ปาสคาลีน


เครื่องปาสคาลีน (หรือที่รู้จักกันในชื่อเครื่องคำนวณทางคณิตศาสตร์หรือเครื่องคิดเลขของปาสคาล ) เป็นเครื่องคิดเลขเชิงกลที่คิดค้นโดยแบลส์ ปาสคาลในปี ค.ศ. 1642 ปาสคาลได้รับแรงบันดาลใจในการพัฒนาเครื่องคิดเลขจากการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ยุ่งยากซึ่งจำเป็นในงานของบิดาของเขาในฐานะผู้ดูแลภาษีในเมืองรูอองประเทศฝรั่งเศส[ 2 ]เขาออกแบบเครื่องนี้เพื่อบวกและลบตัวเลขสองตัว และเพื่อทำการคูณและหารโดยการบวกหรือลบซ้ำๆ โดยใช้สไตลัสในการคำนวณ
เครื่องคิดเลขของเขามีสามรุ่น ได้แก่ รุ่นสำหรับงานบัญชี รุ่นสำหรับงานสำรวจ และรุ่นสำหรับงานวิทยาศาสตร์
หน้าปัดนาฬิกาแบบบัญชีแสดงค่าเงินลีฟร์ซึ่งเป็นสกุลเงินของฝรั่งเศสในขณะนั้น หน้าปัดถัดไปทางขวาแสดงค่าเงินโซลโดย 20 โซลเท่ากับ 1 ลีฟร์ และหน้าปัดถัดไปทางขวาสุดแสดงค่าเงินเดนิเยร์โดย 12 เดนิเยร์เท่ากับ 1 โซล
เครื่องคำนวณของปาสคาลประสบความสำเร็จอย่างมากในการออกแบบกลไกการทดซึ่งจะทดเลข 1 ไปยังหน้าปัดถัดไปเมื่อหน้าปัดแรกเปลี่ยนจาก 9 เป็น 0 นวัตกรรมของเขาทำให้แต่ละหลักเป็นอิสระจากสถานะของหลักอื่น ๆ ทำให้สามารถทดเลขหลายตัวได้อย่างรวดเร็วจากหลักหนึ่งไปยังอีกหลักหนึ่งโดยไม่คำนึงถึงความจุของเครื่อง ปาสคาลยังเป็นคนแรกที่ย่อขนาดและดัดแปลงเฟืองโคมไฟที่ใช้ในนาฬิกาหอคอยและกังหานน้ำ ให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของเขา นวัตกรรมนี้ทำให้เครื่องสามารถต้านทานแรงป้อนของผู้ใช้งานได้โดยแทบไม่มีแรงเสียดทานเพิ่มเติม
ปาสคาลออกแบบเครื่องนี้ในปี ค.ศ. 1642 [ 3 ]หลังจากสร้างต้นแบบ 50 เครื่อง เขาได้นำเสนออุปกรณ์นี้ต่อสาธารณชนในปี ค.ศ. 1645 โดยอุทิศให้กับปิแอร์ เซกีเยร์ ซึ่งดำรงตำแหน่ง อัครมหาเสนาบดีของฝรั่งเศสในขณะนั้น[ 4 ]ปาสคาลสร้างเครื่องคำนวณเพิ่มอีกประมาณ 20 เครื่องในช่วงทศวรรษถัดมา ซึ่งหลายเครื่องได้รับการปรับปรุงจากแบบดั้งเดิมของเขา ในปี ค.ศ. 1649 พระเจ้าหลุยส์ที่ 14 ได้ พระราชทานสิทธิพิเศษแก่ปาสคาล(คล้ายกับสิทธิบัตร ) ซึ่งให้สิทธิ์แต่เพียงผู้เดียวในการออกแบบและผลิตเครื่องคำนวณในฝรั่งเศส ปัจจุบันมีเครื่องคำนวณของปาสคาลอยู่ 9 เครื่อง[ 5 ]ส่วนใหญ่จัดแสดงอยู่ในพิพิธภัณฑ์ในยุโรป
เครื่องคิดเลขรุ่นหลังๆ หลายเครื่องได้รับแรงบันดาลใจโดยตรงหรือได้รับอิทธิพลจากประวัติศาสตร์เดียวกันกับที่นำไปสู่การประดิษฐ์ของปาสคาล กอตต์ฟรีด ไลบ์นิซ ประดิษฐ์ วงล้อไลบ์นิซของเขาหลังจากปี 1671 หลังจากพยายามเพิ่มคุณสมบัติการคูณอัตโนมัติให้กับปาสคาลีน[ 6 ]ในปี 1820 โทมัส เดอ โคลมาร์ออกแบบเครื่องคำนวณเลขคณิต ของเขา ซึ่งเป็น เครื่องคิดเลขเชิงกลเครื่องแรกที่แข็งแรงและเชื่อถือได้มากพอที่จะใช้ได้ทุกวันในสภาพแวดล้อมสำนักงาน ไม่ชัดเจนว่าเขาเคยเห็นอุปกรณ์ของไลบ์นิซหรือไม่ แต่เขาอาจจะประดิษฐ์มันขึ้นมาใหม่หรือใช้การประดิษฐ์ดรัมขั้นบันไดของไลบ์นิซ
