КТО ЖЕ ИЗОБРЕЛ КОЛЕСО?
Итак, счетное колесо впервые предложил не Паскаль, а Шиккард! Но, может быть, и у него были предшественники?
Через 10 лет после открытия Франца Гаммера в Национальной библиотеке Мадрида были обнаружены два тома неопубликованных рукописей Леонардо да Винчи. И среди чертежей «Codex Madrid I», почти полностью посвященного прикладной механике, ученые нашли эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубыми колесами. В рекламных целях оно было воспроизведено фирмой IBM (рис. 22) и оказалось вполне работоспособным...
Но был ли и Леонардо да Винчи первым?
«НОВЫЙ И ЧРЕЗВЫЧАЙНО ПОЛЕЗНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ...»
Так нескромно отзывался о своей созданной в 1666 году машине соратник Кромвеля, а впоследствии magister mechanicorum короля Карла II, дипломат, историк и замечательный механик сэр Сэмюэл Морлэнд (1625—1695). Подробнее, с трудной жизнью сэра Сэ-мюэла и его злоключениями мы познакомимся в следующей главе, а сейчас лишь рассмотрим его суммирующую машину — первую в Англии.
Верхняя крышка машины (рис. 21) посеребрена, и в ней сделано 6 отверстий, градуированных по периметру; шкалы нижних отверстий разделены на 4, 12 и 20 частей (они использовались для подсчета фартингов, пенсов и шиллингов); верхние отверстия имеют десятичные шкалы — для подсчета единиц, десятков и т. д. фунтов стерлингов. .Под каждым отверстием — диск, градуированный аналогичным отверстию образом и вращающийся на оси, укрепленной на нижней крышке машины. Напротив каждой цифры на диске — отверстие; вставив в него штифт, можно повернуть диск на определенный угол, установив таким образом в данном разделе машины нужную цифру. Эта цифра видна в окошке в верхней части каждой шкалы. Под окошком, несколько несимметрично относительно его центра, расположен упор, который служит стопором для штифта при вводе чисел. Таким образом, механизм ввода в машине Морлэнда в принципе не отличается от шиккардовского и пас-калевского.
Над каждым диском есть еще один малый диск, который служит счетчиком оборотов нижнего. Это достигается с помощью од-нозубой передачи: у нижнего диска один зуб, у верхнего—10, поэтому при полном повороте нижнего диска верхний поворачивается
41
на '/ю своего оборота. Для регистрации этого поворота на ось верхнего диска поверх него насажен гладкий диск с десятичной шкалой.
В начале счета все диски с помощью штифта выставляются на нуль. При сложении нижний диск вращается по часовой стрелке, при вычитании — против нее, причем в этом случае штифт вставляется в отверстие, находящееся под окошком, а диск вращается до совпадения с цифрой вычитаемого.
Полученные в каждом разряде результаты соответствующим образом суммируются, например число, зарегистрированное счетчиком полных оборотов разряда фартингов, добавляется к разряду пенсов путем поворота нижнего диска разряда пенсов на соответствующий угол.
Морлэнд, по-видимому, переизобрел однозубую передачу Шиккарда, но использовал ее в упрощенном варианте — не для передачи десятков, которая в машине Морлэнда отсутствовала, а лишь для автоматического подсчета полных оборотов счетного диска.
Машина Морлэнда примитивнее своих предшественниц. Пожалуй, будь сэр Сэмюэл знаком с машинами Шиккарда и Паскаля, он не стал бы столь нескромно нахваливать свое изобретение и издавать о нем брошюру, название которой мы использовали в качестве заголовка.
ЕЩЕ ОДНО УВЛЕЧЕНИЕ ГОСПОДИНА КЛОДА ПЕРРО
В начале XVH века в Париже жил некий парламентский адвокат по имени Пьер Перро и было у него пятеро сыновей — Жан, Никола, Пьер, Шарль и Клод.
Однажды Никола .Буало-Депрео, знаменитый поэт и, по словам А. С. Пушкина, «французский рифмачей суровый судия», сказал, что «в духе этой семьи была определенная странность».
Этой странностью, поражавшей не только Буало, но и многих его современников, была склонность братьев к увлечению самыми разнообразными занятиями. Пожалуй, лишь старший—Жан, выбравший профессию отца, сохранил некоторое постоянство вкусов.
Никола Перро посвятил себя церкви, но, будучи уже бакалавром теологии, занимался математикой, механикой и ... пародийным переложением в стихах шестой книги «Энеиды», которое заслужило похвалу самого Сирано де Бержерака. Впоследствии, впрочем, Никола 'оставил светские увлечения и достиг высокого совер-
42
шенства в религиозном красноречии. Он умер 38 лет от роду, оставив после себя несколько теологических сочинений.
