Уильям шикард что изобрел
Первое в мире счетное устройство — машина Шиккарда
В 1957 году директор Кеплеровского научного центра Франц Гаммер выступил с докладом на семинаре по истории математики, проходившем в Германии. Он сделал сенсационное известие о том, что проект первой счетной машины появился на несколько десятилетий до знаменитых «колесиков» Паскаля. Первое счетное устройство было изобретено еще в середине 1623 года и называлось машиной Шиккарда.
Открытие этого факта Гаммер сделал почти случайно. Когда он работал в штутгардской библиотеке, то наткнулся на загадочную фотокопию эскиза какого-то счетного устройства. И поскольку раньше ничего подобного не видел, очень заинтересовался неизвестным наброском. Проведя ряд исследований Гаммер установил, что найденный эскиз — это отсутствующее приложение к письму профессора Тюбингенского университета Вильгельма Шиккарда, адресованное его коллеге математику Иоганну Кеплеру. В своем письме Шиккард подробно описывал счетную машину и ссылался на чертеж.
Вильгельм Шиккард родился 22 апреля 1592 года в городе Херренберг (Германия). Он был чрезвычайно талантлив и уже в 17 лет получил в Тюбингенском университете степень магистра, а через два года стал бакалавром наук. Он приобрел всемирную известность благодаря своим достижениям в науках: астрономии, математике и востоковедстве (профессор кафедры восточных языков в университете Тюбингена). А также, Шиккард создал первую вычислительную машину.
Вильгельм Шиккард (1592-1635)
С 1617 года Шиккард начал преподавать восточные языки в Тюбингенском университете. Там он и познакомился с Кеплером, который по достоинству оценил незаурядные способности молодого ученого и порекомендовал ему заняться математикой. Шиккард послушался совета и на новом поприще достиг значительных успеха. В 1631 году он стал профессором математики и астрономии Тюбингенского университета.
Шиккард был первопроходцем и в других сферах. Как например — в астрономии. Ученый постоянно развивался, вел переписку со многими немецкими, французскими, итальянскими и голландскими учеными по вопросам, касающимся астрономии. Он создал первый механический планетарий, который наглядно демонстрировал положение Солнца, Земли и Луны согласно системе Коперника. Кроме этого, наблюдал метеоры из разных пунктов для определения их траектории.
Широта интересов Шиккарда действительно заслуживает уважения. Он был опытным механиком, картографом, гравером по дереву и металлу, проводил астрономические наблюдения, писал трактаты о семитских языках, астрономии, математике, оптике и метеорологии. Ученый добился выдающихся научных успехов и был по истине гениальным изобретателем. Но оказался бессильным перед эпидемией холеры. Эта беспощадная болезнь XVII века в 1635 году забрала жизнь Шиккарда и его семьи. Труды ученого на время были забыты из-за Тридцатилетней войны.
Машина Шиккарда — начало XVII века
В одном из писем Кеплеру (от 20 сентября 1623 года) сообщалось, что Шиккард осуществил механически все то, что Кеплер делал алгебраически, а именно — сконструировал машину, которая автоматически выполняла сложение, вычитание, умножение и деление. Шиккард писал, что Кеплер приятно удивился, если бы увидел как устройство само накапливает и переносит влево десяток или сотню цифр и как отнимает то, что держала в памяти при вычитании.
Изобретение, которое стало первой счетной машиной, было создано в 1623 году. Шиккард изобрел и разработал модель шестиразрядного механического вычислительного устройства, выполняющего простые математические функции, такие как — складывать и вычитать числа. Не даром его называли «часами для счета». Машина Шиккарда содержала суммирующее и множительное устройства, а также механизм для записи промежуточных результатов.
… ааа — это верхние торцы вертикальных цилиндров, на их боковых поверхностях нанесены таблицы умножения; при необходимости цифры этих таблиц могут наблюдаться в окнах bbb скользящих планок. К дискам ddd крепятся изнутри машины колеса с десятью зубьями, каждое из которых находится в таком зацеплении с 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…
Иоганн Кеплер (1571-1630)
Более подробное описание помогает составить представление об изобретении. Первый блок в виде шестиразрядной суммирующей машины представлял собой соединение зубчатых передач. На каждой оси располагалось по шестерне с десятью зубцами и вспомогательным однозубым колесом — пальцем. Палец служил для того, чтобы передавать единицу в следующий разряд, то есть поворачивать шестеренку на десятую часть полного оборота, после того как шестеренка предыдущего разряда сделает такой оборот. При вычитании шестеренки требовалось вращать в обратную сторону. Контролировать ход вычислений можно было с помощью специальных окошек, где появлялись цифры. Для перемножения использовалось устройство, главную часть которой составляли шесть осей с «навернутыми» на них таблицами умножения. Вычитание выполнялось вращением установочных колес в обратном направлении, так как механизм передачи десятков был реверсивным.
