книги из ГПНТБ / Апокин, И. А. Развитие вычислительных машин

жепный П. Л. Чебышевым, используется в американской счетной

машине «Мерченд», швейцарской «Дпрект» и др.

Нужно сказать, что П. Л. Чебышев и нри создании ряда дру­

гих механизмов также не преследовал непосредственных практи­

ческих целей. Их постройкой он доказывал возможность преоб­

разования данными средствами одного движения в другое. Эти

механизмы, как и его арифмометр, явились материальным вопло­

щением его теоретических выводов и идей [70].

Все рассмотренные нами арифмометры, на которых можно

производить умножение, выполняли это действие заменой умно­

ження сложением, причем число производимых сложений состав­

ляет сумму цифр множителя. Например, чтобы умножить какое-

нибудь число Л па 283, надо А взять слагаемым сперва 3 раза,

потом передвинуть подвижную часть машины и взять А слагае­

мым 8 раз, передвинуть еще на одно место и Л взять слагаемым

2 раза. Еще Лейбниц стремился найти другой принцип умноже­ ния, позволяющий производить его па однозначное число одним поворотом рукоятки.

В 1889 г. на парижской выставке был представлен арифмометр Л. Болле. Для рассмотренного выше случая на арифмометре Бол­

ле число А берется слагаемым 3 раза всего одним поворотом руч­

ки. Затем передвигают каретку и одним оборотом рукоятки А умножается на 8, передвинув еще каретку, число А одним оборо­ том рукоятки умножается па 2. При умножении число оборо­ тов рукоятки в арифмометре Болле равно числу цифр множи­

теля, а не сумме его цифр, как это было в предыдущих арифмо­ метрах.

Основной деталью прибора являются счетные пластинки, ко­ торые все имеют одинаковый вид. На каждой пластинке находят­

ся вертикальные стальные столбики различной длины. Они веще­

ственно изображают таблицу умножения. Произведение 2-2 вы­ ражается столбиком, длина которого равна 4, произведение 2-3 —

столбиком длиной, равной 6, и т. д. Если произведение состоит из двух цифр, например 3-7 = 21, то для его изображения ставятся два столбика: в одном ряду столбик длиной в 1, а в другом — стол­

бик длиной в 2. Рассмотрим, например, пятый горизонтальный ряд. Здесь слева направо идут столбики следующей длины: 5, 0, 5, 0, 5, 0, 5, 0, 5 (отсутствие столбика означает нуль), а рядом с

ним (между рядами 5 и 6) столбики 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4. Все

произведения на 5 находятся в двойном горизонтальном ряду — единицы лежат в пятом ряду, а десятки — немного выше. Если

читать эти произведения по длине столбиков, то получим: 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45.

Если кнопку счетчика поставить против определенного числа

(например, 4), то соответствующая счетная пластинка располо­

жится так, что ее столбики горизонтального ряда (ряда 4) будут

лежать в одной вертикальной плоскости с зубчатыми поло­

сами.

130

Машина Болле

При вращеппп рукоятки вся рама вместе со счетчиком дви­

жется вверх и вниз (с амплитудой около 3 см). При этом движе­

нии столбики толкают зубчатые полосы, с которыми сцеплены циферблаты. Все счетные пластинки, кнопки которых стоят на нуле, не сцеплены с зубчатыми полосами и потому на цифербла­

ты не действуют. Те же пластинки, кнопки которых стоят на ка­

кой-нибудь цифре, толкают зубчатые полосы. Например, если кнопка пластинки единиц стоит на 4, а установленная рукоятка

па цифре 2, то с первой зубчатой полосой сцеплен столбик, имею­ щий длину 8, и при обороте рукоятки циферблат единиц повора­ чивается на 8/10 своего поворота, т. е. в окне единиц появляется

цифра 8.

Машина Болле может производить четыре арифметических

действия, хотя на ней можно и возводить числа в степень, извле­ кать корни и т. п., так же как это делается и на других арифмо­

метрах.

На приборе Болле значительно сокращается время при выпол­

нении умножения и отчасти деления. При выполнении сложения и вычитания он не имеет преимуществ перед другими арифмо­ метрами, поэтому арифмометр Болле часто называют множитель­ ной машиной. Но арифмометр Болле имеет и своп недостатки:

у него довольно сложное устройство, он громоздок и тяжел, уста­

навливается на особом столе. В результате этого он был довольно

дорог.