ประวัติศาสตร์

แบลส์ ปาสคาล เริ่มประดิษฐ์เครื่องคิดเลขในปี ค.ศ. 1642 เมื่ออายุ 18 ปี เขาได้ช่วยงานบิดาซึ่งทำงานเป็นเจ้าหน้าที่จัดเก็บภาษี และต้องการคิดค้นอุปกรณ์ที่จะช่วยลดภาระงานของบิดาลง ปาสคาลได้รับพระราชทานสิทธิพิเศษในปี ค.ศ. 1649 ซึ่งให้สิทธิ์แต่เพียงผู้เดียวในการผลิตและจำหน่ายเครื่องคิดเลขในฝรั่งเศส
ภายในปี พ.ศ. 2397 เขาได้ขายเครื่องจักรไปประมาณ 20 เครื่อง (มีเพียง 9 เครื่องจาก 20 เครื่องนั้นที่ทราบว่ายังมีอยู่ในปัจจุบัน[ 7 ] ) แต่ต้นทุนและความซับซ้อนของ Pascaline เป็นอุปสรรคต่อการขายเพิ่มเติม และการผลิตจึงหยุดลงในปีนั้น ในช่วงเวลานั้น Pascal ได้หันไปศึกษาศาสนาและปรัชญาซึ่งส่งผลให้เกิดผลงานLettres provincialesและPensées ขึ้น มา
การเฉลิมฉลองครบรอบ 300 ปีของการประดิษฐ์เครื่องคิดเลขเชิงกลของปาสคาลเกิดขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองขณะที่ฝรั่งเศสถูกเยอรมนียึดครอง ดังนั้นการเฉลิมฉลองหลักจึงจัดขึ้นที่ลอนดอน ประเทศอังกฤษ สุนทรพจน์ที่กล่าวในระหว่างงานเน้นย้ำถึงความสำเร็จในทางปฏิบัติของปาสคาลในขณะที่เขาเป็นที่รู้จักในสาขาคณิตศาสตร์บริสุทธิ์แล้ว และจินตนาการสร้างสรรค์ของเขา รวมถึงความก้าวหน้าของทั้งเครื่องจักรและผู้ประดิษฐ์[ 8 ]
การดำเนินการ


เครื่องคิดเลขมีแป้นหมุนโลหะแบบมีซี่ โดยมีตัวเลข 0 ถึง 9 แสดงอยู่รอบเส้นรอบวงของแต่ละล้อ (สำหรับเลขฐาน 10) ในการป้อนตัวเลข ผู้ใช้จะวางสไตลัสลงในช่องว่างที่ตรงกันระหว่างซี่ แล้วหมุนแป้นหมุนตามเข็มนาฬิกาจนกระทั่งถึงจุดหยุดโลหะ คล้ายกับการ ใช้ แป้นหมุนหมายเลขโทรศัพท์ ตัวเลขนั้นจะปรากฏในตัวสะสมที่ด้านบนของเครื่องคิดเลข จากนั้นก็เพียงแค่หมุนตัวเลขที่สองที่ต้องการบวก ตัวเลขทั้งสองก็จะปรากฏในตัวสะสมเช่นกัน
แต่ละแป้นหมุนจะมีช่องแสดงผลตัวเลขหลักเดียวอยู่เหนือแป้นหมุนนั้นโดยตรง ซึ่งจะแสดงค่าของตัวสะสมสำหรับตำแหน่งนั้น ตัวเลขตรงข้ามของตัวเลขนี้ที่อยู่ด้านล่างของแป้นหมุน (6, 10, 12, 20) จะแสดงอยู่เหนือตัวเลขนี้ แถบแนวนอนจะซ่อนตัวเลขตรงข้ามทั้งหมดเมื่อเลื่อนไปด้านบน หรือซ่อนตัวเลขของตัวสะสมทั้งหมดเมื่อเลื่อนไปทางตรงกลางของเครื่อง
