第一个发明计算器的人是谁？02

本系列文章预计会有10个章节，这套文献会系统讲述计算机科学本身，这里是第一季第02篇

接上篇...

其实，人类的每一个大大小小的发明，都曾为了解决一个问题，才会被发明和创造！为什么这么说呢。

你看，电报之父塞缪尔·芬利·莫尔斯，发明电报的目的就是为了解决遥远距离与家人的通信问题。

帕斯卡发明世界首台机械计算器是为了协助父亲解决繁琐的计算问题，而电脑的发明是为了解决炮弹轨迹的问题.....

昨天我们谈过，从原创性上来说，轮子堪称机械之母。当然，这是对它的一个敬称，也不是我随便强加它身上的赋能，而是它实在重要且不可或缺。

机械是一个很庞杂的概念，其中包括了动力、传动、执行等装置。对于机械来说，动力很重要，但是从组成上来说，没有轮子这个大标，如何传动？

汽车发动机是靠活塞运动驱动曲轴运动传动到轮子（又是它），机械臂是靠电机旋转带动减速机再到刚体进行直线运动，蒸汽机作为动力源也是如此...

还有很多大大小小的案例，数不甚数...

所以从机械角度来讲，轮子是当今社会真正不可获取的宝贝。

好，接下来我们看看轮子和计算机的关系。

01 计算机与电脑

大家先区别一个概念——计算机和电脑。

众所周知，计算机=电脑，但是这两个名字是先有计算机，后有电脑。

其中，电脑这个词的发明是从二战时期起的。

当时世界第一台电子计算机ENIAC，它仅用20秒钟就完成了一次长程火箭弹道的计算。当时参观这台计算机演示的英国元帅蒙巴顿勋爵发出了由衷的感慨，“它真快啊，简直是电的脑”。从此“电脑”一词就成了今天计算机的代名词。

另外，还有一个具体的概念需要注意，我们现代都会称其为“电子计算机”，为什么要叫电子计算机。

因为电子计算机之前，计算机都是机械做的（因为还没有电嘛）。可以说，第二次世界大战是机械时代和电子时代的分水岭。而从机械角度来看计算机的发明那最早的要追溯到帕斯卡做的那个机械计算器。

02 机械式计算器

最早的计算机起源应该要从17世纪开始，有一个法国数学家帕斯卡曾发明了一种手摇计算器。如下图所示。

帕斯卡的这款机器被称为Pascaline，俗称算术机（arithmetic machine），不过它只能做加减运算。虽然简谱，但是在那个时代已经是一个很了不起的发明。

帕斯卡的这款计算器的动力就是靠手摇，也就是人力提供动力。

说起帕斯卡计算器，就不得先讲讲他本人！

03 帕斯卡的故事

没错， 他就是那个兼气体物理学家的那个帕斯卡。

为什么他会发明一个这样的装置，帕斯卡究竟是为了解决什么问题才发明了这样一个装置？

故事要从帕斯卡的背景故事说起，1623年6月19日，帕斯卡出生于法国一个叫克莱蒙费朗（Clermont-Ferrand）的城市，在三岁时就失去了母亲，好在父亲艾蒂安·帕斯卡（Étienne Pascal）在当地任职法官，算个小贵族，即使独自拉扯着三个孩子，日子也还算富余。

1631年，帕父干脆卖掉了法官之职（那时的法国职位是可以买卖的），把卖到的一大笔钱都投资了利息可观的国债，衣食无忧的一家人随即搬去巴黎，过上了大城市的生活。

艾蒂安从未再娶，由于他的孩子们都展现出杰出的智慧，所以他决定他将要独自教育他们，尤其是展现出数学和科学上惊人的天分的儿子布莱兹‧帕斯卡。

为了教育帕斯卡，艾蒂安便在他儿子15岁前禁止他继续追求数学知识，以免他荒废拉丁语和希腊文的学习。不过有一天，艾蒂安发现布莱兹（12岁）正用一块木炭在墙壁上写一项独立证明，即三角形的角度总和会等于两个直角相加即180度。

从那时起，这个男孩便被允许学习欧几里得几何学，以及在默桑神父修道院旁听一些欧洲杰出的数学家和科学家，例如罗贝瓦尔、吉拉德·笛沙格、迈多治、伽桑狄，和笛卡尔。

后来我们知道年仅16岁的帕斯卡就写了一篇被称作神秘六边形的短篇论文，Essai pour les coniques（圆锥曲线专论），作为证明的方法，然后将这份他第一次认真创作的数学作品寄到巴黎的马兰·梅森神父，这至今仍被广为称作“帕斯卡定理”。

后来因为遇到环境和政治问题，他的51岁的父亲艾蒂安还被任命为鲁昂市（Rouen）的税务总管。

战时的鲁昂税务一片紊乱，艾蒂安的工作涉及大量枯燥而繁重的加减计算，明明现在Excel里一个公式就能搞定的事在当时却是件大耗精力的苦力活。

为了减轻父亲的负担，1642年，年仅19岁的帕斯卡发挥自己的聪明才智，着手制作起机械式计算机。

刚开始的制作过程并不顺利，请来的工人只做过家用的一些粗糙器械，做不来精密的机器，帕斯卡只好自己上手，亲自学习机械制作。到1545年公开成果的时候，帕斯卡研制的原型机已有50台之多。

是的，就是为了解决父亲的计算问题，所以才有这个装置。当然更是帕斯卡自己对数学的痴迷以及对机械的热爱。

但无论怎样这都是一次颠覆人类世界观的事实。

总结：

1. 一人的成果很大因素还是来自家庭的教育，比如我们物理学中讲到的伽利略，他们都是小时候就受到启蒙教育。而帕斯卡的父亲早年就对数学有很深厚的感情，所谓虎父无犬子，教育出来的孩子也是很厉害。

2. 任何伟大的发明和应用，都曾是某个经不起眼的小装置。所以，我们完全可以说，计算机的发展是从一个简单的机械装置——帕斯卡计算器而开始，所以才有了后来的莱布尼茨计算器、再到巴贝奇的差分机、楚泽的第一代继电器计算机....。可能每个机器都千差万别，但是迭代的思想确是前人的基础。

3. 你能看到多远的过去，才能看清多远的未来。计算机的发展挖的越深，懂的也就越透。

好，今天就先这样，明天讲讲帕斯卡计算器的原理。

Masir - 2023/01/11

于东莞

祝幸福~

参考文献：

[1].https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%B8%83%E8%8E%B1%E5%85%B9%C2%B7%E5%B8%95%E6%96%AF%E5%8D%A1

[2].《历史的细节》