8. Колесо с переменным числом зубцов. Арифмометр Одиера

Как было отмечено, множительные машины типа арифмомет­

ра Болле не получили распространения ввиду сложного устрой­

ства, а следовательно и сложности изготовления. Основным на­ правлением в создании арифмометров для четырех арифметиче­

ских действий продолжало оставаться использование ступенчато­ го валика Лейбница, а также применение подвижной каретки.

Широкое распространение получили арифмометры Томаса,

Бургхарда (70-е годы) и другие томас-машины. Все машины с

валиком Лейбница громоздкие, в первую очередь потому, что на

каждый разряд нужно поместить отдельный валик (цилиндр с на­ несенными на нем зубцами разной протяженности). Для уменьше­

ния размера стремились изготовлять не цилиндры, а их половин­

ки и т. п. Но это принципиально не решало проблемы.

Еще в 1709 г. венецианец Полепи построил счетную машину, работающую при помощи зубчаток с переменным числом зубцов. Узнав, что Паскалем была изготовлена арифметическая машина значительно раньше, Полепи (по легенде) разбил свою машину.

В 1872 г. Ф. Болдуин в США предложил зубчатку с перемен­ ным числом зубцов и получил на свое изобретение патент в Ва­

шингтоне.

Широкое распространение арифмометры с зубчаткой с перемен­ ным числом зубцов получили только после конструкций В. Т. Од-

нера, биография которого до настоящего времени мало изучена.

Однер начал работать над своим арифмометром примерно в 1874 г. Об этом он пишет в 1890 г.: «После пятнадцатилетнего труда и постоянных улучшений мне ждалось устроить аппарат, превосходящий значительно изобретенные моими предшественни­ ками» [64, стр. 48].

Не имея возможности наладить самостоятельно производство

арифмометров, Однер вступает в контакт с петербургской фирмой

«Кенигсбергер и К°», с которой он совместно собирается выпус­ кать свой арифмометр. Эта фирма получила ряд патентов на арифмометр Однера: в 1878 г. в Германии (№ 7393), в 1879 г. в России, а также в других странах. Однако производство ариф­ мометров по этим патентам не было налажено. Фирма изготовила только несколько экземпляров, один из них в настоящее время хранится в Политехническом музее в Москве.

Основная особенность арифмометра Однера состоит в приме­

нении зубчатых колес с переменным числом зубцов (сейчас такое колесо называется колесом Однера) вместо ступенчатых валиков

Лейбница. Колесо имеет очень простую конструкцию и небольшие

размеры по сравнению со ступенчатым валиком. Применение ко­ лес Однера вызвало и изменение формы арифмометра: в первом

варианте арифмометр Однера имеет хорошо знакомые формы со­

временных арифмометров, ему присущи и свои особенности.

133

Ввиду того что в нем не было промежуточных колес между число­

выми колесами (наборными) и колесами для получения резуль­ татов, ручку при производстве действий нужно вращать в не­

обычном направлении — при умножении и сложении иа себя, а при делении и вычитании от себя. Цифры написаны не на корпу­

се арифмометра, как это делается теперь, а непосредственно на

колесах Однера. Установочные числа появлялись в системе око­

шек, вырезанных в кожухе прибора. Частное считывалось не там,

где результаты всех остальных действий, а на ряде маленьких ци­ линдрических пуговок и т. п.

Все последующие годы Одпср работал пад усовершенствова­

нием своего арифмометра. В 1890 г. он расторг свое соглашение

с Кенпгсбергсром, который так и не наладил производство ариф­

мометров, и приступил самостоятельно к их изготовлению. Отно­

сительно этого сохранился документ:

Удостоверение

1890-го года июня месяца 9-го дня мы, нижеподписавшиеся Кенигсбергер и Ko, сим удостоверяем, что счетная машина под

названием «Арифмометр», иа которую нами взяты привилегии в

России в 1879 году и за границею в 1878, 1879 и 1880 годах, есть изобретение господина Впльгодта Одпера в С.-Петербурге, с ко­ торым мы хотели эксплуатировать его изобретение, но так как в

ну, вообще отступаем от этого дела и свидетельствуем, что мы к

г-ну Однер никаких претензий по этому делу не имеем и впо­

следствии заявлять таковых не будем. С.-Петербургский первой гильдии купец Карл Августович Кенигсбергер, торгующий) под

фирмой Кенигсбергер и К°». Далее идет адрес нотариальной кон­

торы и подпись нотариуса, а также адрес Кенигсбергера. Через

несколько дней Однер обращается с просьбой выдать ему «при­ вилегию» на арифмометр:

«В Департамент Торговли п Мануфактур Шведского поддан­

ного Впльгодта Теофиловича Однер.