Пьер Перро-младший был адвокатом и финансистом, но разорился и нашел утешение и источник пропитания в занятиях наукой, литературной критикой и переводами.
Шарль Перро, самый знаменитый, пожалуй, из всех братьев, был королевским контролером зданий, но, кроме того, полным академиком, известным поэтом, критиком, эссеистом, мемуаристом, а в конце жизни — еще и знаменитым сказочником.
Наконец Клод Перро — самый «перроистый» из всех Перро — врач и архитектор, физик, натуралист, переводчик, археолог, конструктор, механик, а при случае— рифмоплет.
Братья Перро были преданы друг другу как члены шотландского клана,, и каждый из них в любой дискуссии мог рассчитывать на перо других Перро. Примером тому может служить известный в истории литературы «Спор о древних и новых авторах»; братья Перро выступали в нем против подражания древним «классицистам» во главе с Никола Буало.
Наступление начал Пьер Перро в предисловии к собственному переводу «Перевернутого ведра» Тассони (1678). Буало незамедлил откликнуться: четвертую песнь своего «Поэтического искусства» он начал весьма прозрачным намеком:
Жил во Флоренции когда-то некий врач —
Прославленный хвастун и всех больных палач.
С чумою у врача большое было сходство,
Тут он обрек детей на раннее сиротство,
А там из-за него оплакал брата брат,
Не перечесть — увы — бесчисленных утрат...
Далее говорилось о том, как однажды незадачливый врач
...в лавке приобрел линейку, карандаш,
Галена тяжкий труд навек оставил прочим
И, недостойный врач, стал превосходным зодчим.
В литературно-художественных кругах Парижа узнали во « враче из Флоренции» другого Перро — Клода.
Клод не остался в долгу, написав басню «Ворон, излеченный аистом, или Совершенный завистник». Буало ответил эпиграммой, в которой объявлял нападки на древних безумием и варварством и удивлялся тому,
43
что последнее могло свить себе гнездо во Французской академии. Это был намек на Шарля Перро—члена академии. И Шарль нанес последний и сокрушительный удар в лоэме «Век Людовика Великого» и в критических «Параллелях между древними и новыми авторами» (1687).
Отвергнув античную литературу как образец для подражания, Ш. Перро обратился к фольклору. В 1696 году в журнале «Галантный Меркурий» была напечатана без обозначения автора сказка «Спящая красавица». В следующем году она вместе с другими («Красная шапочка», «Кот в сапогах», «Мальчик с пальчик») была напечатана в отдельном сборнике «Сказки моей матери Гусыни, или Истории и сказки былых времен с моральными наставлениями». Сборник имел шумный успех, и вряд ли сейчас можно найти человека, не слыхавшего в детстве этих сказок.
Главный герой нашего рассказа — Клод Перро — в течение 50 лет своей жизни довольствовался занятиями медициной, «натуральной историей» и физикой. Учился он на медицинском факультете Сорбонны, одного из старейших в Европе университетов. Любопытны вопросы, которые Клод Перро выбрал для экзаменационной работы на степень бакалавра:
Стареет ли душа, как и тело?
Не опасно ли в летние дни охлаждать вино льдом?
Нужно ли применять прижигания в случае застарелой дрожи головы и членов?
Не менее содержательны были вопросы, нашедшие отражение в его докторской диссертации:
Может ли врач жениться?
Может ли он путешествовать?
Может ли он торговаться с больными?
Следует ли в случае четвёртого приступа лихорадкп применять кровопускание или лучше назначать очищение желудка?
В 1661 году, когда Клоду шел уже 48-й год, умер всесильный временщик кардинал Джулио Мазарини.
Руководителем внутренней и внешней политики госу дарства стал Кольбер, сын сукноторговца из Реймса. Умный, суровый, «никогда не улыбавшийся» Жан-Батист Кольбер фанатично служил делу укрепления во Франции абсолютной монархии. Он, в частности, считал, что литература и искусство нужны лишь постольку, по-
44
скольку они прославляют и возвеличивают «короля-солнце» Людовика XIV. В 1665 году Кольбер провел реорганизацию Королевской академии живописи, превратив ее в государственное учреждение, а в 1671 году основал Королевскую академию архитектуры. Он посылал молодых архитекторов в Рим учиться на классических образцах древности и требовал от академии переполов и изданий книг античных авторов, в частности «10 книг по архитектуре», принадлежавших перу выдающегося римского инженера и архитектора Марка Поллиона Витрувия.
По рекомендации близкого к Кольберу Шарля Перро перевод Витрувия был поручен Клоду, который необычайно увлекся искусством «застывшей музыки» и решил испытать свои силы в архитектуре. Один из первых проектов Клода Перро, связанный с перестройкой Лувра, сделал его известным зодчим: Перро стал победителем конкурса на проект восточного фасада ансамбля двух дворцов, объединенных в XVJI веке,— Тюильри и Лувра. Фасад, именующийся также «Колоннадой Перро», строился вплоть до 1674 года. Он является одним из наиболее известных архитектурных произведений французского классицизма и, несомненно, наиболее выдающимся произведением Клода Перро.