เนื่องจากเฟืองของเครื่องคิดเลขหมุนไปในทิศทางเดียวเท่านั้น จึงสามารถทำการบวกได้เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในการลบตัวเลขหนึ่งออกจากอีกตัวเลขหนึ่ง จะใช้วิธีส่วนเติมเต็มเก้าความแตกต่างเพียงสองอย่างระหว่างการบวกและการลบคือ ตำแหน่งของแถบแสดงผล (ตัวสะสมเทียบกับส่วนเติมเต็ม) และวิธีการป้อนตัวเลขตัวแรก (โดยตรงเทียบกับส่วนเติมเต็ม)
สำหรับวงล้อตัวเลข 10 หลัก วงล้อด้านนอกที่อยู่กับที่ จะมีหมายเลขกำกับตั้งแต่ 0 ถึง 9 ตัวเลขจะถูกสลักเรียงลำดับลดลงตามเข็มนาฬิกา จากด้านล่างซ้ายไปยังด้านล่างขวาของคันหยุด ในการบวกเลข 5 จะต้องเสียบสไตลัสระหว่างซี่ล้อที่ล้อมรอบเลข 5 แล้วหมุนวงล้อตามเข็มนาฬิกาจนสุดคันหยุด ตัวเลขที่แสดงบนช่องแสดงผลที่เกี่ยวข้องจะเพิ่มขึ้น 5 และหากมีการทดเลขเกิดขึ้น ช่องแสดงผลทางด้านซ้ายจะเพิ่มขึ้น 1 ในการบวก 50 ให้ใช้วงล้อป้อนหลักสิบ (วงล้อที่สองจากด้านขวาในเครื่องเลขฐานสิบ) ในการบวก 500 ให้ใช้วงล้อป้อนหลักร้อย เป็นต้น...
บนล้อทั้งหมดของเครื่องจักรที่รู้จักทั้งหมด ยกเว้นเครื่องจักรแบบหน่วงเวลา [ 9 ] ซี่ล้อที่อยู่ติดกันสองซี่จะถูกทำเครื่องหมาย เครื่องหมายเหล่านี้แตกต่างกันไปในแต่ละเครื่องจักร บนล้อที่แสดงในภาพด้านขวา เครื่องหมายเป็นจุดที่เจาะไว้ บนเครื่องจักรสำรวจ เครื่องหมายถูกแกะสลัก บางอันเป็นเพียงรอยขีดข่วนหรือเครื่องหมายที่ทำด้วยน้ำยาเคลือบเงาเล็กน้อย[ 10 ]บางอันถึงกับทำเครื่องหมายด้วยกระดาษชิ้นเล็กๆ[ 11 ]
เครื่องหมายเหล่านี้ใช้สำหรับตั้งค่ากระบอกสูบที่เกี่ยวข้องให้มีค่าสูงสุด เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการตั้งค่าเป็นศูนย์อีกครั้ง ในการทำเช่นนั้น ผู้ปฏิบัติงานจะสอดสไตลัสเข้าไประหว่างซี่ล้อทั้งสองนี้แล้วหมุนล้อจนสุดถึงคันหยุด การทำงานนี้เป็นไปได้เพราะล้อแต่ละล้อเชื่อมต่อโดยตรงกับกระบอกสูบแสดงผลที่เกี่ยวข้อง (มันจะหมุนไปหนึ่งตำแหน่งโดยอัตโนมัติระหว่างการดำเนินการ) ในการทำเครื่องหมายซี่ล้อระหว่างการผลิต สามารถเลื่อนกระบอกสูบเพื่อให้แสดงค่าสูงสุด จากนั้นทำเครื่องหมายซี่ล้อที่อยู่ใต้คันหยุดและซี่ล้อที่อยู่ทางด้านขวาของมัน
เครื่องจักรที่รู้จักกันสี่เครื่องมีล้อเสริมภายใน ซึ่งใช้ในการป้อนตัวดำเนินการตัวแรกในการลบ ล้อเสริมเหล่านี้ติดตั้งอยู่ที่ศูนย์กลางของล้อโลหะที่มีซี่แต่ละล้อและหมุนไปพร้อมกับล้อ ล้อที่แสดงในภาพด้านบนมีล้อเสริมภายใน แต่ตัวเลขที่เขียนบนนั้นแทบมองไม่เห็น ในเครื่องจักรแบบทศนิยม ตัวเลข 0 ถึง 9 จะถูกสลักตามเข็มนาฬิกา โดยแต่ละตัวเลขจะอยู่ระหว่างซี่สองซี่ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถเขียนค่าของตัวเลขนั้นลงในช่องเสริมได้โดยตรง โดยวางสไตลัสไว้ระหว่างซี่เหล่านั้นและหมุนล้อตามเข็มนาฬิกาจนสุดคันหยุด[ 12 ]เครื่องหมายบนซี่สองซี่ที่อยู่ติดกันจะขนาบข้างตัวเลข 0 ที่สลักไว้บนล้อนี้
