要点
- 拉蒙·西尔韦斯特雷·韦雷加西亚是一位西班牙人,在纽约担任报纸出版商,他专利了一种直接乘法机器。
- 大多数早期计算机以重复加法的形式进行乘法运算。
- 拉蒙·韦雷声称,为科学进步做出贡献的内在热情是他发明的原因。
拉蒙·韦雷
1878年,西班牙人拉蒙·西尔韦斯特雷·韦雷加西亚(1833-1899年),在纽约担任报纸出版商,专利了一种直接乘法机器,这是此类机器的第二项专利(在埃德蒙·巴伯的机器之后),比莱昂·博莱的第一台普及型直接乘法机器早了10年。
大多数早期计算机以重复加法的形式进行乘法运算。例如,要乘以十六,将车厢放在最右边的位置,转动手柄六次,将车厢向左移动一位,再转动一次手柄。在直接乘法计算机中,只需在乘数是个位数时执行操作。
拉蒙·韦雷(参见拉蒙·韦雷的传记)是一个非常有趣的人。他出生于1833年的加利西亚,西班牙,曾在古巴生活了10年,在1865年定居纽约,在杂志社工作,是一家发明代理商,也从事西班牙金币和纸币的交易,这使他对计算产生了兴趣。
发明者本人在1881年4月1日的纽约报纸《拉斯·诺韦达斯》一期中列出了他创造计算机的动机:
我从事一项乍看之下不可能的发明,并不是为了希望能够退还我花费的几千美元中的一部分;也不是为了像其他人一样成为名人,我的野心是受到了:
1) 一点点自私;
2) 非常爱国主义,希望证明在创造天才方面,西班牙人可以超过最有文化的国家的权威人物;
3) 内在的渴望为科学进步做出贡献;最后
4) 和我的品味和兴趣相符的娱乐。
1878年7月5日,韦雷申请了一项美国专利号207918,1878年9月10日,他获得了该专利。看起来,他还制造了两个原型机,其中一个与专利申请一起寄到了美国专利局,另一个则在同一年(1878年)展出,并在古巴马坦萨斯的“世界发明博览会”上获得了金牌。
韦雷的先进计算机并未被忽视。很快,像《纽约先驱报》、《科学美国人》、《勒库里埃》、《拉斯·诺韦达斯》等许多报纸都刊登了有关这台机器的文章。在《科学美国人》1878年10月号的第39卷第16期中,消息很简短:纽约市的拉蒙·韦雷先生获得了一项改进的计算机专利。这个巧妙的机器能够快速进行加法、减法、乘法和除法运算。对其结构的详细描述无法在没有插图的情况下进行。
在《纽约先驱报》(后来在其他报纸上刊登,如《晨报与信使》纽黑文,康涅狄格州,1881年4月13日)的文章中,详细描述了verea的机器(见下文):
机器乘法。
一堆齿轮和轮子以惊人的速度和准确性进行算术运算。
没有什么比通过金属构件的组合来执行似乎只属于思维的算术运算更矛盾的了。世界欠了阿拉伯数字体系的教皇西尔维斯特尔二世一人之功,他试图制造一台计算机。帕斯卡和莱布尼茨花了多年时间试图解决机械数学计算的问题,其他人也一直在从事同样的任务,直到法国数学家托马斯·德科尔马在1822年发现了一种方法。对他的机器原理的改进已经有很多,但所有的结果只能成功完善加法和减法的方法。这使得通过将一个因子与另一个因子中的单位数相加来进行乘法成为可能,但这个过程很长而乏味。
纽约的西班牙居民雷蒙·韦雷亚先生已经投入了几年的业余时间来开发一种能够进行乘法和除法的机器,并最终取得了成功。它可以产生一个具有十五个数字的乘积,而因子可以是九或小于九的数字,以及六或小于六位数。只需将一个小曲柄转动一次,每个乘数位上的数字就会在一个圆盘上显示出来。工作几乎是瞬间完成的,而且准确无误。