На самом деле в работе машина Шиккарда была довольно простой. К примеру, чтобы узнать чему равно произведение 296 х 73, нужно установить цилиндр в положении, которое позволит вывести в верхнем ряду окошек первый множитель: 000296. Произведение 296 х 3 получится, если открыть окошки третьего ряда и просуммировать увиденные цифры, как в способе решетки. Далее точно также открываются окошки седьмого ряда, дающие произведение 296 х 7 к которому слава приписывается 0. И останется лишь сложить найденные числа на суммирующем устройстве. Все, результат готов.
Нерешенным остается вопрос — была ли собрана реально действующая модель машины при жизни ученого? На этот счет данных очень мало. В письмах Шиккарда все к тому же Кеплеру идет речь о «практически готовом» экземпляре устройства, который сгорел во время пожара. Он находился в разработке у механика Вильгельма Пфистера. Была ли собрана вторая модель машины — доподлинно неизвестно. Скорее всего, никто кроме Шиккарда и Пфистера не видели готовое и действующее устройство. Во всяком случае свидетельств работоспособности не сохранилось.
Но что точно — долгое время машина Шиккарда оставалась известной лишь узкому кругу доверенных лиц. И данное изобретение не смогло оказать влияние на последующее развитие механизации счета. Кто знает, может быть с помощью этого проекта прогресс вычислительных устройств мог бы ускориться. Но так или иначе, имя немецкого ученого Вильгельма Шиккарда находится в одном ряду с великими умами, изобретателями счетных устройств XVII—XIX столетий. Такими, как Блез Паскаль, Готфрид Вильгельм Лейбниц, Чарльз Бэббидж, Пафнутий Львович Чебышев, Герман Холлерит и другими.
современный прообраз машины Шиккарда
Основываясь на материалах, найденных Гаммером, сотрудники Тюбингенского университета в начале 1960-х годов создали действующую модель машины Шиккарда. Операции сложения и вычитания осуществлялись в ней механически, а умножения и деления — с элементами механизации. Прообраз изобретения находится в собственности университета.
Эволюция в области вычислительных технологий — процесс довольно неравномерный, который происходит скачками от периодов спада до периодов падения. Достигнутые результаты используются на практике и каждый новый шаг выводит процесс вычислительной эволюции на новую, более высокую ступень.
Хаммер утверждал, что, поскольку эти буквы были потеряны в течение трехсот лет, Блез Паскаль все это время прославился и прославился как изобретатель механического калькулятора, который ошибся.
После тщательного изучения было обнаружено, что рисунки Шикарда публиковались не реже одного раза в столетие, начиная с 1718 года, что его машина была неполной и требовала дополнительных колес и пружин, и что она была спроектирована вокруг единственного зубчатого механизма, который работал неправильно при использовании при расчете часов.
СОДЕРЖАНИЕ
Жизнь
Шикард был универсальным ученым и преподавал библейские языки, такие как арамейский, а также иврит в Тюбингене. В 1631 году он был назначен профессором астрономии Тюбингенского университета. Его исследования были обширными и включали астрономию, математику и геодезию. Он изобрел много машин, в том числе одну для вычисления астрономических дат и одну для грамматики иврита. Он добился значительных успехов в картографировании, создав карты, которые были намного более точными, чем доступные ранее.
Политическая теория
Чертежи счетных часов
История
В машине Шикарда использовались часовые колеса, которые были усилены и, следовательно, тяжелее, чтобы предотвратить их повреждение под действием усилия оператора. Каждая цифра использовала колесо отображения, колесо ввода и промежуточное колесо. Во время переноса все эти колеса зацепились с колесами пальца, принимающего перенос.
Институт компьютерных наук Тюбингенского университета в его честь называется Институтом информатики Вильгельма Шикарда.
Приоритет изобретения
Давно возник вопрос о том, кому отдать приоритет изобретения механического вычислителя. Механизм Шикарда был хронологически более ранним, но никогда не мог быть использован и, похоже, имел серьезные конструктивные недостатки. Дизайн Паскаля был немного позже, но работал великолепно.
Бруно фон Фрейтаг-Лерингхофф построил копию машины Шикарда в 1960 году, но ему пришлось улучшить конструкцию механизма переноски:
Изобретение Паскаля почти наверняка было независимым, поскольку «почти наверняка Паскаль не знал о машине Шикарда». Паскаль понял, что однозубая шестерня подойдет только для переноса, который должен распространяться только в нескольких местах. Для большего количества пальцев сила, необходимая для распространения расширенных переносов, могла бы повредить такие шестерни.