ในเครื่องจักรที่รู้จักสี่เครื่อง เหนือล้อแต่ละล้อ จะมีล้อผลหารขนาดเล็กติดตั้งอยู่บนแถบแสดงผล ล้อผลหารเหล่านี้ ซึ่งตั้งค่าโดยผู้ปฏิบัติงาน จะมีตัวเลขตั้งแต่ 1 ถึง 10 สลักตามเข็มนาฬิกาบนขอบ (แม้กระทั่งเหนือล้อที่ไม่ใช่ทศนิยม) ดูเหมือนว่าล้อผลหารจะถูกใช้ในระหว่างการหารเพื่อจดจำจำนวนครั้งที่ตัวหารถูกลบที่ดัชนีที่กำหนด[ 13 ]
กลไกภายใน


ปาสคาลได้สร้างต้นแบบถึง 50 ชิ้นก่อนที่จะได้แบบสุดท้าย เรารู้ว่าเขาเริ่มต้นด้วยกลไกนาฬิกาคำนวณบางอย่างซึ่งเห็นได้ชัดว่า "ทำงานโดยใช้สปริงและมีการออกแบบที่เรียบง่ายมาก" ถูกใช้งาน "หลายครั้ง" และยังคง "ใช้งานได้" อย่างไรก็ตาม "ในขณะที่ปรับปรุงมันอยู่เสมอ" เขาก็พบเหตุผลที่จะพยายามทำให้ระบบทั้งหมดมีความน่าเชื่อถือและแข็งแรงมากขึ้น[ 14 ]ในที่สุดเขาก็นำส่วนประกอบของนาฬิกาขนาดใหญ่มาใช้ โดยย่อขนาดและดัดแปลงเฟืองที่แข็งแรงซึ่งพบได้ในกลไกนาฬิกาหอคอยที่เรียกว่าเฟืองโคมไฟซึ่งได้มาจากกลไกของกังหานน้ำ มาใช้ในวัตถุประสงค์ของเขา เฟืองนี้สามารถรับแรงจากผู้ใช้งานได้อย่างง่ายดาย[ 15 ]
ปาสคาลได้ดัดแปลงกลไกตัวล็อกและเฟืองวงล้อมาใช้กับการออกแบบวงล้อหมุนของเขาเอง ตัวล็อกจะป้องกันไม่ให้วงล้อหมุนทวนเข็มนาฬิกาในระหว่างที่ผู้ใช้งานป้อนข้อมูล และยังทำหน้าที่เป็นตัวล็อกเพื่อกำหนดตำแหน่งของวงล้อแสดงผลและกลไกทดเลขสำหรับหลักถัดไปอย่างแม่นยำ เมื่อวงล้อถูกดันขึ้นและตกลงสู่ตำแหน่งถัดไป ด้วยกลไกนี้ ตัวเลขแต่ละตัวที่แสดงจึงอยู่ตรงกลางหน้าต่างแสดงผลอย่างสมบูรณ์ และแต่ละหลักจะอยู่ในตำแหน่งที่แม่นยำสำหรับการดำเนินการถัดไป กลไกนี้จะเคลื่อนที่หกครั้งหากผู้ใช้งานหมุนเลขหกบนวงล้อป้อนข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
กลไกการพกพา

ซอตัวร์เป็นส่วนประกอบสำคัญของกลไกการเคลื่อนย้ายของปาสคาลีน ใน " Avis nécessaire... " ปาสคาลตั้งข้อสังเกตว่าเครื่องจักรที่มีล้อ 10,000 ล้อจะทำงานได้ดีเช่นเดียวกับเครื่องจักรที่มีล้อ 2 ล้อ เพราะแต่ละล้อเป็นอิสระจากกัน เมื่อถึงเวลาที่จะเคลื่อนย้าย ซอตัวร์จะถูกเหวี่ยงไปยังล้อถัดไปโดยอาศัยแรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียว[ 16 ]โดยไม่มีการสัมผัสกันระหว่างล้อ ในระหว่างการตกอย่างอิสระ ซอตัวร์จะทำตัวเหมือนนักกายกรรมที่กระโดดจากชิงช้าหนึ่งไปยังอีกชิงช้าหนึ่งโดยที่ชิงช้าไม่สัมผัสกัน ("ซอตัวร์" มาจากคำกริยาภาษาฝรั่งเศสsauterซึ่งหมายถึงการกระโดด) ดังนั้นล้อทั้งหมด (รวมถึงเฟืองและซอตัวร์) จึงมีขนาดและน้ำหนักเท่ากันโดยไม่ขึ้นอยู่กับความจุของเครื่องจักร
