]

Помимо прочего, он был известным резчиком по дереву и меди . [12]

Вильгельм Шикард умер от бубонной чумы в Тюбингене 23 или 24 октября 1635 года. [12] В 1651 году Джованни Риччоли назвал лунный кратер Шикард в его честь.

Политическая теория [ править ]

В 1625 году Шикард, христианский гебраист , опубликовал влиятельный трактат Mishpat ha-melek, Jus regium Hebraeorum (Название на иврите и латыни: Королевский закон), в котором он использует Талмуд и раввинскую литературу для анализа древнееврейской политической теории. [13] Шикард утверждает, что Библия поддерживает монархию. [14]

Чертежи счетных часов [ править ]

История [ править ]

Реплика счетной машины Шикардса
Оригинальный рисунок взят из книги Ф. Сек (редактор) «Вильгельм Шикард, 1592–1635, Astronom, Geograph, Orientalist, Erfinder der Rechenmaschine», Тюбинген, 1978

Около 1621 года Шикард построил машину, основанную на шестеренках, для выполнения упрощенных операций умножения, использованных в вычислениях орбиты Луны Иоганном Кеплером . [15] В 1623 и 1624 годах в двух письмах, которые он послал Кеплеру , описывался его дизайн и конструкция того, что он называл «arithmeticum organum» («арифметический инструмент»), который он изобрел [16].но которые позже будут описаны как Rechenuhr (счетные часы). Машина была разработана для помощи во всех четырех основных функциях арифметики (сложение, вычитание, умножение и деление). Среди его применений Шикард предположил, что это поможет в кропотливой задаче расчета астрономических таблиц. Машина могла складывать и вычитать шестизначные числа и сигнализировать о переполнении этой емкости, звоня в звонок. Счетная машина в базе была в первую очередь предназначена для помощи в сложной задаче сложения или умножения двух многозначных чисел. Для этого было разработано оригинальное расположение вращающихся костей Напьера.были установлены на нем. У него даже был дополнительный «регистр памяти» для записи промежуточных вычислений. В то время как Шикард отмечал, что счетная машина работает, в его письмах упоминается, что он попросил профессионала, часовщика по имени Иоганн Пфистер, построить законченную машину. К сожалению, он был уничтожен в результате пожара либо еще не завершенным, либо, во всяком случае, до доставки. Вскоре после этого Шикард забросил свой проект. Он и вся его семья были уничтожены в 1635 году бубонной чумой во время Тридцатилетней войны . [17]

В машине Шикарда использовались часовые колеса, которые были сделаны прочнее и, следовательно, тяжелее, чтобы предотвратить их повреждение под действием усилия оператора. Каждая цифра использовала колесо отображения, колесо ввода и промежуточное колесо. Во время переноса все эти колеса сцепились с колесами пальца, принимающего перенос.

Институт компьютерных наук Тюбингенского университета в его честь называется Институтом информатики Вильгельма Шикарда.

Приоритет изобретения [ править ]

Давно возник вопрос, кому отдать приоритет изобретения механического вычислителя. Механизм Шикарда был хронологически более ранним, но никогда не мог быть использован и, похоже, имел серьезные конструктивные недостатки. Дизайн Паскаля был немного позже, но работал великолепно. [18] [19]

В 1718 году ранний биограф Кеплера, Майкл Готлиб Ганш , опубликовал письма Шикарда , в которых описывалась вычислительная машина, и его приоритет был также упомянут в публикации 1899 года, Stuttgarter Zeitschrift für Vermessungswesen . [20] В 1957 году Франц Хаммер , один из биографов Кеплера, объявил, что рисунки Шикардом этих ранее неизвестных счетных часов предшествовали работе Паскаля на двадцать лет.

Бруно фон Фрейтаг-Лерингхофф построил копию машины Шикарда в 1960 году, но ему пришлось улучшить конструкцию механизма переноски:

Это простое на вид устройство на самом деле создает массу проблем для любого, кто пытается построить счетную машину, основанную на этом принципе. Основная проблема возникает из-за того, что единственный зуб должен входить в зубцы промежуточного колеса, вращать его на 36 градусов (одна десятая оборота) и выходить из зубьев, при этом сам вращается только на 36 градусов. Наиболее элементарное решение этой проблемы состоит в том, что промежуточное колесо, по сути, представляет собой две разные шестерни, одна с длинными зубьями, а другая с короткими зубьями вместе с подпружиненным механизмом разрядки (очень похожим на указатель, используемый на большом колесе в азартной игре). обычно известный как Корона и Якорь), что позволяет шестерням останавливаться только в определенных местах. Неизвестно, использовал ли Шикард этот механизм, но он определенно хорошо работает на репродукциях, созданных фон Фрейтагом Лорингхоффом .

-  Майкл Р. Уильямс [6] , История вычислительных технологий, IEEE (1997)

Изобретение Паскаля почти наверняка было независимым, поскольку «почти наверняка Паскаль не знал о машине Шикарда». [21] Паскаль понял, что однозубая шестерня подойдет только для переноса, который должен распространяться только в нескольких местах. Для большего количества пальцев сила, необходимая для распространения расширенных переносов, может повредить такие шестерни. [7]

Эти две машины существенно различались тем, что машина Паскаля была разработана в первую очередь для сложения и (с использованием дополнительных чисел) для вычитания. Счетная машина в дизайне Шикарда могла заклинивать в необычном случае, когда требуется переносить слишком много циферблатов, но она могла плавно вычитать, изменяя движение циферблатов в обратном направлении, что было невозможно в Паскалине. (Эксперименты с репликами показывают, что в случае застревания, когда выполняется попытка переноса более чем (скажем) через три диска, для оператора очевидно, что он может вмешаться, чтобы помочь машине выполнить дополнительные переносы. Это не так эффективно как и в случае с Pascaline, но это не является фатальным недостатком.) Счетная машина Шикарда также имеет функцию звукового предупреждения, когда выходное значение было слишком большим для имеющихся циферблатов. В Паскалине этого не было.

