雅各布-罗德里格斯·佩雷尔的肖像。
主要观点:
- 这台计算机非常旧 – 就像1750年代的东西一样旧,我们没有任何它的图纸或草图。
- 已经根据剩余的书面描述重建了该设备。
- 他的发明改进了当时的计算器,那些被描述为“具有“轮子、弹簧、棘轮…使它们昂贵,容易损坏,使用不便。”
雅各布-罗德里格斯·佩雷尔
在欧洲最早的科学杂志《le journal des sçavans》的1751年一期中,发表了对雅各布-罗德里格斯·佩雷尔(1715-1780)的计算机的描述(参见雅各布-罗德里格斯·佩雷尔的传记)。这个描述只是文字描述,没有任何草图(参见佩雷尔机器的原始描述)。除了这个描述,几乎没有关于这台机器的任何资料。佩雷尔设计这台机器似乎是出于对聋哑儿童的关爱和承诺。
这台机器是一个简单的加法装置,内部有机械结构(尺寸约为三英寸长),与克劳德·佩罗的棍子算盘有些相似,但更加复杂。这台机器由同心轮组成,以非常模块化的方式构建,没有辅助轮和齿轮。至少有一份副本被制造出来,并由佩雷尔捐赠给他的朋友——著名的法国政治家巴伦·雅克·内克尔(1732—1804),他用它进行个人计算。不幸的是,这台设备没有保存到现在,所以我们只能根据期刊中的详细描述进行研究。下面是描述的摘录(摘自皇家科学院的记录,1751年5月5日,由cris stenella翻译):
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我们根据学院的命令检查了一台算术机器,由佩雷尔先生提供,该公司已经批准他教授哑巴说话的方法。
佩雷尔先生引用了他在去年12月16日向学院发表的论文中关于这类机器的一切已知信息,其中包括帕斯卡夫人、佩罗、莱平和博伊斯蒂桑德奥等最为著名的机器。前两者在体积上有些令人尴尬,并且由许多轮子、弹簧、棘轮和其他零部件组成,这使得它们昂贵、容易损坏且使用不便。
佩罗先生的rabdological算盘更简单,而佩雷尔的机器最像这个仪器。算盘由小尺子组成,每个尺子上有两列数字,一列在另一列上方,两列之间用空格隔开。第一列的数字依次排列为0、1、2、3等,直到9;第二列的数字则是相反顺序,从9、8、7等,直到0。操作时将尺子移动到包含它们的凹槽中。当它们到达底部时,尺子内置的棘轮会找到相邻尺子中凹槽的开口,使其向前移动一步,以标记第一个尺子的十位数。如果尺子到达底部并且底部窗口中没有数字,可以将尺子向上移动,直到用于移动它的指针停在凹槽的顶部。这样,就可以在底部窗口中找到与棘轮标记的十位数相对应的个位数,更详细地描述了使用这个仪器的方法。
佩罗先生本可以将这两列数字侧着放在每个滑块上,将其中一列稍微高于另一列,并根据需要放置数字出现的指示窗口。这样一来,算盘就不再需要如此长的长度。
佩雷尔的机器采用了这个想法,但更巧妙。
它不使用尺子,而是使用小木轮或非常短的圆柱体,类似于三角形石块,全部放在一个共同的轴上。这些石块或轮子的圆柱面因此成为无限长的杆:他将每个轮子的周长分为30个相等的部分,在每个部分上写入两系列数字:第一系列包含三倍的数字1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,第二系列包含三倍的数字0 9 8 7 6 5 4 3 2 1。这些轮子分别用于“deniers”(一种货币单位),“sols”(另一种货币单位),以及像1/2、1/3、1/4、1/6等最简单的分数,还有七个用于整数,单位,十位,百位,千位等,直到百万位:所有这些轮子一起只形成一个长3英寸、直径18分之1英寸的圆柱体,放在一个小箱子内。
这个箱子的顶部有与轮子数量相同的凹槽,每个凹槽占圆柱体周长的三分之一,可以用钢笔尖将轮子转动,就像操作佩罗先生的算盘杆一样,选择所需的数字从1到9和0。这样做的优点是,这里的数字列没有中断,不需要将轮子转回来显示进行操作得到的数字,而佩罗先生的算盘经常需要这样做。
佩雷尔将轮子的周长分成30份,而不是20份,这样箱子顶部的缝隙将占圆柱的三分之一周长,而不是半周长,这样更方便。他也可以将其分成40或50份,那样缝隙将只占圆周的四分之一或五分之一,但这样更多的分割会导致轮子更大。
此外,在包含轮子的盒子的顶部,沿着盒子的长度有两排窗户,一排在前面,一排在后面,这些窗户是为了找出所需添加或相乘的数字的和或积,这些窗户是为了拨号所需减去的数字,或者被另一个数字除以。佩雷尔先生发现的每当前一个轮子经过10次时推进一个轮子的方法非常巧妙。为此,他在每个轮子的一个平面侧面上制造了三十个类似于齿轮齿的齿。另一面保留用于放置一个小平衡,一侧挂钩,另一侧沿斜面。每当这个轮子的十个刻度经过时,斜面就会遇到位于两个轮子之间的铁板上固定的一颗齿。这颗齿使平衡体移到轮子的内部,从而将其另一侧的挂钩通过专门为此目的而设的铁板上的开口推出,勾住相邻轮子平面侧的三十颗牙齿之一,使其前进一步。完成这一步骤后,斜面现在已经通过铁板上的齿,通过弹簧倾斜回到原位,挂钩因此回到轮子的内部,并从相邻轮子上收回,使其前进了一个齿的价值。
我们认为这整个布局经过精心设计,简单而方便,我们认为它值得得到学院认可和纳入认可机器阵列。这一切说完了,我们只剩下两件事希望让读者注意:
1. 通过佩雷尔先生的算术机,人们可以不需要纸和笔的帮助进行四则运算,前两个是用英镑,先令和便士来计算的,还有七种分数。佩雷尔先生的这台机器最为独特的是,它可以像操作整数一样轻松地加减不同分母的分数:例如,人们会发现1/4 1/3 3/8 5/24等于1 1/16,当减去5/12时,剩下3/4。
2. 佩雷尔先生的这台机器的体积如上所示,其价格应该不会很高,但那些愿意购买的人应该向佩雷尔先生打广告,因为随着采购数量的增加,价格可能会更低。这台新机器对于机械艺术的人来说是一件令人高兴的事,并且它非常适用于不会说话的孩子,以及所有希望学习数字科学的人。
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对于该设备的重建尝试是由斯蒂芬·魏斯先生进行的,您可以在他的网站上找到完整的描述 – www.mechrech.info。根据魏斯先生的说法,该设备的前面板是这样的:
jacob-rodrigues pereire加法设备的重建。
jacob-rodrigues pereire加法设备的重建(© stephan weiss,www.mechrech.info)。