ปาสคาลใช้แรงโน้มถ่วงในการเตรียมพร้อมสำหรับการยิงธนูแบบซอทัวร์ ต้องหมุนวงล้อห้าขั้นจาก 4 ถึง 9 เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการยิงธนูแบบซอทัวร์อย่างสมบูรณ์ แต่การถ่ายโอนน้ำหนักจะหมุนวงล้อถัดไปเพียงขั้นเดียว ดังนั้นจึงมีการสะสมพลังงานส่วนเกินจำนวนมากในระหว่างการเตรียมพร้อมสำหรับการยิงธนูแบบซอทัวร์
วงล้อทั้งหมดจะถูกตั้งค่าให้ทำงานโดยการป้อนข้อมูลจากผู้ใช้งานหรือการส่งต่อค่า หากต้องการตั้งค่าวงล้อ 10,000 วงให้เป็นศูนย์ หากมีเครื่องจักรเช่นนั้นอยู่จริง ผู้ใช้งานจะต้องตั้งค่าวงล้อทุกวงไปที่ค่าสูงสุด แล้วเพิ่ม 1 เข้าไปในวงล้อ "หน่วย" การส่งต่อค่าจะหมุนวงล้อป้อนข้อมูลทุกวงทีละวงอย่างรวดเร็วใน ลักษณะ คล้ายโดมิโนและค่าที่แสดงทั้งหมดจะถูกรีเซ็ต

การส่งสัญญาณแบบแครี่มีสามขั้นตอน:
- ขั้นตอนแรกเกิดขึ้นเมื่อรีจิสเตอร์แสดงผลเปลี่ยนจาก 4 เป็น 9 หมุดนำส่งสองตัว (ทีละตัว) จะยกตัวส่งสัญญาณขึ้นโดยดันส่วนที่ยื่นออกมาซึ่งมีเครื่องหมาย (3,4,5) ในขณะเดียวกัน ตัวล็อก(1)จะถูกดึงขึ้นโดยใช้หมุดบนล้อรับเป็นตัวนำทาง แต่ไม่มีผลต่อล้อนี้เนื่องจากตัวล็อก/เฟืองด้านบน (C)ในระหว่างขั้นตอนแรก ล้อที่ใช้งานอยู่จะสัมผัสกับล้อที่จะรับตัวส่งสัญญาณผ่านตัวส่งสัญญาณ แต่จะไม่เคลื่อนที่หรือเปลี่ยนแปลงสถานะของล้อรับ ดังนั้นสถานะของล้อรับจึงไม่มีผลกระทบใดๆ ต่อล้อที่ใช้งานอยู่
- ขั้นตอนที่สองเริ่มต้นเมื่อตัวเลขบนจอแสดงผลเปลี่ยนจาก 9 เป็น 0 ตัวล็อกจะเคลื่อนผ่านหมุดนำทาง และสปริง (z,u)จะวางตำแหน่งตัวล็อกไว้เหนือหมุดนำทางพร้อมที่จะดันกลับ สายเคเบิลยังคงเคลื่อนที่ขึ้นไปเรื่อยๆ และทันใดนั้นหมุดรับน้ำหนักตัวที่สองก็ปล่อยสายเคเบิล สายเคเบิลตกลงมาด้วยน้ำหนักของตัวเอง ในระหว่างขั้นตอนที่สอง สายเคเบิลและล้อทั้งสองจะแยกออกจากกันโดยสมบูรณ์
- ตัวล็อกแบบเตะ (1)ดันหมุดบนล้อรับและเริ่มหมุนตัวล็อก/เฟืองบน (C)เคลื่อนไปยังช่องถัดไป การทำงานจะหยุดเมื่อส่วนที่ยื่นออกมา (T)ชนกับตัวหยุดกันกระแทก (R) ตัวล็อก/เฟืองบน (C) จะจัดตำแหน่งกลไกรับทั้งหมดให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ในระหว่างขั้นตอนที่สาม ตัวล็อกซึ่งไม่สัมผัสกับล้อที่ใช้งานอยู่แล้ว จะเพิ่มหนึ่งให้กับล้อรับ
การดำเนินการ
เครื่องคิดเลข Pascaline เป็นเครื่องคิดเลขแบบบวกโดยตรง (ไม่มีด้ามหมุน) ดังนั้นค่าของตัวเลขจะถูกบวกเข้ากับตัวสะสมขณะที่หมุนตัวเลขเข้าไป โดยการเลื่อนแถบแสดงผล ผู้ใช้งานสามารถดูได้ทั้งตัวเลขที่เก็บไว้ในตัวสะสมหรือค่า 9's complement ของตัวเลขนั้น การลบจะทำเช่นเดียวกับการบวกโดยใช้เลขคณิต 9's complement