Эти две машины существенно различались тем, что машина Паскаля была разработана в первую очередь для сложения и (с использованием дополнительных чисел ) для вычитания. Счетная машина в дизайне Шикарда могла заклинивать в необычном случае, когда требовалось переносить слишком много циферблатов, но она могла плавно вычитать, изменяя движение циферблатов в обратном направлении, что было невозможно в Паскалине. (Эксперименты с репликами показывают, что в случае застревания, когда выполняется попытка переноса более чем (скажем) через три диска, оператору очевидно, что он может вмешаться, чтобы помочь машине выполнить дополнительные переносы. Это не так эффективно как и в случае с Паскалином, но это не является фатальным недостатком.) Счетная машина Шикарда также имеет функцию звукового предупреждения, когда выходное значение слишком велико для имеющихся циферблатов. В Паскалине этого не было.
Паскаль пытался создать плавно работающую арифметическую машину для использования его отцом вначале, а затем для коммерциализации, в то время как счетная машина в конструкции Шикарда, похоже, была введена для помощи в умножении (путем вычисления частичных произведений с использованием стержней Напьера, процесса которые также можно использовать для помощи подразделению).
Машина Шиккарда. Первое вычислительное устройство.
Самое первое вычислительное устройство было изобретено еще в середине 1623 года и называлось оно ‘Машиной Шикарда’.
1957 год, Германия.
Директор Кеплеровского научного центра Франц Гаммер выступая с докладом на семинаре по истории математики, сделал сенсационное известие о том, что проект первой вычеслительной машины появился на несколько десятилетий до знаменитых «колесиков» Паскаля.
Открытие этого факта Франц Гаммер сделал случайно еще когда работал в Штутгартской библиотеке, там он наткнулся на очень загадочную фотокопию рисунка какого-то устройства.
Сильно заинтересовавшись неизвестным наброском Гаммер установил, что найденный эскиз — это отсутствующее приложение к письму профессора Тюбингенского университета Вильгельма Шиккарда, адресованное его коллеге математику Иоганну Кеплеру.
В своем письме Вильгельм Шиккард подробно описывал счетную машину, ссылаясь на чертеж и сообщал, что сконструировал машину, которая автоматически выполняла сложение, вычитание, умножение и деление.
Считается что Шиккард первый изобрел и разработал модель шестиразрядного механического вычислительного устройства, выполняющего простые математические функции, такие как — складывать и вычитать числа. Не даром его называли «часами для счета».
Как работала машина Шиккарда.
Машина Шиккарда содержала суммирующее и множительное устройства, а также механизм для записи промежуточных результатов.
Первый блок машины Шикарда в виде шестиразрядной суммирующей машины представлял собой соединение зубчатых передач. На каждой оси располагалось по шестерне с десятью зубцами и вспомогательным однозубым колесом — пальцем. Палец служил для того, чтобы передавать единицу в следующий разряд, то есть поворачивать шестеренку на десятую часть полного оборота, после того как шестеренка предыдущего разряда сделает такой оборот. При вычитании шестеренки требовалось вращать в обратную сторону.
Контролировать ход вычислений можно было с помощью специальных окошек, где появлялись цифры. Для перемножения использовалось устройство, главную часть которой составляли шесть осей с «навернутыми» на них таблицами умножения.
Вычитание выполнялось вращением установочных колес в обратном направлении, так как механизм передачи десятков был реверсивным.
На самом деле в работе машина Шиккарда была довольно простой. К примеру, чтобы узнать чему равно произведение 296 х 73, нужно установить цилиндр в положении, которое позволит вывести в верхнем ряду окошек первый множитель: 000296. Произведение 296 х 3 получится, если открыть окошки третьего ряда и просуммировать увиденные цифры, как в способе решетки. Далее точно также открываются окошки седьмого ряда, дающие произведение 296 х 7 к которому слава приписывается 0. И останется лишь сложить найденные числа на суммирующем устройстве. Все, результат готов.
Долгое время машина Шиккарда оставалась известной лишь узкому кругу доверенных лиц. И данное изобретение не смогло оказать влияние на последующее развитие механизации счета.
Нерешенным остается вопрос — была ли собрана реально действующая модель машины при жизни ученого? На этот счет данных очень мало.
В письмах Шиккарда все к тому же Кеплеру идет речь о «практически готовом» экземпляре устройства, который сгорел во время пожара. Он находился в разработке у механика Вильгельма Пфистера.
