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开天辟地的计算机器
　　几乎就在英国牧师奥却德完成计算尺研制的同一时期，欧洲大陆上空显现了计算机发明的第一抹曙光。人们现在大都把第一台机械计算机的荣誉归功于法国的帕斯卡，但鲜为人知的是，在帕斯卡之前，德国科学家契克卡德（W. Schickard）曾经制作出一台更出色的计算机器。

　　契克卡德出生在德国西南部一座小镇，当时在图宾根（Tubingen）大学担任教授职务。他广泛涉猎天文学、数学和测量学等诸多领域，一生发明过许多机器；同时，这位教授在艺术雕刻，特别是木雕和铜雕方面也享有盛誉。

　　1623年，契克卡德教授为自己的挚友、天文学家克普勒（Kepler）制作了一种机械计算机。据说，契克卡德只造了两台原型，现在是否还在何处保存着不得而知。人们是在他的一封信里发现了该机器的示意图，才知道了这个事实。契克卡德计算机能做6位数加减法，或许设置了某种“溢出”响铃装置；机器上部附加一套圆柱型“纳皮尔算筹”，因此也能进行乘除运算。1960年，契克卡德家乡的人根据示意图重新制作契卡德计算机，惊讶地发现它确实可以工作。1993年5月，德国为契克卡德诞辰400周年举办展览会，隆重纪念这位被一度埋没的计算机先驱。

　　17世纪最值得称颂的计算机发明当然属于法国科学家莱斯·帕斯卡（B.Pascal）。在电脑史前史里，帕斯卡被公认为制造出机械计算机的第一人。自16岁开始，帕斯卡就在构思一种计算机。1639年，帕斯卡的父亲受命出任诺曼底省监察官，负责征收税款。他看着年迈的父亲费力地计算税率税款，未来的科学家想到了要为父亲制做一台可以帮助计算的机器。

　　为了这个梦想，帕斯卡日以继夜地埋头苦干，先后做了三个不同的模型，耗费了整整三年的光阴。他不仅需要自己设计图纸，还必须自己动手制造。从机器的外壳，直到齿轮和杠杆，每一个零件都由这位少年亲手完成。为了使机器运转得更加灵敏，帕斯卡选择了各种材料做试验，有硬木，有乌木，也有黄铜和钢铁。终于，第三个模型在1642年，帕斯卡19岁那年获得了成功，他称这架小小的机器为“加法器”。

　　帕斯卡加法器是一种系列齿轮组成的装置，外壳用黄铜材料制作，是一个长20英寸、宽4英寸、高3英寸的长方盒子，面板上有一列显示数字的小窗口，旋紧发条后才能转动，用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。这种机器开始只能够做6位加法和减法。然而，即使只做加法，也有个“逢十进一”的进位问题。聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时，棘爪便逐渐升高；一旦齿轮转到0，棘爪就“咔嚓”一声跌落下来，推动十位数的齿轮前进一档。

　　父亲的上司、法国财政大臣来到他家，观看帕斯卡表演“新式的计算机器”，并且鼓励他投入生产，大力推广这种“人类有史以来第一台计算机”。不久，帕斯卡“加法器”在法国引起了轰动，机器展出时，人们成群结队前往卢森堡宫参观。就连大数学家笛卡尔听说后，也乘回国探亲的机会，亲自上门观看。帕斯卡后来总共制造了50台同样的机器，有的机器计算范围扩大到8位，其中有两台，至今还保存在巴黎国立工艺博物馆里。

　　帕斯卡发明的加法器在全世界都有若干仿制品，它至少没有被人遗忘，它第一次确立了计算机器的概念。
　　帕斯卡小传
　　布莱斯·帕斯卡，1623年出生在法国中部克勒蒙市。三岁丧母，由父亲抚育成人。八岁随父迁居巴黎，显露出对科学研究浓厚的兴趣。12岁独自发现了“三角形的内角和等于180度”后，开始师从父亲学习数学。1639年，帕斯卡撰写出一篇出色的数学论文《论圆锥曲线》，数学家德札尔格非常欣赏帕斯卡的才华，把这个曲线命名为“帕斯卡神秘六线形”，并亲自担任了帕斯卡的教师。

　　除了发明第一台计算机外，帕斯卡在诸多领域内都有建树。后人在介绍他时，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。帕斯卡还发明了注射器，改进了气压计，创造出水压机。他甚至还是文学家，其文笔优美的科学文章和散文在法国极负盛名。可惜，长期从事艰苦的研究损害了他的健康，1662年英年早逝，死时年仅39岁。

　　在他撰写的哲学名著《思想录》里，帕斯卡留给世人一句名言：“人只不过是一根芦苇，是自然界最脆弱的东西，但他是一根有思想的芦苇。”科学界铭记着帕斯卡的功绩，国际单位制规定“压强”单位为“帕斯卡”，是因为他率先提出了描述液体压强性质的“帕斯卡定律”。计算机领域更不会忘记帕斯卡的贡献，1971年面世的PASCAL语言，也是为了纪念这位先驱，使帕斯卡的英名长留在电脑时代里。

　　帕斯卡逝世后不久，德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名的莱布尼茨（G.Leibnitz），发现了一篇由帕斯卡亲自撰写的“加法器”论文，勾起了他强烈的发明欲望，决心把这种机器的功能扩大为乘除运算。

　　莱布尼茨早年历经坎坷。在获得了一次出使法国的机会后，为实现制造计算机的夙愿创造了契机。在巴黎，莱布尼茨聘请到一些著名机械专家和能工巧匠协助工作，终于在1674年造出一台更完善的机械计算机。

　　莱布尼茨发明的机器叫乘法器，约1米长，内部安装了一系列齿轮机构，除了体积较大之外，基本原理继承于帕斯卡。不过，莱布尼茨为计算机增添了一种名叫“步进轮”的装置。步进轮是一个有9个齿的长圆柱体，9个齿依次分布于圆柱表面；旁边另有个小齿轮可以沿着轴向移动，以便逐次与步进轮啮合。每当小齿轮转动一圈，步进轮可根据它与小齿轮啮合的齿数，分别转动1/10、2/10圈……，直到9/10圈，这样一来，它就能够连续重复地做加减法，在转动手柄的过程中，使这种重复加减转变为乘除运算。

　　莱布尼茨对计算机的贡献不仅在于乘法器，公元1700年左右，莱布尼茨从一位友人送给他的中国“易图”（八卦）里受到启发，最终悟出了二进制数之真谛。虽然莱布尼茨的乘法器仍然采用十进制，但他率先为计算机的设计，系统提出了二进制的运算法则。在著名的《不列颠百科全书》里，莱布尼茨被称为“西方文明最伟大的人物之一”。
（作者：叶平  摘自：赛伯时空）