ส่วนเติมเต็มของเลข 9
ส่วนเติมเต็ม 9 ของจำนวนทศนิยมหลักเดียวใดๆdคือ 9 - dดังนั้น ส่วนเติมเต็ม 9 ของ 4 คือ 5 และส่วนเติมเต็ม 9 ของ 7 คือ 2
ในเครื่องคำนวณเลขฐานสิบที่มีแป้นหมุนnแป้น ค่า 9's complement ของเลข A คือ:
ดังนั้น ส่วนเติมเต็ม 9 ของ (AB) คือ:
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ส่วนเติมเต็ม 9 ของผลต่างของจำนวนสองจำนวนนั้น เท่ากับผลรวมของส่วนเติมเต็ม 9 ของตัวตั้งลบและตัวลบ หลักการเดียวกันนี้ยังคงใช้ได้และสามารถนำไปใช้กับจำนวนที่ประกอบด้วยตัวเลขฐานต่างๆ (ฐาน 6, 12, 20) เช่น ในงานสำรวจหรือเครื่องมือบัญชี
สิ่งนี้สามารถขยายความได้ดังนี้:
หลักการนี้นำมาประยุกต์ใช้กับชาวปาสคาลีน:
| | ขั้นแรก ให้ป้อนค่าส่วนเติมเต็มของตัวตั้งลบ ผู้ปฏิบัติงานสามารถใช้แป้นหมุนด้านในสำหรับค่าส่วนเติมเต็ม หรือหมุนแป้นป้อนค่าส่วนเติมเต็มของตัวตั้ง ลบ โดยตรง แถบแสดงผลจะเลื่อนเพื่อแสดงช่องค่าส่วนเติมเต็ม เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานเห็นตัวเลขที่แสดงโดยตรง เนื่องจาก |
|---|---|
| บี | จากนั้นจึงกดหมายเลขที่สองและเพิ่มค่าของหมายเลขนั้นเข้าไปในตัวสะสม |
| | ผลลัพธ์ (AB) จะแสดงในหน้าต่างส่วนเติมเต็มเนื่องจาก ขั้นตอนสุดท้ายสามารถทำซ้ำได้ตราบใดที่ตัวลบมีค่าน้อยกว่าตัวตั้งลบที่แสดงในตัวสะสม |
การรีเซ็ตเครื่อง
ต้องตั้งค่าเครื่องเป็นศูนย์ใหม่ก่อนเริ่มการทำงานใหม่ทุกครั้ง ในการรีเซ็ตเครื่อง ผู้ปฏิบัติงานต้องตั้งล้อทั้งหมดไปที่ค่าสูงสุด โดยใช้เครื่องหมายบนซี่ล้อสองซี่ที่อยู่ติดกันจากนั้นเพิ่ม 1 ให้กับล้อขวาสุด[ 17 ]
วิธีการรีเซ็ตค่าศูนย์ที่ปาสคาลเลือก ซึ่งส่งค่าทดผ่านเครื่องทั้งหมด เป็นงานที่ท้าทายที่สุดสำหรับเครื่องคิดเลขเชิงกล และพิสูจน์ได้ว่าเครื่องทำงานได้อย่างสมบูรณ์ก่อนการดำเนินการแต่ละครั้ง นี่เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงคุณภาพของปาสคาลีน เพราะไม่มีคำวิจารณ์ใดๆ ในศตวรรษที่ 18 ที่กล่าวถึงปัญหาเกี่ยวกับกลไกการทด ทั้งๆ ที่คุณลักษณะนี้ได้รับการทดสอบอย่างเต็มที่ในเครื่องทั้งหมด โดยการรีเซ็ตตลอดเวลา[ 18 ]
| รีเซ็ตเป็นศูนย์ | ตั้งล้อทุกวงให้สุดโดยใช้เครื่องหมายบนซี่ล้อสองซี่ที่อยู่ติดกัน ล้อทุกวงพร้อมสำหรับการเคลื่อนย้ายแล้ว |
| ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| เพิ่ม 1 ลงในวงล้อขวาสุด วงล้อแต่ละวงจะส่งเส้นโค้งของมันไปยังวงล้อถัดไป เลขศูนย์จะปรากฏขึ้นทีละตัว เหมือนกับปรากฏการณ์โดมิโน จากขวาไปซ้าย |