Прошение

В 1879 году выдана Департаментом Торговли и Мануфактур господам Кенигсбергер и Ko 3-х летняя привилегия на изобретен­

ную мною счетную машину, и так как это изобретение до сих пор

еще не приведено к исполнению и эксплуатация его теперь пред­

ставлена мне господами Кенигсбергером и Ko, согласно прилагае­

мому при сем нотариальному удостоверению, то покорнейше про­ шу Департамент Торговли и Мануфактур выдать мне, как изобре­ тателю этой счетной машинки, 10-тп летнюю привилегию иа тако­ вую. Вследствие сделанных мною значительных улучшений и из­ менений в конструкции этой машинки прилагаю при сем новые

134

В. Т. Однер

чертежи и описание оной. Вильгодт Теофилович Однер. С.-Петер­

бург 21-го Июня 1890 года. Жительство имею: в С.-Петербурге

по Рижскому проспекту, д. № 26» 1011. В 1891 г. Однер на свой вто­ рой арифмометр получил патент в Германии (№ 64925).

Арифмометр Однера 1890 г. почти ничем не отличается от

настолько совершенна, что не претерпела принципиальных из-'

менений до наших дней.

C начала 90-х годов XIX в. начинается триумфальное шест­ вие арифмометра Однера. В Петербурге Однер совместно с пред­

принимателем Ф. Гилем наладил выпуск своих арифмометров (по 500 штук в год). В 1897 г. он становится единоличным хозяи­

ном предприятия, которое называлось «Механический и медно­ литейный завод» “.

10Этот документ без начальных слов опубликован в [64].

11Кроме арифмометров это предприятие изготовляло печатные станки, неко­ торые точные аппараты, производило художественное литье п отливки. Число работающих достигало 100 человек.

135

В 90-х годах производство однер-машин было налажено в

Браншвейге. В Европе эти машины известны под названием «Брунсвига». Арифмометр «Брунсвига» имеет много моделей,

которые все время усовершенствовались: были предложены длин­ ные установочные рычаги, которые остаются неподвижными во время вращения рукоятки; контрольный счетчик (ниже устано­

вочных рычагов) и т. и.

В XX в. однер-машины под разными названиями выпускают­

ся во всем мире. В 1914 г. в России насчитывалось более 22 тыс.

арифмометров Однера. Известен арифмометр «Триумфатор», вы­ пускавшийся в Лейпциге, у которого контрольный счетчик нахо­

дится над установочными рычагами. Производится очень много арифмометров других названий. В СССР наибольшее распростра­

нение получил арифмометр «Феликс». В арифмометре Однера име­

ется специальное приспособление для передачи десятков. Эта передача распадается на две фазы — двухступенчатая передача.

В результате первой фазы фиксируются те цифровые колеса, ко­

торые сделали один оборот и более, в течение второй фазы проис­ ходит подсчет десятков, т. е. осуществляется сама передача де­ сятков.

Изобретение Однера имело большое значение для развития

счетных машин. Однер-машины в первой четверти XX в. были основными математическими машинами, которые широко при­

менялись во многих областях деятельности человека.

137

Арифмометр «Феликс»

В России изобретение Одиера открыло путь к зарождению

новой отрасли промышленности — производству счетных машин.

Однер был первым организатором массового выпуска счетной

техники в России. Счетные машины всегда оказывали сильное

впечатление на всех, кто с ними сталкивался. Арифмометр Одие­

ра хотя и получил распространение уже в XX в., когда наука и техника бурно развивались, он поражал многих современников.

Для иллюстрации приведем только один пример. Ф. Клейн в

1907/08 учебном году в Геттингене прочел курс лекций для бу­ дущих учителей математики средних учебных заведений. В своих

ра и приемы работы па нем, Клейн переходит к общим замечани­

ям. Он говорит, «что теоретический принцип этой машины совер­

шенно элементарен и представляет только практическое осуще­

ствление правил, которыми мы обычно пользуемся при механи­

ческом вычислении» (стр. 30—31). Он обращает внимание на то,

«что действительно существуют счетные машины, которые осво­

бождают математика от чисто механических вычислений» (стр. 31). Машина выполняет эти вычисления быстрее и точнее

человека. Но счетная машина не умаляет «значение математиче­

ской мысли, а между тем такого рода выводы иногда приходится слышать» (стр. 31). Человек «изобрел счетную машину только

для того, чтобы освободить себя от некоторых операций, постоян­

но повторяющихся в однообразной последовательности; и что

139