От абака до компьютера

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. 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

Пионеры автоматизации-вычислении

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...»


Содержание раздела