精密手工儀器掌上機械計算器

1、精良的手工儀器：掌上機械計算器來看看這個精良儀器吧代表西方機械技術(shù)頂峰的CURTA計算器第一臺可以用一只手拿著的精確計算器是機械式的，而不是電子的。它可以進行加減乘除運算，而且可以幫助計算平方根。與功能近似的計算尺不一樣，其計算結(jié)果最少可以精確的11位。這類計算器的發(fā)明者是庫特赫茲斯塔克，他在第二次世界大戰(zhàn)是被關(guān)押在布痕瓦德集中營，在這一時期完成了該設(shè)計。他采納了新奇的數(shù)學(xué)和機械技術(shù)以節(jié)約空間和重量。在1950年代到1960年代之間，這類計算器廣泛使用在科學(xué)家、工程師、丈量員和會計師中間，當(dāng)電子袖珍計算器于1970年代進入市場司，“庫塔”才逐漸失寵，此后再也沒有人仿制過。這絕不是估量答案精確到

2、三至四位的計算尺，11位數(shù)字將卡嗒卡嗒地顯示在頂部窗口上的相應(yīng)地址。你的電子計算器大概也不可以精確到11位。好，它的確能完成算術(shù)運算。那為何“庫塔”被稱為“人類文明的珍寶”和“技術(shù)奇觀”呢？既然有運算速度快得多而且更廉價的計算器，為何珍藏家還會愛惜這類設(shè)備呢？這是因為除了給了印象深刻的算術(shù)能力以外，它還顯示出機械設(shè)計上的精良雅致和靠譜。經(jīng)過滑動刻度盤，將刻度盤游標(biāo)撥到相應(yīng)地址來輸入數(shù)字。曲柄轉(zhuǎn)動起來像雅致的懷表相同光滑。數(shù)字彈出到相應(yīng)地址時，沒有超前或錯后。每個數(shù)字都刻在金屬鎂上，由鋼制齒輪辦理計算。計算時，“庫塔”會呼呼作響。相同，這類器材也是為方便計算而設(shè)計的。為避免出錯，有獨立的顯示區(qū)來

3、顯示輸入數(shù)字、你轉(zhuǎn)動曲柄的次數(shù)，以及計算結(jié)果。當(dāng)每個數(shù)字被輸入并且答案準(zhǔn)備好時，鎖銷一種小鉤子會告訴你的手指。撤消誤操作很簡單，但防倒轉(zhuǎn)的棘齒不會讓你因為倒轉(zhuǎn)而撞擊齒輪。并且清零環(huán)不會被不測激活，你也不會因為誤操作而除去答案?！皫焖庇嬎闫鲗⑷鹗客蟊淼木_、LEICA照相機的精湛工藝，以及探戈的優(yōu)雅所有集中在一個緊湊的圓柱體中。1950年，便攜式的“庫塔”讓工程師感覺震撼：這是一種你可以隨身攜帶的計算器！更讓人驚訝的是，這類設(shè)備來自文明世界的最底層：布痕瓦爾德集中營。1938年3月，德國軍隊進入了奧地利。作為天主教徒母親和猶太父親的兒子，赫茲斯塔克遇到了麻煩?！白钕鹊娜兆犹膳铝?。暴徒們來了，

4、接著是反猶太人和各種恐懼的事情?！焙掌澦顾吮蛔ミM了布痕瓦爾德集中營。在布痕瓦爾德周邊，納粹建了一座勞役工廠，為秘密軍事工程制造機器。項目經(jīng)理讓赫茲斯塔克負(fù)責(zé)運往佩納明德（Peenemunde）的精良部件，那邊是彈道導(dǎo)彈的發(fā)射地。在接下來的兩年中，他為V2型火箭生產(chǎn)零部件。在這里，碰到了他的老對手FritzWalther。Walther在那邊是名人，經(jīng)過它的介紹，德國人他們的俘虜中有一個比任何戰(zhàn)利品都實用的家伙，他就是塔克。他被同意分配一個特地的房間，用來研究計算器。1945年4月11號，赫茲斯塔克幾乎快完成他的繪圖時，看到吉普車從北邊駛過來，坐在前排的一各士兵大聲呼叫，“你們?nèi)甲杂闪恕！泵?/p>