|
ส่วนที่เพิ่มเข้าไป
การบวกจะดำเนินการโดยเลื่อนแถบแสดงผลให้ชิดขอบเครื่องมากที่สุด เพื่อแสดงค่าปัจจุบันของตัวสะสม
หลังจากรีเซ็ตเครื่องเป็นศูนย์แล้ว ก็จะกดตัวเลขทีละตัว
ตารางต่อไปนี้แสดงขั้นตอนทั้งหมดที่จำเป็นในการคำนวณ 12,345 + 56,789 = 69,134
| ส่วนที่เพิ่มเข้าไป | เครื่องตั้งค่าเป็นศูนย์ ผู้ปฏิบัติงานป้อนค่า 12,345 |
| ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ผู้ปฏิบัติงานป้อนตัวเลขตัวที่สอง: 56,789 หากเขาเริ่มจากตัวเลขขวาสุด วงล้อที่สองจะเปลี่ยนจาก 4 เป็น 5 ระหว่างการป้อนเลข 9 เนื่องจากการส่งกำลังแบบทด... |
|
การลบ
การลบจะดำเนินการโดยการเลื่อนแถบแสดงผลให้ใกล้กับกึ่งกลางของเครื่องมากที่สุด เพื่อปิดบังค่าสะสมและแสดงค่าส่วนเติมเต็ม 9 ของค่าสะสมแทน
หลังจากรีเซ็ตแล้ว ตัวสะสมค่าจะมีค่าเป็น 0 ทั้งหมด ดังนั้นค่า 9 ทั้งหมดจึงจะแสดงในระบบแสดงผลแบบ 9's complement
ตัวเลขแรกที่ต้องป้อนเพื่อทำการลบคือค่า 9's complement ของตัวตั้งลบ ตัวอย่างเช่น ถ้าตัวตั้งลบคือ 7 ค่า 9's complement ของมันคือ 2 และค่านี้จะถูกป้อนเข้าไปเหมือนกับการบวก ตัวเลข 7 จะปรากฏในช่องแสดงค่า 9's complement อีกวิธีหนึ่งในการป้อนค่า 9's complement โดยตรงคือการวางปากกาไว้ที่ค่า 9 แล้วหมุนแป้นหมุนไปยังตัวเลขที่แสดงค่าที่จะป้อน ในกรณีนี้ แป้นหมุนจะถูกหมุนจาก 9 ไปที่ 7 ซึ่งเหมือนกับการป้อน 2!
เมื่อป้อนค่าตัวตั้งลบแล้ว ก็ให้ป้อนค่าตัวลบเหมือนกับการบวก หน้าจอแสดงผลแบบ 9's complement จะแสดงผลลัพธ์ของการดำเนินการนั้น
ตัวสะสมจะมีค่า ในขั้นตอนแรกและ หลังจากบวก B แล้ว ในการแสดงข้อมูลนั้นในหน้าต่างส่วนเติมเต็ม ผู้ปฏิบัติงานจะเห็น ซึ่งก็คือ A จากนั้น ซึ่งก็คือ มันให้ความรู้สึกเหมือนกับการบวก เนื่องจากความแตกต่างเพียงสองอย่างระหว่างการบวกและการลบคือ ตำแหน่งของแถบแสดงผล (ตัวสะสมเทียบกับส่วนเติมเต็ม) และวิธีการป้อนตัวเลขตัวแรก (โดยตรงเทียบกับส่วนเติมเต็ม)
ตารางต่อไปนี้แสดงขั้นตอนทั้งหมดที่จำเป็นในการคำนวณ 54,321 − 12,345 = 41,976
| เปลี่ยนพื้นที่แสดงผล | เลื่อนแถบแสดงผลลงเพื่อแสดงส่วนเติมเต็มของแต่ละกระบอกผลลัพธ์ จากจุดนี้เป็นต้นไป ทุกหมายเลขที่ป้อนเข้าไปในเครื่องจะเพิ่มค่าลงในตัวสะสม และทำให้ค่ารวมที่แสดงในหน้าต่างส่วนเติมเต็มลดลง |
| ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| การลบ | ป้อนค่าคอมพลีเมนต์ 9 ของตัวตั้งลบ ผู้ใช้งานสามารถใช้วงล้อคอมพลีเมนต์ด้านในหรือหมุนหาค่าคอมพลีเมนต์ 9 ของ 54,321 (45,678) โดยตรงก็ได้ |
| ||||||||||
