ЗЛОКЛЮЧЕНИЯ И МАШИНЫ СЭРА СЭМЮЭЛА
Интересный вариант механизированных палочек Непера предложил в XVII веке уже знакомый нам Сэмюэл Морлэнд.
* Сорока пятью годами раньше цилиндрическую форму палочек предложил и использовал в своей машине Вильгельм Шиккард. Надо полагать, что изобретение Шиккарда, как и вся его машина в целом, не были известны Кнрхеру и Шотту.
102
 |
Судьба сэра Сэмюэла полна взлетов и падений. Сын скромного сельского священника, он в 1649 году окончил один из колледжей Кембриджа и был оставлен в университете в качестве репетитора. Вскоре Морлэнда заметил государственный секретарь Джон Терло. По его рекомендации молодого магистра включают в состав английского посольства, отправлявшегося в Швецию. Посольству предстояло решить нелегкую задачу по установлению торгового и политического союза со шведским правительством, и в свиту руководителя посольства лорда — хранителя большой печати Англии Уайтлока подбирали людей образованных и внешне .привлекательных, способных произвести благоприятное впечатление на юную Христину и ее канцлера, многоопытного Акселя Оксеншерну. Видимо, Морлэнд неплохо зарекомендовал себя на дипломатическом поприще, поскольку в «Журнале шведского посольства» Бальстрод Уайтлок характеризовал его как «очень воспитанного человека и превосходного ученого, скромного и почтительного, в совершенстве знающего латынь и к тому же изобретательного механика» (разрядка наша.—Лет.).
После возвращения в Англию Морлэнд становится секретарем Терло, а в мае 1656 года в ранге «чрезвычайного посла» отправляется с поручением Кромвеля к герцогу Савойскому. Морлэнд должен был убедить герцога-католика отменить религиозные гонения на членов протестантской секты вальденсов в долине Пьемоита. Дипломатическая миссия Морлэнда успешно завершилась в конце 1656 года. В декабре он представляет свой отчет парламенту и удостаивается его специальной награды, а еще через два года публикует обширный том по истории протестантского движения в Пьемонте.
В Англии Морлэнд вновь занял пост секретаря Терло. Однажды он стал случайным свидетелем беседы Кромвеля с государственным секретарем и неким сэром Ричардом Уиллисом. Они обсуждали подробности заговора, цель которого заключалась в том, чтобы склонить будущего короля Карла II и его брата произвести высадку на берег Саесекса и убить их. Кромвель, обнаружив Морлэнда, который притворился спящим за своей конторкой, выхватил кинжал, чтобы убить шпиона. Однако Терло клятвенно уверил лорда-протектора, что его секретарь провел подряд две бессонные ночи "и, конечно, заснул за своим рабочим столом. Вмешательство
103
Терло спасло Морлэнду жизнь, но он, будучи смертельно оскорбленным, начинает двойную игру: сначала он тайно сообщает Карлу II о заговоре, а затем, захватив кое-какие важные документы, бежит к нему в Нидерланды. Карл милостиво встретил Морлэнда: возвел его в звание баронета и обещал быстрое продвижение по службе. Однако эти обещания выполнены не были, Мор-лэнд получил лишь пост почтмейстера и пенсию в 500 фунтов стерлингов, однако, запутавшись в долгах, вскоре был вынужден продать и пост и пенсию. «И тогда,— пишет Морлэнд в автобиографии,— разочаровавшись в возможности повышения по службе и получения какой-либо недвижимости, я посвятил себя математике и таким экспериментам, которые могли бы доставить удовольствие королю».
Так начинается второй период жизни Морлэнда, похоронивший средней руки государственного служащего и открывший выдающегося механика.
В 1661 году Сэмюэл Морлэнд обращается за своим первым патентом «на машину для подъема воды из шахт силой воздуха и пороха совместно». Построенная им модель насоса оказалась неработоспособной, как, впрочем, и аналогичная «пороховая машина» Дени Папена. Но после нескольких лет напряженной работы ему удается создать превосходную конструкцию насоса плунжерного типа. В январе 1673 года Морлэнд успешно демонстрирует его работу королю и высшим чинам адмиралтейства в Вулвическом доке и вскоре по заказу Карла II строит «водяную машину» для подачи воды из Темзы в Виндзорский замок.
Но не только насосы и другие средства подъема воды были предметом занятий Морлэнда в этот период — он берется за любую работу, лишь бы она хорошо оплачивалась: вставляет зеркала в оливковые рамы, подряжается следить за работой печатного станка, берет патент на «металлический камин» и т. д..