5、國人解放布痕瓦爾德幾日以后，赫茲斯塔克兜里揣著折疊好的計劃書，走在魏瑪城大街上。他將圖紙帶到仍在生產(chǎn)的少量幾家工廠之一，交給那邊的機械師檢查。他還記得那些機械師的回答：“在他們眼里，它就像按比率繪制的相同。方案很清楚，沒有什么再需要考慮的地方。”盡管在集中營是用鉛筆繪制的，赫茲斯塔克的設(shè)計思想十分清楚，不過用了兩個月就制作出了三臺原型計算器。蘇聯(lián)人來了后，赫茲斯塔克轉(zhuǎn)戰(zhàn)列支敦士登，在那邊，他遇到了皇室的盛大歡迎，列支敦士登創(chuàng)辦了一家公司“Contina”，而后又籌集貸款、刊行股票。赫茲斯塔克擔(dān)當(dāng)技術(shù)主管，他接受了三分之一的股票，每賣出一臺計算器都要收取專利權(quán)稅。第一款計算器成功以后，赫茲斯塔克

6、又設(shè)計了一種略大一些的模型，其計算能力從11位增添到15位。但此后，獨一有重要變化的地方就是進位箱的形狀。因為開創(chuàng)了計算工業(yè)的罕有記錄，赫茲斯塔克初次獲取了設(shè)計權(quán)。在那20年中間，“庫塔”計算器的銷量穩(wěn)固，被譽為“微型通用的口袋計算器，穩(wěn)固性來自其合理、牢靠的構(gòu)造?！闭绾掌澦顾说恼雇こ處熓褂眠@奇異的工具計算衛(wèi)星軌道，丈量員用它來追蹤中天地址，而旅行會計師則用它計計帳目。當(dāng)一位紐約銀行經(jīng)理看到審計員沒有攜帶公文包大小的計算器，卻可以計計帳目正確到便士時，對此感覺驚訝不已。奇異的是，世界各地的賽車喜好者也采納“庫塔”計算器，計算在汽車?yán)愔械乃俣群屠锍?。?jīng)過觸摸數(shù)字，駕駛員可以很快計算出

7、他們理想的駕駛時間，而不必把目光從前面道路上移開。小個頭兒的“庫塔”特別合適賽車的有限空間，并且與初期的電子計算器不一樣，這類設(shè)備不怕撞擊、振動或峰值電壓沖擊。即使此刻，那些駕駛老式車的賽車手仍然在使用機械方式計算他們的駕駛時間。在1950年代到1960年代之間，庫塔計算器廣泛使用在科學(xué)家、工程師、丈量員和會計師中間，當(dāng)電子袖珍計算器于1970年代進入市場時，“庫塔”才逐漸失寵，此后再也沒有人仿制過。像優(yōu)秀的軟件工程師相同，赫茲斯塔克從用戶界面開始，而不是讓機械裝置控制設(shè)計。他沒有采納打字機式鍵盤，而決定在圓柱體四周裝上小游標(biāo)，這樣你可以滑著手指來輸入數(shù)字。這類方式可以在環(huán)繞圓柱的頂部創(chuàng)辦一個

8、地域，顯示計算結(jié)果，同時也給驅(qū)動計算器的曲柄供給了方便的地址。其余機械式計算器用獨立的機械裝置來計算答案的每個數(shù)位。比方，F(xiàn)riden計算器有10排鍵來輸入一個數(shù)，并且它有10套獨立的計算齒輪組，昂貴而粗笨。赫茲斯塔克認(rèn)識到，假如每個輸入數(shù)位能連續(xù)使用同一個計算機械裝置，那么只有一個就夠了。他的計算器共有8個游標(biāo)用來輸入數(shù)位，而位于單獨的中心鼓上的齒（或檔）將辦理計算。這個鼓可以讓他減小計算器的尺寸和重量。到1937年，赫茲斯塔克認(rèn)識了如何用單一的旋轉(zhuǎn)步進鼓（stepdrum）來完成算術(shù)計算。機械裝置可以完成加法和乘法，但他的設(shè)計卻被減法和除法難倒了。他不可以經(jīng)過倒轉(zhuǎn)曲柄做減法，因為兩個數(shù)字相

