КТО ИЗОБРЕЛ КОЛрСО?
В истории науки открытия встречаются не так уж часто. Поэтому настоящей сенсацией стал доклад доктора Франца Гаммера на семинаре по истории математи-
37.
ки в Научно-исследовательском математическом институте Обервольфаха (ФРГ) в 1957 году.
Более 300 лет считалось, что автором первой счетной машины является Блез Паскаль. Правда, иезуит Иоганн Цирман в своей книге «Disciplinae mathematicae» (1640) писал о счетной машине, которую он якобы изобрел, изготовил и успешно демонстрировал во время своих лекций в Амстердаме и Левене. Однако машину отца Иоганна никто не видел, и пальма первенства безоговорочно отдавалась Паскалю.
Гаммеру удалось показать, что проект первой счетной машины был создан по меньшей мере на два десятилетия раньше, чем колесо Паскаля, а сама машина была (предположительно) изготовлена в середине 1623 года.
История этого открытия такова.
Работая в городской библиотеке Штутгарта, директор Кеплеровского научного центра доктор Гаммер обнаружил фотокопию эскиза неизвестной ранее счетной машины *. Ему удалось установить, что этот эскиз представляет собой отсутствующее приложение к опубликованному ранее письму к Кеплеру профессора университета в Тюбингене Вильгельма Шиккарда. В письме от 25 февраля 1624 года Шиккард, ссылаясь на чертеж, описывает внешнее устройство придуманной-им счетной машины, которую он назвал «часами для счета» (рис. 17): «...ааа—верхние торцы вертикальных цилиндров, на боковых поверхностях которых нанесены таблицы умножения; цифры этих таблиц при необходимости могут наблюдаться в окнах ввв скользящих планок. К дискам ddd крепятся изнутри машины колеса с десятью зубьями, каждое из которых находится в таком зацеплении к себе подобным, что если любое правое колесо повернется десять раз, то находящееся слева от него колесо сделает один поворот или, если первое из упомянутых колес сделает 100 оборотов, третье слева колесо повернется один раз. Для того чтобы зубчатые колеса вращались в одном и том же направлении, необходимо иметь промежуточные колеса...
Цифры, которые имеются на каждом колесе, могут наблюдаться в отверстиях ссс среднего выступа. Наконец, на нижнем выступе имеются вращающиеся гЬловки еее, служащие для записи чисел,
* Оригинал хранился в архиве Кеплера, находящемся в Пулковской обсерватории близ Ленинграда.
38
которые появляются при вычислениях — они видны в отверстиях fff...»
Теперь стало более понятным другое письмо Шиккарда Кеплеру (от 20 сентября 1623 года), на которое прежде исследователи обращали мало внимания. В нем Шиккард сообщал, что осуществил механически то, что Кеплер делал алгебраически. Он сконструировал машину, состоящую из 11 полных (десятизубых.— Авт.) и 6 неполных (однозубых.—Авт.) колес. Машина сразу и автоматически проделывает сложение и вычитание, умножение и деление. Кеплер был бы приятно удивлен, пишет Шиккард, если бы увидел, как машина сама накапливает и переносит влево десяток или сотню и как она отнимает то, что держит в уме при вычитании...
Гаммеру удалось обнаружить еще один чернильный набросок машины Шиккарда и письменные указания механику Вильгельму Пфистеру, изготовлявшему машину, а также собрать некоторые биографические сведения об ученом.
Вильгельм Шиккард (1592—1636) появился в Тюбингене в 1617 году как профессор кафедры восточных языков местного университета. В том же году он вступает в переписку с Кеплером и рядом немецких, французских, итальянских и голландских ученых по вопросам астрономии. Заметив в 25-летнем ученом незаурядные математические способности, Кеплер настоятельно советует ему заняться математикой. Последовав этому совету, Шиккард достиг больших успехов на новом поприще, и в 1631 году занял кафедру математики и астрономии. В 1636 году Шиккард и его семья погибли от холеры. Труды ученого были забыты в смутное время Тридцатилетней войны.
Следуя найденным Гаммером материалам, ученые Тюбингенского университета в начале 60-х годов построили действующую модель машины Шиккарда (рис. 20).
Машина была десятичной, 6-разрядной. На каждой из 6 парал лельных осей располагались: гладкий диск с 10 отверстиями (установочное колесо; одно из отверстий метилось белой точкой, означавшей нулевое отверстие, начало отсчета), зубчатое (счетное) колесо с 10 зубьями, цилиндр с цифрами на боковой поверхности и однозубое колесо. Ниже этого ряда располагался другой цилиндр, состоявший из 5 параллельных осей, на каждой из которых сидела десятизубая шестеренка (триб). Она находилась в постоянном зацеплении с десятизубым колесом левого (старшего) разряда и могла
39
поворачиваться однозубым колесом, расположенным справа. Это однозубое колесо выполняло роль механизма передачи десятков, шестеренка же была промежуточным элементом, благодаря которому все счетные колеса вращались в одну сторону. Для работы с числами, чья сумма превышала миллион, Шиккард предлагал использовать предметное представление: каждая единица 7-го разряда отмечалась колечком, которое надевалось на палец левой руки.
Вычитание выполнялось вращением установочных колес в обратном направлении, так как механизм передачи десятков был рс-версивньЙИ.
Кроме суммирующего механизма, в машине Шиккар-да имелось множительное устройство, расположенное в верхней, вертикальной, части машины и представлявшее собой неперовские палочки, свернутые в цилиндр (о них речь будет идти в следующей главе).
Была ли построена машина Шиккарда при жизни ее изобретателя? К сожалению, на этот счет нет достоверных сведений. Из упоминавшегося выше письма Шиккарда от 25 февраля 1624 года следует, что один наполовину готовый экземпляр машины, находившийся у механика Пфистера, сгорел во время трехдневного пожара, «поэтому я пишу тебе, чтобы отвести душу, так как переживаю потерю очень тяжело и не имею времени быстро создать новую машину»,— добавляет Шиккард.
На вопрос, использовал ли Паскаль в своей арифметической машине идеи Шиккарда, следует ответить отрицательно.
Документы говорят о том, что никаких сведений о счетной машине 1623 года не дошли до научных кругов Парижа *, и, следовательно, Паскаль был полностью независим в своем изобретении. Некоторые элементы (в частности, способ ввода чисел в машину) у Шиккарда и Паскаля в принципе идентичны, однако основной узел машины — механизм передачи десятков — выполнен у Шиккарда значительно проще и надежней. Впоследствии шиккардовский способ передачи был переизобретен другими; он встречается в счетных машинах значительно чаще, нежели паскалевский.
Вероятно, Вильгельма Шиккарда следует считать одним из предшественников механизации счета, но не изобретателем счетной машины, так как его машину никто не видел, распространения она не получила и в отличие от машины Паскаля влияния на'последующее развитие механизации счета не оказала. -
* Ни Шиккард, ни Кеплер впоследствии не возвращались в своей переписке к вопросу о механизации счета.
40