Кульминационный момент в жизни сэра Сэмюэла — присвоение ему звания королевского «магистр механи-корум». Но так как это звание не сопровождалось денежным вознаграждением, Морлэнд был вынужден по-прежнему добывать свой хлеб изобретениями. В 1681 году Карл II, узнав, что его кузен Людовик XIV собирается строить «водяную машину» для подъема воды из Сены к садам и дворцам Версаля, посылает Мор-104
лэнда во Францию. Там королевский «магистр механико-рум» представляет свой проект машины и ведет нескончаемые переговоры" о строительстве насосных станций с французскими чиновниками, а затем неожиданно возвращается в Англию. Причиной внезапного отъезда Морлэнда было, вероятно, его новое изобретение («машина для подъема воды на любую высоту с помощью силы пара»), о которой он спешил рассказать королю.' Машину Морлэнду построить не удалось, и он довольствовался лишь изложением ее идеи в книге, ^выпущенной им в 1685 году в Париже.
После возвращения в Англию Морлэнд продолжает заниматься изобретательством, но уже с меньшим успехом, и живет главным образом на скромную королевскую пенсию. Не достигнув успеха на служебном поприще и не приобретя состояния, он искал счастья в семейной жизни. Но и здесь сэра Сэмюэля ожидало тяжкое разочарование — первые его четыре жены умерли молодыми, а от пятой — «женщины дурного нрава и скверной репутации» — он и сам с трудом избавился с помощью развода.
Конец жизненного пути Сэмюэля Морлэнда был печальным: он ослеп и в полном одиночестве, мучимый раскаянием в своем предательстве, умер 30 декабря 1695 года.
, Как человек сэр Сэмюэл особых симпатий не вызывает—был он слабохарактерен, до болезненного тщеславен, зависим от чуждого мнения и трусоват.- Но ка.к изобретатель он имеет не так уж много равных себе в богатом на изобретательские таланты XVII столетии.
Помимо насосов и паровых машин, ему принадлежит авторство сохранившегося до нашего времени рупора-громкоговорителя, устройства для «улавливания, звуков» (прообраза современной слуховой трубки), кабестана для поднятия тяжелых якорей и т. д. Морлэнд занимался математикой, криптографией, фортификацией и выпустил около десятка книг по различным вопросам.
Для нас, естественно, особый интерес Морлэнд представляет как изобретатель первых английских счетных машин. Таких машин было три. Первая из них предназначалась для решения треугольников и нахождения значений тригонометрических функций. По современной терминологии она может быть отнесена к вычислительным машинам аналогового типа. Со второй машиной —
105
суммирующей — мы уже познакомились ранее. Наконец третья машина представляла собой попытку механизации палочек Непера (рис. 55).
Цифры каждой из 10 палочек Морлэнд расположил по периметру тонкого металлического диска так, чтобы единицы и десятки оказались на противоположных концах диаметра. Лицевые стороны 5 круглых дисков представляли собой палочки для цифр от 0 до 4, а их обратные стороны соответствовали палочкам 5, 6,...,9. Эти диски надевались на полукруглые оси, расположенные в верхней части машины. 6-й диск предназначался для извлечения квадратного корня.
Для выполнения операции умножения соответствующие диски снимались с верхних осей и переносились на нижние, рабочие оси (а,..„р).
Предположим, необходимо перемножить 1734 и 24. Для этого на 4-х нижних осях (считая с крайней правой) нужно поместить диски для «I», «7», «З» и <4». Каждая из нижних осей продолжалась внутри машины небольшой шестеренкой, которая входила в зацепление с зубчатой рейкой LM'. Эта рейка могла перемещаться в продольном направлении с помощью ключа GH, а ее движение отмечалось стрелкой, которая скользила вдоль шкалы EF. Шаг между зубьями шестеренки равнялся угловому расстоянию между цифрами на дисках.
После установки необходимых дисков на рабочих осях нижняя часть машины закрывалась пластиной PQ, имеющей 7 смотровых окон.
Крайние окна позволяют увидеть лишь одну цифру диска, остальные — по две цифры, принадлежащие разным дискам. Ключ поворачивают до тех пор, пока стрелка не остановится против цифры множителя (в нашем примере—4) на шкале .EF.
Тогда в окнах мы прочтем результат умножения, то есть (4+2), (8+1), (2+1), (6) == 6936. Затем вновь поворачивают ключ, устанавливая стрелку против цифры 2, и получают следующее частное произведение (2 + 1), (4), (6), (8) = 3468. Просуммировав затем частные произведения, получим окончательный результат.
Итак, множительная машина Морлэнда на самом деле лишь упрощала считывание промежуточных результатов: тем не менее современники находили ее «весьма искусной».