Среди других работ Перро, умершего 9 октября 1688 года в Париже, можно отметить сочинение «О пяти типах античных колонн», 4-томное «Эссе по физике», «Мемуар по натуральной истории животных», в котором, между прочим, впервые правильно названа причина изменения окраски у хамелеона, и, наконец, «Сборник большого числа машин собственного сочинения», изданный посмертно в 1700 году. В нем собраны изобретения Перро, описанные ранее в периодически издаваемом «Сборнике машин, одобренных академией».
Среди этих изобретений — «машины для поднятия тяжестей», «маятниковые часы, приводимые в движение с помощью воды», « машина для увеличения эффекта огнестрельного оружия» и многие другие. Под № 10 здесь числится изобретение, объясняющее наш интерес к Клоду Перро,— это суммирующая машина. Принцип ее устройства существенно отличается от паскалевского: взамен зубчатых колес в ней используются зубчатые рейки (кремальеры).
45
«Я назвал эту машину «рабдологический абак», потому что древние называли абаком небольшую доску, на которой написаны цифры, а рабдологией — науку выполнения арифметических операций с помощью ма-„ леньких палочек с цифрами...» — так начинает описание своего изобретения Клод Перро.
Машина представляет собой небольшую пластину «толщиной в палец», длиною примерно в фут и ширино.ю в полфута. В пластине выдолблены пазы, и в них размещены линейки я, Ь, с, d, e, f, g, которые могут подниматься вверх и опускаться к основанию машины. Они разделены по длине на 26 частей глубокими прорезями, в которые вставляется острие штифта, осуществляющего перемещение линеек. В промежутках между прорезями расположены восходящая и нисходящая цифровые последовательности, разделенные 4 пустыми делениями. Линейка а служит для представления единиц, линейка в —
десятков и т. д. вплоть до «миллионной» линейки g (рис. 23).
Линейки отделены одна от другой тонкими, но прочными пластинками, в «ижией части которых прорезаны прямоугольные отверстия; их длина равняется трем длинам деления линейки.
У основания каждой линейки (кроме разряда единиц) с правой стороны расположена гребенка, состоящая из 11 зубьев, причем каждому зубу соответствует находящаяся над ним цифра последовательности 0, 1, ..., 9, 0. С другой стороны линейки находятся подпружиненные крючки М. Благодаря разделяющей пластинке крючок -будет спрятан в теле линейки до тех пор, пока он не окажется симметричным относительно прямоугольного отверстия в пластине.
То гда пружина вытолкнет крючок, он пройдет в отверстие и зацепится за зуб лежащей слева пластинки.
Лицевая крышка ABCD машяны имеет два длинных горизон-талвных окошка EF и ОН. Когда линейки поднимаются или опускаются, в этих окошках появляются цифры восходящей и нисходящей последовательностей, причем сумма цифр одной и той же линейки в верхнем и нижнем окошках всегда равняется 10. Окошко GH используется при выполнении операции сложения, а окошко EF — вычитания. Между ними расположено 7 узких вертикальных пазов /—К, вдоль которых нанесены шкалы: их деления пронумерованы цифрами 1, 2, ..., 9. В нижнем части лицевой крышки выгравирована таблица умножения.
Для ввода числа ставят и1тифт в соответствующую прорезь на линейке, которая видна в вертикальном пазу, и сдвигают линейку до тех пор, пока штифт не упрется в нижний торец паза. При этом вводимое число покажется в обоих окошках одновременно.
Если к введенному числу, скажем к 7, требуется добавить число 6, то поступают аналогичным образом. При сдвиге линейки а к основанию машины крючок М
входит в зацепление с зубьями линейки в и продвигает ее на одно деление вниз. В результате этого в разряде десятков нижнего окошка появится единица. Для того чтобы получить верную цифру в разряде единиц (то есть 3), следует, не извлекая штифта из прорези, продвинуть линейку вверх, пока штифт не упрется в торец паза.
При выполнении операции вычитания действия вычислителя аналогичны, но результат читается не в нижнем, а в верхнем окош-
46
ке. Заметим также, что если уменьшаемое содержит один или несколько нулей, то результат операции приходится корректировать.
Остроумная идея Клода Перро лежала в стороне от «генерального направления» развития счетной техники, связанного с использованием зубчатых колес. Но тем не менее она нашла впоследствии применение в ряде очень простых и надежных счетных приборов, таких, как «Счетчик» петербургского изобретателя E. Куммера, «Комптатор» Ганса Забельного из Дрездена и некоторых других.