Паскаль пытался создать плавно функционирующую арифметическую машину для использования его отцом вначале, а затем для коммерциализации, в то время как счетная машина в конструкции Шикарда, похоже, была введена для помощи в умножении (посредством вычисления частичных произведений с использованием стержней Напьера, процесса которые также можно использовать для помощи подразделению).

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ Жан Маргин стр. 48 (1994)
  2. ^ «Краткая история вычислительной техники» .
  3. ^ «[...] но только в 1642 году Блез Паскаль дал нам первую механическую вычислительную машину в том смысле, в котором этот термин используется сегодня». Говард Эйкен , предложенная автоматическая вычислительная машина, представленная IBM в 1937 году.
  4. ^ «Паскаль изобрел счетную машину всего триста лет назад, когда он был юношей девятнадцати лет. Он был побужден к этому, увидев бремя арифметического труда, связанного с официальной работой его отца в качестве налогового инспектора в Руане. Он придумал идею механического выполнения работы и разработал подходящую для этой цели конструкцию, демонстрируя в ней ту же комбинацию чистой науки и механического гения, которая характеризовала всю его жизнь. Но одно дело - задумать и сконструировать машину, а другое - Чтобы его изготовить и использовать. Здесь были необходимы те практические дары, которые он продемонстрировал позже в своих изобретениях ... » Magazine Nature , проф. С. Чепмен, празднование трехсотлетия Паскаля , Лондон, (1942)
  5. ^ История компьютеров Счетные часы Вильгельма Шикарда. Проверено 31 января 2012 г.
  6. ^ a b Майкл Уильямс , стр.122 (1997)
  7. ^ a b Майкл Уильямс , стр.124,128 (1997)
  8. ^ Механизмы переноски с одним зубом хорошо работали в шагомерах 16-го века и все еще использовались в механических одометрах и газовых счетчиках в 20-м веке.
  9. ^ См. Механический калькулятор # Расчет часов
  10. ^ Рене Татон, стр. 81 (1969)
  11. ^ см., например, обсуждение настоящих умножающих машин на http://things-that-count.net
  12. ^ a b c История вычислительного фонда. «Запись Вильгельма Шикарда в« Истории вычислительного проекта » . Проверено 19 июля 2007 .
  13. ^ Эрик М. Нельсон , "Талмудические Содружества и рост республиканской исключительности, Исторический журнал, 50, 4 (2007), стр. 826
  14. ^ Эрик М. Нельсон , "Талмудические Содружества и рост республиканской исключительности, Исторический журнал, 50, 4 (2007), стр. 827
  15. ^ Вольфрам, Стивен (2002). Новый вид науки . Wolfram Media, Inc. стр. 1107 . ISBN 1-57955-008-8.
  16. ^ Джим Фальк, «Вещи, которые имеют значение: взлет и падение калькуляторов», things-that-count.net, 2014 г., стр. 94
  17. ^ См., Например, http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Biographies/Schickard.html .
  18. ^ обсуждение Шикарда
  19. ^ Шикард против Паскаля: пустой спор?
  20. ^ В статье о топографии Вюртемберге по Иоганн Готлиб Фридрих фон Bohnenberger . См. «Счетные часы» Вильгельма Шикарда . (Проверено 31 января 2012 г.)
  21. ^ Майкл Р. Уильямс | История вычислительных технологий, IEEE (1997)

Источники [ править ]

  • Проф. С. Чепмен (31 октября 1942 г.). "Блез Паскаль (1623-1662) 300-летие счетной машины" . Природа . Лондон. 150 : 508–509. Bibcode : 1942Natur.150..508C . DOI : 10.1038 / 150508a0 .
  • Уильямс, Майкл Р. (1997). История вычислительной техники . Лос-Аламитос, Калифорния: Компьютерное общество IEEE. ISBN 0-8186-7739-2.
  • Маргин, Жан (1994). Histoire des instruments et machines à calculer, trois siècles de mécanique pensante 1642-1942 (на французском языке). Германн. ISBN 978-2-7056-6166-3.
  • Гинзбург, Джекитиэль (2003). Scripta Mathematica (сентябрь 1932 г. - июнь 1933 г.) . Кессинджер Паблишинг, ООО. ISBN 978-0-7661-3835-3.
  • Гладстон-Миллар, Линн (2003). Джон Напье: Логарифм Джон . Национальные музеи Шотландии. ISBN 978-1-901663-70-9.
  • Сведин, Эрик Г .; Ферро, Дэвид Л. (2005). Компьютеры: история жизни технологии . Гринвуд. ISBN 978-0-313-33149-7.
  • Татон, Рене (1969). Histoire du Calcul. Que sais-je? № 198 (на французском языке). Университеты Франции.

Внешние ссылки [ править ]

  • О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , "Вильгельм Шикард" , архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс.
  • Schickard 1623 - Первый механический калькулятор - информация о конструкции и использовании калькулятора Schickard с 1623 года.