科技報報/電子時代前 這些電腦最特別!

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在電甚至自來水出現很久之前,人類就已經想法設法地簡化數學了。外媒近日透過圖集盤點了人類史上的15款特別的模擬電腦和機械電腦。早在人類能夠數指關節骨之前,算盤就已經發明了。考古學家能夠將一種基本的算盤追溯到西元前2700年的美索不達米亞。

根據網易科技報導,這種小型的模擬計算機是在安提凱希拉島上的一艘希臘古船殘骸中被發現的。它被設計來預測天文位置、日食和月食,它甚至記錄過古代奧林匹克運動會的周期。據估計,安提凱希拉裝置的製造時間大概在西元前205年。據我們所知,它的複雜程度在很長一段時間裡都無可比擬,直至14世紀天文時鐘的發明。

蘇格蘭數學家兼物理學家約翰·納皮爾(John Napier)在1617年發明了這款基於木棒的計算機。他以土耳其數學家Matrak·Nasuh所普及的格子乘法系統打造了它。那些骨頭可謂令人驚嘆的機器,能夠做加減乘除運算,甚至能夠求數的平方根。遺憾的是,納皮爾公布他的運算系統那一年他就離世了,因而他見證人們享用他的發明的時間並不長。

1642年,年僅19歲的布萊茲·帕斯卡(Blaise Pascal)創造了Pascaline計算機。他是為了做稅務專員的父親而發明該工具的,因為他想要減輕父親的工作負擔。Pascaline是有史以來第一台包含資料攜帶機制的計算機。憑藉該發明,帕斯卡獲得了法國國王賜予的特權——他成為了該國唯一一個准許設計和生產機械計算機的人。他後來嘗試對Pascaline進行商業化,但在長達5年的時間裡他僅僅賣出了大約20台。之後,他對數學心生厭倦,轉而研究哲學。

兩腳規還另稱為軍用計算機,它的結構很簡單,就只是由鉸鏈連著的兩把尺子。兩把尺子能夠打開,也能夠關閉。它能夠進行多種當年大多數軍官都不會的數學運算。兩腳規是數位數學家的共同發明,但現在人們普遍認為它是伽利略發明的。它曾廣為流行,因為它不僅容易製造,還簡單易用。它能夠應用於多個領域,如建築、槍炮製造、測量甚至音樂。

查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)打造的這個分析引擎是此榜單上首個也是唯一一個理論上的機器。然而,它並不是成品。理論上,它應該可行的,要是它當初成功完整做出來了,那它就是全球的第一個完整的圖靈電腦。該分析引擎被設計來支援條件分支和循環,內置記憶元件和算術邏輯單元。它使用穿孔卡片來輸入程式和存儲資料(最多存儲16KB左右)。遺憾的是,巴貝奇和他的主工程師存在著巨大分歧,因此英國政府在1830年代末不再資助他們開發該機器。

日光能量測定器是現代測光表的前身,二者的用途是一樣的:幫助攝影師拍出更好的照片。與電子版本不同,日光能量測定器更像是計算尺的衍生品。使用者需要先調整滑尺來說明撥盤速度、透鏡類型和及其他變量。接著,讓該設備靠著追蹤日光的卡片(或者滾軸),從而估算要曝光軟片多長時間。

這些機器被用來解決微分方程。它們是用過利用球體和磁片系統計算的集合來實現這一點的。該系統在很長一段時間裡都很流行,直至被電子電腦所取代。微分分析器最初被用來預測潮汐,後來則被用於海軍的消防控制系統。這種機器一直沿用到1940年代,它們最終被更實用、更強大的電腦所取代。

Z1是全球首台以布林邏輯和浮點數作為程式編制基礎的電腦。很不幸,它在二戰期間柏林被轟炸時被摧毀了,它的建造計劃也隨之遺失。程式是透過穿孔被編入35mm的軟片,整個機器是由它的設計師康拉德·楚澤(Konrad Zuse)打造的,使用的材料包括薄金屬片和線鋸。1986年,康澤重新做出了Z1——再一次手工重割近2萬個部件。

1936年,加州大學柏克萊分校教授讓德里克·諾曼·萊默(Derrick Norman Lehmer)兒子來幫助打造一個篩法機器。該機器名為篩法,它最初是用自行車鏈條來打造的。那些鏈條會旋轉,旋轉的時候會碰到木棒。那些木棒反過來會閉合部分回路,整個回路閉合後,機器就會得出答案。該機器並不算實用,也不能從兩個很大的數集中得出餘數。

Aristo 90197在外觀和運作上類似於常見的計算尺,但它上面沒寫任何的東西。這使得成為了密碼專家的完美工具:在上面寫上一些字母,然後滑動它來改變密碼。一戰和二戰期間,Aristo常用於訓練密碼分析。像置換和移項這樣的基本暗碼功能在Aristo 上很容易就能實現,因而它在保護國家機密和發送編碼資訊上擁有無可估量的價值。

泰瑞·普萊契(Terry Pratchett)的粉絲可能會認得MONIAC(全名叫國民收入模擬電腦),但對於沒有看過《賺錢》(Making Money)的人來說,它可謂奇幻異想。MONIAC於1949年由紐西蘭的一位經濟學家設計而成。它使用在水室之間泵出的水來模擬英國的經濟運行。水室以經濟的各個組成部門來命名,如財政、醫療衛生、教育等等。水會從一個地方泵送到另一個地方,從模型中除掉水代表出口,增加水代表出口,水四處流動則模擬投資活動。普萊契的夢幻版本實際上最終可以自發地在Ankh Morpork的城市金庫產生黃金,但到目前為止,這還沒有在現實中的任何大型金融中心中實現。

Chadwick Magic Brain是電子時代之前典型的消費級計算設備。它是一款純機械設備,利用尖筆來進行加減乘除。該尖筆會放在操作者處理的那個數字旁邊的槽位,上下滑動它就能夠給機器加上該數字。令人驚奇的是,它很容易操作,也非常便宜:在1962年僅售0.98美元,換算成現在的金額,不到8.00美元。

科塔(Curta)看起來很像兩樣東西:胡椒研磨器和攝影裝備,完全不像是『計算機』,但事實上它就是計算機。數字是透過設備側邊的滑片來輸入,透過旋轉設備頂部的搖桿來進行加減乘除。它的設計師科特·赫茲斯達克(Curt Herzstark)實際上是在二戰期間被關押在布痕瓦爾德集中營時完成科塔的最終設計的。在該集中營被釋放後,他找了一家工廠將它製造了出來,科塔後來成為了最流行的機械計算機之一,直至1970年代電子計算機的出現。

KL-1是蘇聯設計的產品。它實際上只是個計算尺,但卻採用懷表式的圓形設計。透過滑動表面和指標,用戶就能夠進行乘除運算,以及進行大量的三角函數運算。筆者在網上買了一個,它真的很酷。它不好使用,但當你計算正確時,你會覺得很興奮。它也會讓人聯想起來自《黃金羅盤》(Golden Compass)的真理探測儀,當然那不是筆者買它的原因。