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让我们开始理解“Jean-Baptiste Schwilgué”是谁。

简·巴普蒂斯特·施维尔格的肖像。

要点:

简·巴普蒂斯特·施维尔格

  • 这位发明家因创造巴黎圣母院最后一台天文钟而闻名。
  • 他有许多发明,包括一种可以计算基于复杂格里历规则的复活节日期的发明。
  • 他建造的钥匙驱动的加法机旨在处理较小的数字,而不是复杂的计算。他继续发明了一种更复杂的设备。

1844年,来自斯特拉斯堡的法国人简·巴普蒂斯特·施维尔格(参见《简·巴普蒂斯特·施维尔格传略》),与他的儿子查尔斯一起申请了一项钥匙驱动的计算机专利(专利号624,和专利号623,于1844年12月24日颁发),这似乎是世界上第三台钥匙驱动的机器,仅次于詹姆斯·怀特和路易吉·托奇的机器。然而,与托奇的机器不同,施维尔格的机器是一台简单的单列加法机。在接下来的60年中,许多发明家将发明和制造类似的机器。

(关于施维尔格钥匙驱动机器的更详细描述可在丹尼斯·罗格尔先生的文章《一个早期(1844年)钥匙驱动的加法机》中找到,《ieee计算历史年鉴》,第30卷,第1期,第59-65页,2008年1-3月。)

让-巴蒂斯特·索西姆·施维尔格(jean-baptiste sosime schwilgué)(1776-1856)是19世纪著名的法国工程师和发明家,《法兰西荣誉军官》,最知名的是他设计建造的斯特拉斯堡圣母院最后一台天文钟,从1838年到1842年建造。

施维尔格在几年前进行了一系列的初步研究,例如在1816年设计了computus机制(复活节计算),并于1821年建造了一个原型。这个现在下落不明的机制可以按照复杂的格里历规则计算复活节日期。天文部分异常准确,它指示了闰年、春分等更多天文数据。施维尔格接受了钟表师的训练,但也成为数学教授、重量和度量控制员,并且是一位工业家,他特别关注改进天平。在完成了钟表的制作并随着法国专利法的变化后,施维尔格与或无儿子一起申请了几项发明专利,包括上述的小型加法机。这台加法机出现在施维尔格钟表公司的1846年目录中,但很可能是在10年前的1830年代中期设计的。

目前已知该机器的几个副本:其中一个在私人收藏中(boutry-ungerer家族),另一个(日期为1846年)在斯特拉斯堡历史博物馆(该机器状况不佳,标号为15),另一个(日期为1851年)在苏黎世瑞士联邦理工学院的收藏中(参见下方的照片)。

施维尔格在苏黎世的计算机。

施维尔格在苏黎世的计算机。(瑞士联邦理工学院提供)

施维尔格在苏黎世的侧面视图。

施维尔格在苏黎世的侧面视图。(瑞士联邦理工学院提供)

施维尔格在苏黎世的计算机内部。

苏黎世schwilgué计算机的内部。 (瑞士联邦理工学院和denis roegel先生的提供)

在schwilgué计算机的顶盘下方。

在schwilgué计算机的顶盘下方。 (瑞士联邦理工学院和denis roegel先生的提供)

在关闭状态下,这台机器是一个有九个编号键的盒子,一个显示两部分或三部分数字的开口,以及两个带有纹饰的旋钮。它长25.5厘米,宽13.6厘米,高9.5厘米(不包括旋钮),重3.3公斤。其中一台机器的内部几乎与专利图纸相同(请参见下一图)。

schwilgué计算机的专利图纸。

schwilgué计算机的专利图纸。

schwilgué的机器有三个主要功能:加法、进位和设置。

上图显示了schwilgué专利的i、ii、iii和iv数字。图iv显示了键盘的操作方式。每个键在松开时可以向下移动相应的值,并移动轮子,但只有在键释放时才能移动。(schwilgué表示,这可以改变)。这个轮子与另一个轮子(图iii上的水平轮子)咬合,当按下的键被按下时,个位数轮子逆时针移动一定数量的位数。个位数轮是图ii右边的轮子。它包含每个数字三次。

个位数和十位数的轮子可以使用带有纹饰的旋钮进行设置,以便在进行加法计算之前,开口显示00。苏黎世机器上,通过位于轮子下方的销子来更轻松地复位轮子。当旋钮被向下推动或解除时,销子被放置在阻止位的位置上,所以只需要旋转旋钮直到无法再旋转为止。

看到这样一种发明似乎令人惊讶,尤其是在更复杂的计算机出现之后,比如thomas的arithmometre(1820年),甚至是roth机器(1841年)。然而,必须理解schwilgué的机器从来不被视为一种通用的加法机器。

施维尔盖自1820年代以来获得了许多专利,他无疑对thomas的机器和其他通用计算机很熟悉。我们知道,例如,schwilgué拥有roth机器的描述副本,以及olivier于1843年出版的一本关于计算仪器历史的副本。这些文章可能是schwilgué构建计算机的动力,或者它们可能是他为自己的机器进行研究的一部分。