Была ли собрана вторая модель машины — доподлинно неизвестно. Скорее всего, никто кроме Шиккарда и Пфистера не видели готовое и действующее устройство. Во всяком случае свидетельств работоспособности не сохранилось.
Краткая биография изобретателя
Вильгельм Шиккард родился 22 апреля 1592 года в городе Херренберг (Германия). Он был чрезвычайно талантлив и уже в 17 лет получил в Тюбингенском университете степень магистра, а через два года стал бакалавром наук. Он приобрел всемирную известность благодаря своим достижениям в науках: астрономии, математике и востоковедстве.
С 1617 года Шиккард начал преподавать восточные языки в Тюбингенском университете. Там он и познакомился с Кеплером, который по достоинству оценил незаурядные способности молодого ученого и порекомендовал ему заняться математикой. Шиккард послушался совета и на новом поприще достиг значительных успеха. В 1631 году он стал профессором математики и астрономии Тюбингенского университета.
Шиккард был первопроходцем и в других сферах. Как например — в астрономии. Ученый постоянно развивался, вел переписку со многими немецкими, французскими, итальянскими и голландскими учеными по вопросам, касающимся астрономии. Он создал первый механический планетарий, который наглядно демонстрировал положение Солнца, Земли и Луны согласно системе Коперника. Кроме этого, наблюдал метеоры из разных пунктов для определения их траектории.
Широта интересов Шиккарда действительно заслуживает уважения. Он был опытным механиком, картографом, гравером по дереву и металлу, проводил астрономические наблюдения, писал трактаты о семитских языках, астрономии, математике, оптике и метеорологии. Ученый добился выдающихся научных успехов и был по истине гениальным изобретателем. Но оказался бессильным перед эпидемией холеры. Эта беспощадная болезнь XVII века в 1635 году забрала жизнь Шиккарда и его семьи. Труды ученого на время были забыты из-за Тридцатилетней войны.
Вильгельм Шикард
Хаммер утверждал, что из-за того, что эти буквы были утеряны в течение трехсот лет, Блез Паскаль был назван [3] и прославлен как [4] изобретатель механического калькулятора, ошибся в течение всего этого времени.
После тщательного изучения было обнаружено, что рисунки Шикарда публиковались не реже одного раза в столетие, начиная с 1718 года [5], что его машина была неполной и требовала дополнительных колес и пружин [6], и что она была спроектирована на основе единственного зубчатого механизма. это не работало должным образом при использовании для расчета часов. [7] [8]
Содержание
Жизнь [ править ]
Шикард был универсальным ученым и преподавал библейские языки, такие как арамейский, а также иврит в Тюбингене. В 1631 году он был назначен профессором астрономии Тюбингенского университета. Его исследования были обширными и включали астрономию, математику и геодезию. Он изобрел множество машин, в том числе одну для вычисления астрономических дат и одну для грамматики иврита. Он добился значительных успехов в картографировании, создав карты, которые были намного более точными, чем доступные ранее. [12]
Вильгельм Шикард умер от бубонной чумы в Тюбингене 23 или 24 октября 1635 года. [12] В 1651 году Джованни Риччоли назвал лунный кратер Шикард в его честь.
Политическая теория [ править ]
Чертежи счетных часов [ править ]
История [ править ]
В машине Шикарда использовались часовые колеса, которые были сделаны прочнее и, следовательно, тяжелее, чтобы предотвратить их повреждение под действием усилия оператора. Каждая цифра использовала колесо отображения, колесо ввода и промежуточное колесо. Во время переноса все эти колеса сцепились с колесами пальца, принимающего перенос.
Институт компьютерных наук Тюбингенского университета в его честь называется Институтом информатики Вильгельма Шикарда.
Приоритет изобретения [ править ]
Давно возник вопрос, кому отдать приоритет изобретения механического вычислителя. Механизм Шикарда был хронологически более ранним, но никогда не мог быть использован и, похоже, имел серьезные конструктивные недостатки. Дизайн Паскаля был немного позже, но работал великолепно. [18] [19]
Бруно фон Фрейтаг-Лерингхофф построил копию машины Шикарда в 1960 году, но ему пришлось улучшить конструкцию механизма переноски:
Изобретение Паскаля почти наверняка было независимым, поскольку «почти наверняка Паскаль не знал о машине Шикарда». [21] Паскаль понял, что однозубая шестерня подойдет только для переноса, который должен распространяться только в нескольких местах. Для большего количества пальцев сила, необходимая для распространения расширенных переносов, может повредить такие шестерни. [7]
Эти две машины существенно различались тем, что машина Паскаля была разработана в первую очередь для сложения и (с использованием дополнительных чисел) для вычитания. Счетная машина в дизайне Шикарда могла заклинивать в необычном случае, когда требуется переносить слишком много циферблатов, но она могла плавно вычитать, изменяя движение циферблатов в обратном направлении, что было невозможно в Паскалине. (Эксперименты с репликами показывают, что в случае застревания, когда выполняется попытка переноса более чем (скажем) через три диска, для оператора очевидно, что он может вмешаться, чтобы помочь машине выполнить дополнительные переносы. Это не так эффективно как и в случае с Pascaline, но это не является фатальным недостатком.) Счетная машина Шикарда также имеет функцию звукового предупреждения, когда выходное значение было слишком большим для имеющихся циферблатов. В Паскалине этого не было.
