历史上最伟大发明之一：机械计算器，精密机械的巅峰

说起人类历史上的伟大发明，可以说数不胜数，比如蒸汽火车，它是人们主要的交通工具在19世纪。当时，蒸汽火车代表着时尚和进步。蒸汽火车所到之处，就相当于人类工业文明所到之处！然而，蒸汽火车在20世纪逐渐被内燃机车取代，现在电力机车已经取代了内燃机车！

今天这篇文章讨论的发明，就像当年的蒸汽火车一样，曾经是人类在某个时期的重要发明，并被广泛应用，但现在已经被更先进的产品所取代。它是电子计算器机械计算器的前身！

众所周知，人类历史上第一台电子计算机于1946年在美国研制成功。这台电子计算机采用真空管，重达30吨，消耗大量能源，而且由于工作时发热严重，它需要。经常关门休息！

只有像美国这样的有钱人才能买得起这样的电子计算机！事实上，直到20世纪70年代，集成电路出现之后，便携式电脑才真正开始受到大众的欢迎。那么问题来了，人们，尤其是一些科研人员工程人员或者商业会计人员，通常是用什么来完成复杂的计算呢？想要布料吗？

这时候有人就会回答：算盘！

其实当时的中国主要用的是算盘！

但当时西方出现了一种延续了三个世纪的黑科技产品，比中国的算盘好用得多：

机械计算器！

上面两张图是二战后人们常用的机械计算器，是最后一代机械计算器。这种计算器比长方形的铁饭盒大不了多少，可以说是比较方便携带的！

但人类发明的第一台机械计算器与后来的产品有很大不同！

上图是人类历史上第一台真正的机械计算器。它的全称是滚子加法器，也称为帕斯卡加法器！

这台机器是法国哲学家和数学家布莱斯·帕斯卡于1642年发明的！

当你看到帕斯卡这个词时，你这个已经完成了九年义务教育并且特别优秀的人，是不是感觉有点眼熟呢？

顺便说一句，帕斯卡是我们在物理课上经常遇到的压力单位：帕斯卡！

说起来这个帕斯卡，还真是一位少年天才啊！1642年，他出生于法国的一个数学家家庭。他三岁时失去了母亲，由身为税务官员的父亲抚养长大。他很小的时候就对科学研究产生了兴趣！年轻的帕斯卡对他的父亲有着深厚的感情。他看着年迈的父亲，每天为计算税率而苦苦挣扎，想帮助他，但又怕父亲身体不好。所以这位未来的伟大科学家想帮助他的父亲。制造一台可以计算税收的机器，于是他在19岁的时候就发明了人类历史上第一台机械计算机！

人类历史上第一台划时代的机械计算机，居然是孝子送给老父亲的礼物！

帕斯卡的计算机是一个由一系列齿轮组成的装置，形状像一个长方形的盒子！必须像小孩子的玩具一样用钥匙转动，而且是加减法之后才能转动！

这是利用齿轮啮合原理制作的十进制梯子。当齿轮旋转一周时，10个齿中最长的齿将与较高的齿轮相配合，实现运输。同样道理反向旋转，就是减法计算。

帕斯卡是一位真正的天才。他在许多领域都取得了成就。当人们介绍他时，都说他是数学家、物理学家、哲学家、流体动力学家和概率论的创始人。学过物理的人都知道一个关于流体压力本质的“帕斯卡定律”，这个定律是他的伟大发现并以他的名字命名！

他甚至还是一位作家，曾因其优美的散文而闻名于法国！可惜他的长期潜心研究损害了他的健康，于1662年去世，享年39岁！

帕斯卡去世10年后，人类科学史上比帕斯卡更出名的德国人莱布尼茨改进了帕斯卡的加法机，最终成为机械计算器的创始人！

接受了九年义务教育，成绩优异的你，看到莱布尼茨两个字，眼睛是不是又亮了？

顺便说一句，莱布尼茨是人类数学史上为数不多的大师之一，因为他和牛顿独立发明了微积分！

不过，莱布尼茨和牛顿有很大的区别，因为牛顿最擅长的是“幻想”。虽然这些幻想非常庞大和先进，但它们很少发明和制造真实的物体！

但是这个莱布尼茨非常擅长发明和制造实物，这个机械计算器就是他的发明之一！

莱布尼茨的改进使得机械计算器可以执行乘法和除法的功能，甚至可以进行平方根运算！

这类计算器用手柄的转数来表示乘的倍数。主轴的不同位置对应不同的齿数，即可完成乘法计算！

莱布尼茨对人类的另一伟大贡献是，公元1700年，他受到朋友送给他的中国易图（八卦）的启发，领悟了二进制的真正含义！莱布尼茨乘法器虽然仍然使用十进制，但却是第一个提出计算机设计和系统的二进制算法，为计算机的现代发展奠定了坚实的理论基础！

莱布尼茨的机械计算器虽然使用方便，但长轴太长，不便于运输。有些模型重达十公斤，长度可达一米！一百多年后，直到1874年鲍德温和奥德纳在前人的基础上才使用了变齿齿轮，并将长计算轴缩短了！

但此时的计算器还是相当烦人，结果人们不得不用手在纸上记笔记！

不到10年，美国又一位伟大的发明家费尔特出现了。他把计算器和当时问世的打字机结合起来，这样计算结果就可以直接记录在纸上了！

后来，有人改进了菲尔特计算器，增加了电动机。于是，出现了电动计算器，而以前的计算器叫做手持计算器！

然后全键盘改为九键式！

上图是全键盘，下图是九键键盘！

机械计算器，终于完美了！

机械计算机的应用在第二次世界大战期间达到顶峰。它们构成了轰炸机轰炸机瞄准具的基础。另外，雷达发现飞机后计算飞机的速度，战斗中随时调整舰炮的仰角，都需要机械计算机！

在电子计算机出现之后，机械计算机也曾使用过一段时间，主要是因为当时电子计算机太贵了，而且体积太大！然而，电子计算机的主要部件后来迅速从真空管发展到晶体管，最后发展到集成电路！

20世纪70年代，推出了采用集成电路的手持式电子计算机。这种电子计算机本来就很便宜，而且携带方便。此后，机械计算机逐渐消失，到了20世纪80年代就彻底消失了！

机械计算器的结构比较复杂。如果出现错误，维护起来非常麻烦。需要专业维修人员将其拆开、更换零件、重新组装，然后检查整个计算器以确保正常运行，并且往往每隔几周就会发生一次或两次，这也是机械计算机被彻底更换的原因！

虽然问题这么多，但是机械计算器有一个非常大的优点，那就是极其耐用，如果保养得当的话，可以使用上百年！这是现代电子计算机无法比拟的！

虽然机械计算器已经彻底退出人类历史舞台，但它因其精致的结构、复杂的操作和纯机械物理运动的美感，成为当今工业收藏的绝对瑰宝！许多绝版还进入国家博物馆，成为许多国家的国宝！

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