该机器由十个垂直放置的圆盘组成,每个圆盘的边缘上都有从1到9以及零的数字。这些圆盘的侧面上有点构成了一个乘法表。假设要将9乘以6。将第一个圆盘转动,使九显示在顶部;然后在一个属于与九类似的一组轮子上显示另一个因子。当曲柄转动时,乘数盘转动六分之九的一圈,并在盘的侧面的第四个同心圆上呈现出一个点,同时在第五个同心圆上呈现出另一个点。
这两个点分别与操纵乘积盒的小舌相遇,其中结果直接显示出来。记录乘积的机制过于复杂,无法简短地描述,需要很长的篇幅。有一系列的齿轮被操纵,每个齿轮都按照盘上的同心圆进行大小和形状的刻度。可以说,在乘法中,必要的加法与乘法同时进行。
例如,将56乘以7的过程是7乘以6等于42,7乘以5等于35,并且将4加到39产品中,得到392。使用这台机器,工作是瞬间完成的。当转动轮子时,首先记录的是42,然后是35,也就是说,5立即添加到另一个数字的十位上,然后整个乘积就像曲柄完成旋转一样“平静地浮现出来”。如果乘数是一个双位数,比如56乘以27,再转动曲柄就能完成乘法和加法。为了证明操作的正确性,按下一个按钮会使一组新的齿轮齿合,然后转动曲柄将乘积框中的所有数字减为零。如果零没有立即出现,那将证明最初的操作是错误的。
韦雷亚先生解释说,他制造这台机器既不是为了出售专利,也不是为了投入使用,而只是为了表明这是可能的,而且西班牙人也能像美国人一样发明。在《先驱报》记者和其他访客的面前进行的一些测试表明,机器的操作非常简便和准确。在一位记者和一位会计师试图通过心算写出已经得到的乘积时,机器正确地完成了将900万乘以9000的操作。
遗憾的是,不久之后,韦雷亚的机器就像他的前任埃德蒙·巴伯的机器一样被尘封了起来。他从未试图将其投放市场。他只是离开了,并再也没有发明其他东西。正如他所说:“我只是想要为科学的进步和一点点的自尊心做出一点贡献。我是一名记者,不是科学家,而且我想要展示的东西已经被证明了。”
韦雷亚机器的原型,寄给专利局
韦雷亚的机器原型于1878年7月随申请一起寄给美国专利局,并被保存在ibm位于纽约白原市总部的储罐中,成为该公司创始人托马斯·沃森于1930年开始的收藏品之一。
韦雷亚的计算器是一台由铁、黄铜和钢制成的机器,重约25公斤,长35厘米,宽23厘米,高20厘米。它能够对九位数进行加法、乘法和除法运算,乘数最多可以有六位数,乘积最多可以有十五位数。乘法是通过直接方法解决的,该方法是基于1872年埃德蒙·d·巴伯的一项专利机制。韦雷亚想到了如何通过一次拉杆的操作完成整个乘法。
韦雷亚机器的一个专利图纸
他的机器的基础是一个十面体金属棱柱或圆柱体(在设备的前面可以看到两个十面黄铜圆柱体,垂直安装)。每个圆柱体的每个面都有两列孔,每列有十个孔。孔有十种尺寸,最大最深的代表零,最小最浅的代表9。这些孔代表了给定数字的倍数。
在机器的平顶上有两个在槽中移动的旋钮。向前拉动一个旋钮会使下面的圆柱体旋转,以便背面有表示所需数字倍数的孔。在该机制的后面是一排锥形销。在机器后面拉动一个杠杆可以升降这些销,以设置乘数。在右侧转动一个曲柄会将销移至圆柱体的面上,如果圆柱体上有孔,销就能进入到一定的深度。
一旦圆柱体的表面接触到销,它会推动销和在其后面的齿条向后移动。进入浅孔的销会迅速到达圆柱体,并对齿条产生相应的更大影响。与齿条连接的小齿轮相应地旋转,转动机器后面的结果轮,根据需要进行进位。进一步转动曲柄可以将圆柱体、齿条和销恢复到它们的原始位置。
雷蒙·韦雷亚的计算机
看起来,尽管原型机看起来很原始,但在演示目的下完全正常工作。在其中一个演示中(不同于之前提到的在纽约先驱报记者面前的演示),该设备能够在二十秒内完成 698543721 x 807689 的乘法运算,这在当时是惊人的速度。