Паскаль пытался создать плавно функционирующую арифметическую машину для использования его отцом вначале, а затем для коммерциализации, в то время как счетная машина в конструкции Шикарда, похоже, была введена для помощи в умножении (посредством вычисления частичных произведений с использованием стержней Напьера, процесса которые также можно использовать для помощи подразделению).
Персоны | Шиккард, Вильгельм
Вильгельм Шиккард (1592-1635)
Вильгельм Шиккард родился 22 апреля 1592 года в городе Херренберг (Германия). Он был чрезвычайно талантлив и уже в 17 лет получил в Тюбингенском университете степень магистра, а через два года стал бакалавром наук. Он приобрел всемирную известность благодаря своим достижениям в науках: астрономии, математике и востоковедстве (профессор кафедры восточных языков в университете Тюбингена). А также, Шиккард создал первую вычислительную машину.
С 1617 года Шиккард начал преподавать восточные языки в Тюбингенском университете. Там он и познакомился с Кеплером, который по достоинству оценил незаурядные способности молодого ученого и порекомендовал ему заняться математикой. Шиккард послушался совета и на новом поприще достиг значительных успеха. В 1631 году он стал профессором математики и астрономии Тюбингенского университета.
Шиккард был первопроходцем и в других сферах. Как например — в астрономии. Ученый постоянно развивался, вел переписку со многими немецкими, французскими, итальянскими и голландскими учеными по вопросам, касающимся астрономии. Он создал первый механический планетарий, который наглядно демонстрировал положение Солнца, Земли и Луны согласно системе Коперника. Кроме этого, наблюдал метеоры из разных пунктов для определения их траектории.
Широта интересов Шиккарда действительно заслуживает уважения. Он был опытным механиком, картографом, гравером по дереву и металлу, проводил астрономические наблюдения, писал трактаты о семитских языках, астрономии, математике, оптике и метеорологии. Ученый добился выдающихся научных успехов и был поистине гениальным изобретателем. Но оказался бессильным перед эпидемией холеры. Эта беспощадная болезнь XVII века в 1635 году забрала жизнь Шиккарда и его семьи. Труды ученого на время были забыты из-за Тридцатилетней войны.
Более 300 лет считалось, что автором первой счётной машины является Блез Паскаль. И вот в 1957 году директор Кеплеровского научного центра Франц Гаммер сделал в Германии на семинаре по истории математики сенсационный доклад, из которого следовало, что проект первой счётной машины появился как минимум на два десятилетия раньше «паскалева колеса», а сама машина была изготовлена в середине 1623 года.
Работая в городской библиотеке Штутгарта, Гаммер обнаружил фотокопию эскиза неизвестного ранее счётного устройства. (Оригинал находился в архиве выдающегося астронома и математика Иоганна Кеплера в Пулковской обсерватории близ Санкт-Петербурга.) Гаммеру удалось установить, что этот эскиз есть не что иное, как отсутствовавшее приложение к опубликованному ранее письму Иоганну Кеплеру профессора университета в Тюбингене Вильгельма Шиккарда от 25 февраля 1624 года, где Шиккард, ссылаясь на чертёж, описывал изобретённую им счётную машину.
Машина содержала суммирующее и множительное устройства, а также механизм для записи промежуточных результатов. Первый блок — шестиразрядная суммирующая машина — представлял собой соединение зубчатых передач. На каждой оси имелись шестерня с десятью зубцами и вспомогательное однозубое колесо — палец. Палец служил для того, чтобы передавать единицу в следующий разряд (поворачивать шестерёнку на десятую часть полного оборота, после того как шестерёнка предыдущего разряда сделает такой оборот). При вычитании шестерёнки следовало вращать в обратную сторону. Контроль хода вычислений можно было вести при помощи специальных окошек, где появлялись цифры. Для перемножения использовалось устройство, чью главную часть составляли шесть осей с «навёрнутыми» на них таблицами умножения.