9、加在運算以后可能會產(chǎn)生進位，而減法在運算從前可能就需要借位。單一的算術(shù)步進鼓沒法預(yù)示會出現(xiàn)什么狀況?！霸隈偼趨擦值幕疖嚿?，我單獨坐在車廂里。眼睛看著窗外，我想到：天哪！只要加上一個數(shù)的補碼就可以獲取減法運算的結(jié)果。”要獲取某數(shù)的9補碼，只須用9減去這個數(shù)的每一位。經(jīng)過加上一個數(shù)和另一個數(shù)的補碼，就可以模擬減法。比方，要計算788139減去4890，第一找出004890的九補碼，即：995109。而后將788139與995109相加，獲取1783248。去掉最高數(shù)位獲取783248，最后加上1得出答案：783249。太好了，今日的計算機也在用著相同的技術(shù)。赫茲斯塔克的計算器保留了單一的旋轉(zhuǎn)步進

10、鼓，但要有兩組齒：一組特地用于加法，另一組用于減法。將曲柄向上抬起3毫米，使加法齒開始進行9補碼加法運算。減法運算會像加法相同簡單。乘除運算經(jīng)過重復(fù)進行加法和減法運算來實現(xiàn)。因為輸入游標(biāo)與結(jié)果寄存器的轉(zhuǎn)動有關(guān)，所以有幾種捷徑可以加速這些運算。比方，要乘以31415，你用不著轉(zhuǎn)動曲柄30000多次；活動底座使你只須轉(zhuǎn)動14次：個位5轉(zhuǎn)動5次，十位10轉(zhuǎn)動1次，百位400轉(zhuǎn)動4次，以此類推。算術(shù)步進鼓是整個計算器的核心部分，除了它，整個庫塔還由600多個精良的部件構(gòu)成。多年以后依舊好用。你手里的電子袖珍計算器解決問題會比“庫塔”快得多。而與它對比，臺式計算機是在表演巫術(shù)。也許“庫塔”的獨一用途就是

11、在停電時結(jié)算支票簿。但就像使用手冊上所說的：“你的庫塔將陪伴你平生，隨時供給不行或缺的幫助。對它的精確性你可以完全放心，小庫塔凝聚了計算工具領(lǐng)域的長遠(yuǎn)經(jīng)驗。它制造于由精密儀器領(lǐng)域的國際專家設(shè)計，采納了最優(yōu)良的金屬資料。其構(gòu)造中沒有使用任何人造資料?！睅焖嬎闫鞴倘徊贿^存活了10多年，但是其代表了西方機械工藝的極致，好多設(shè)計理念依舊在現(xiàn)代計算理論以及機械業(yè)方面發(fā)揮著作用。在機械之前，人類已走過了幾千年；在電子從前，人類也走過了幾百年。在沒有高性能、高速度的器材協(xié)助從前，人類已鍛造了絢爛的歷史。此刻，在電子計算機叱咤的時代，在計算能力解放的時代，絢爛依舊將連續(xù)。【參照文件】1科學(xué)美國人中文版，2004年3月無與倫比的機械精選-掌上機械計算器Curta。curta在鐘表王國瑞士界內(nèi)的一個小國列支敦士登制造，好多鐘表名廠就在旁邊，此物的復(fù)雜程度和制造精度我個人以為遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出鐘表。假如對此認(rèn)識的朋友知道，該計算器的計算精度不是如今的電子計算器能比的，達到驚人的15位，四則運算，平方，立方，平方根等復(fù)雜的銀行和統(tǒng)計類運算都能進行，極其方便和精確。90年代都還有汽車?yán)x手和領(lǐng)航員使用Curta計算里程和均勻速度，因為它靠譜，并且可以單手操作，并且操作數(shù)都可以顯示并且加鎖。在轉(zhuǎn)動步進鼓的同時感覺細(xì)膩的齒輪傳動，