与通用计算机不同,schwilgué的目的是简化一种特定操作,即手动检查加法。在这些情况下,只处理小数值,而schwilgué并没有费心去建造一个具有10位数字输入的机器,尽管使用他的进位机制可能可以实现这一点。相反,schwilgué可以看到现有的机器虽然原理上强大,但在日常会计中几乎没有用处。schwilgué的机器的设计是通过使用键盘输入数字来填补这个空白。schwilgué能够看到它们的潜力,尽管他从来没有声称自己发明了键盘。毕竟,键盘在音乐器材上已经存在。

1846年schwilgué的加法器。

1846年的schwilgué的关键加法器(© 斯特拉斯堡历史博物馆)。

schwilgué的计算机还具有其他有趣的功能(其中一些仅在专利中提到):
已经提到的一个是使用类似于时钟摆逃逸机制的进位加法方式,尽管schwilgué从未这样称呼过。这个功能似乎也存在于schilt的机器中。
专利图还显示,只有在释放键时才考虑键入的数字。然而,schwilgué明确表示两种情况都可以,无论是按下还是释放,专利都包括这两种情况。
schwilgué还提到了一个有趣的特点,他称之为“tout ou rien”(全部或无)。除了名称之外,这个名称暗示了二进制逻辑,并可能是从julien le roy那里借来的,用于重复发声或不发声的手表。然而,在这里,这是一个可选功能,确保只有在键完全按下后才考虑数字。然而,根据schwilgué的说法,这实际上并不需要,因为人们很快就学会了如何操作机器,不会犯错误。
类似的安全措施只在1913年推出了命运不幸的comptometer的e型中,该型号由dor felt推出。在那上面,自动阻塞装置可防止错误,并迫使操作员重复按下未充分按下的键。

还有一个已知的事实是,在19世纪40年代中期,schwilgué制造了一台更大的专用计算机(这方面的信息是由denis roegel先生提供的),这是一台实心黄铜设备,有36个结果轮,现在收藏在斯特拉斯堡历史博物馆中(请参见下面的照片)。这台机器在1846年以“300至400”法郎的价格进行广告宣传(对于当时的普通劳动者来说,这大约是三个月的工资),并在1847年以“400至500”法郎的价格进行宣传,但似乎没有卖出,因为它过于专业化。

schwilgué的序列计算器。

schwilgué的序列计算器(© 斯特拉斯堡历史博物馆)。

这台专用机器只有一个目的,即使用加法计算某个值的倍数,并且采用12位数字(即机器使用12位整数,并按顺序计算它们的倍数)。在19世纪30年代和40年代,schwilgué制造了几台齿轮切削机,其位置由定期间隔的角度给出。为了能够以较高的精度计算角度,schwilgué希望计算出12位小数1/p,2/p,3/p …,p/p。因此,计算机的输出(值被复制到纸上)可以用作齿轮切削机的输入。

该机器是一种带有模块化设计的重力驱动设备,包括12个几乎相同的块(每个位置一个),一个命令轴和一个命令块。提供了一个曲柄(通常不使用),用于倒回机器和清除进位。

一旦机器倒回,一个锁爪被移到合适的位置,然后机械装置做一次加法,然后停止。重复此操作,直到机器倒回。每次计算后,值都被复制到纸上。

命令块类似于一个有两个54齿轮的挂钟,其中一个齿轮带有9叶的小齿轮,第二个齿轮有47个齿,还有一个双螺纹蠕虫。重物系在绕着一个驱动其中一个54齿轮的鼓的绳子上,这个齿轮与第二个54齿轮以及小齿轮啮合。第二个54齿轮驱动命令轴。小齿轮驱动第二个齿轮和通向制动器和被挡片阻止的臂的蠕虫。当挡片被释放时,臂被释放,机构转动,直到挡片再次与命令轴的54齿轮上的凹槽相遇。另一个54齿轮上也有一个凹槽,两个凹槽一起工作,就像普通的敲钟一样。

施维尔格的较大计算机。

施维尔格的较大计算机(©denis roegel)。

当命令块被触发时,54齿轮执行一次转动,命令轴也执行一次转动。该轴切线于12个块并携带24个按块组织成螺旋形的臂。这是块的相对位置、轴的位置以及需要使每个位置的加法顺序化的自然结果:首先是单位,然后是十位,等等。计算块的排列规定了命令轴的结构。

每个块显示三位数字,三组12位数字代表三个12位数。其中一个是一个简单的计数器,它将显示000000000000、000000000001、000000000002等。另一个是一个恒定值,在操作过程中不会改变。例如,它将存储一个值,如076923076923,对应1=13。第三个将仅显示恒定值的倍数。因此,有两个独立但同步的功能:计数器和倍数。这些功能是同步的,因此一个值(计数器)可以作为第二个值(倍数)的输入。对于计数器,机器必须将单位加1,并传递进位。对于恒定值,必须将恒定值添加到存储的总和中,并传递进位。这两个功能都是通过命令轴的两个臂获得的。一个臂是用于递增计数器的,另一个臂是用于将恒定值的一位数加到总和的一位数中。

该机器的原型可能是在1844年建造的,但已知的最早的计划是从1846年开始的。后来,该机器似乎有些演变,上述设备遵循的计划日期为1852年。

施维尔格的较大机器应该被记为他工程天才的一个例外并且是早期专门计算器的一个罕见的充满细微特点的例子。

Written by 小竞 (编辑)

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