НОВЫЕ ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЛИЦА В СТАРОЙ ИСТОРИИ
18-летний Блез Паскаль изобрел суммирующую машину, чтобы помочь отцу в утомительных вычислениях. Через 245 лет другой 18-летний француз Леон Болле, также движимый сыновьим чувством, изготовил множительную машину, дабы облегчить расчеты отцу, литейщику, занимавшемуся производством колоколов.
Несмотря на свой юный возраст, Леон был уже опытным изобретателем. ,С детских лет он начал работать в мастерской отца и к 15 годам был автором «водного
106
велосипеда», «плавательной машины» и «лодки со стабилизирующими поплавками». Свою множительную машину, первую удачную машину подобного рода, Леон Болле представил в 1888 году Парижской академии наук, а в следующем году с большим успехом демонстрировал ее на парижской Всемирной выставке.
Основная идея Болле состояла в том, чтобы представить палочки Непера цилиндрическими штырями различной высоты, укрепленными в плоской металлической пластинке. Отдельные произведения представлялись двумя штырями — один соответствовал единицам, другой десяткам. Высота штыря в определенном масштабе равнялась цифре, стоящей в соответствующем разряде произведения. Пластинка со штырями перемещалась так, что штыри наталкивались на зубчатые рейки и сдвигали их на различную длину в зависимости от высоты штыря.
Соответственно на различное число зубьев поворачивались колеса счетчика, сцепленные с рейками.
Первым, кого осенила мысль о материальном воплощении палочек Непера, был американец Эдмунд Барбур, в 1872 году он взял патент на множительную машину. Однако ни машина Барбура, ни машина другого изобретателя—Рамона Вереа (1878) не были работоспособными. Но вряд ли Болле мог знать об этих патентах, поэтому вся слава первооткрывателя безусловно принадлежит ему.
Идею Болле подхватил и развил немецкий изобретатель Отто Штайгер. Он предложил в 1893 году несколько вариантов материального воплощения палочек Непера. Основное отличие его машины состояло в следующем: у Болле каждой цифре множимого соответствовала пластинка со всеми палочками, у Штайгера — пластина с отдельной палочкой, что было гораздо проще.
9 пластин-палочек, которые Штайгер назвал множительным конгломератом, располагались одна над другой и неразрывно соединялись между собой (на рис. 56 изображена одна такая пластинка для
числа 8).
Конгломерат может двигаться по трем направлениям. Прежде всего он имеет вертикальное движение (перпендикулярное к плоскости), сообщаемое рукояткой МК. Если эту рукоятку установить на цифру 8, то конгломерат, передвигаясь в вертикальном направлении, займет такое положение, что его пластинка 8 окажется в одной плоскости с зубчатыми рейками Z. Второе движение конгломерата совершается в горизонтальном направлении, как указывает стрелка I, и вызывается вращением рукоятки К. Во время полного оборота рукоятки конгломерат делает двукратное движение туда и обратно.
107
При этом зубцы выступов, находящиеся в одной плоскости с рейками Z, сталкиваются с последними и продвигают их вправо на расстояние, соответствующее длинам выступов. Третье движение происходит также в горизонтальном направлении, но уже снизу вверх, как это показывает стрелка II. Последние два движения согласованы между собой: сперва на зубчатые рейки действуют выступы десятков, а затем после соответствующего короткого перемещения конгломерата в направлении II — выступы единиц.
Движение зубчатых реек передается на счетчик посредством четырехгранных осей и передвигаемых по ним зубчатых колес S.
Машину Болле — Штайгера с 1893 года начала выпускать в Цюрихе фирма «Ганс Эгли» под фирменной маркой «Миллионер».
Леон Болле вскоре полностью охладел к счетной технике и принялся за конструирование автомобилей. В 1889 году он запатентовал свою первую конструкцию — трехколесный автомобиль, в котором место шофера находилось позади пассажирских мест. За- этой ед машиной последовали другие. В родном Ле-Мане Болле организовал производство автомобилей собственной конструкции. В 1890 году он получил орден Почетного легиона за заслуги в автомобилестроении.
Через несколько лет Болле вновь изменил своим при-вязанностям и занялся конструированием самолетов. Но ранняя смерть—Болле умер в 1913 году на 44-м году жизни—не позволила талантливому конструктору осуществить свои замыслы в этой области...
Машина «Миллионер» выпускалась в течение 4-х десятилетий. В 20-е годы идею Болле использовал в своей пишущей счетной машине американский изобретатель Гопкинс.
Часть III |
В ноябре 1792 года известный английский историк и политический деятель Эдмунд Берк писал: «Век галантности проходит. Ему на смену приходит век софистов, экономистов и вычислителей; слава Европы исчезнет навсегда...»