| หมุนตัวลบ (12,345) บนล้อโลหะซี่ล้อ นี่คือการบวก ผลลัพธ์ 41,976 อยู่ในช่องส่วนเติมเต็มของเลข 9 |
|
การใช้งาน
นาฬิกาปาสคาลีนมีทั้ง แบบ ทศนิยมและแบบไม่ทศนิยม ซึ่งทั้งสองแบบสามารถชมได้ในพิพิธภัณฑ์ในปัจจุบัน นาฬิกาเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้โดยนักวิทยาศาสตร์ นักบัญชี และนักสำรวจ นาฬิกาปาสคาลีนรุ่นที่ง่ายที่สุดมีหน้าปัดห้าหน้าปัด ส่วนรุ่นต่อมามีหน้าปัดมากถึงสิบหน้าปัด
ระบบ เงินตราของฝรั่งเศสในสมัยนั้นใช้ หน่วย เป็นลิฟร์ (livre) , โซล (sol) และเดนิเยร์ (denier) โดย 1 ลิฟร์เท่ากับ 20 โซลและ1โซล เท่ากับ 12 เดนิเย ร์ส่วนหน่วยวัดความยาวคือตออิส (toise ) , เพียด (pied) , ปูซ (pouces)และลีญ (lignes)โดย 1 ตออิสเท่ากับ 6 เพียด 1 เพียด เท่ากับ 12 ปูซและ 12 ลีญดังนั้น เครื่องคิดเลขแบบปาสคาลีนจึงต้องใช้วงล้อฐาน 6, 10, 12 และ 20 วงล้อที่ไม่ใช่ระบบทศนิยมจะอยู่ก่อนส่วนทศนิยมเสมอ
ในเครื่องคำนวณทางบัญชี (..10,10,20,12) ส่วนทศนิยมจะนับจำนวนลีฟร์ (20 โซล ), โซล (12 เดนิเยร์ ) และเดนิเยร์ส่วนในเครื่องสำรวจ (..10,10,6,12,12) ส่วนทศนิยมจะนับจำนวนโตส (6 พี ด ), พีด (12 ปูซ ), ปูซ (12 ลีญ ) และลีญเครื่องจักรทางวิทยาศาสตร์มีเพียงวงล้อทศนิยมเท่านั้น
| ประเภทเครื่องจักร | ล้ออื่นๆ | อันดับที่ 4 | อันดับ 3 | อันดับที่ 2 | อันดับ 1 |
|---|---|---|---|---|---|
| เลขฐานสิบ / เลขฐานวิทยาศาสตร์ | ฐาน 10 หมื่น | ฐาน10,000 | ฐาน 10 ร้อย | ฐาน 10 สิบ | ฐาน 10 หน่วย |
| การบัญชี | ฐาน 10 ร้อย | ฐาน 10 สิบ | ฐาน 10 ลิฟร์ | ฐาน 20 โซล | ฐาน 12 เดเนียร์ |
| การสำรวจ | ฐาน 10 สิบ | ฐาน 10 โทอิส | ฐาน 6 พาย | ฐาน 12 นิ้ว | ฐาน 12 ไลน์ |
ส่วนทศนิยมของแต่ละเครื่องจะถูกเน้นไว้
ระบบเมตริกถูกนำมาใช้ในฝรั่งเศสเมื่อวันที่ 10 ธันวาคม ค.ศ. 1799 ซึ่งในเวลานั้น การออกแบบพื้นฐานของปาสคาลได้เป็นแรงบันดาลใจให้ช่างฝีมือคนอื่นๆ แม้ว่าจะประสบความล้มเหลวในเชิงพาณิชย์เช่นเดียวกันก็ตาม
การผลิต
เครื่องจักรส่วนใหญ่ที่ยังคงหลงเหลือมาหลายศตวรรษเป็นเครื่องจักรประเภทบัญชี เจ็ดเครื่องอยู่ในพิพิธภัณฑ์ในยุโรป หนึ่งเครื่องเป็นของบริษัท IBM และอีกหนึ่งเครื่องอยู่ในมือของเอกชน
| ที่ตั้ง | ประเทศ | ชื่อเครื่องจักร | พิมพ์ | ล้อ | การกำหนดค่า | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| พิพิธภัณฑ์ CNAMปารีส | ฝรั่งเศส | แชนเซลิเยร์ เซกิเยร์ | การบัญชี | 8 | 6 × 10 + 20 + 12 | |
| พิพิธภัณฑ์ CNAMปารีส | ฝรั่งเศส | คริสตินา ราชินีแห่งสวีเดน | วิทยาศาสตร์ | 6 | 6 × 10 | |
| พิพิธภัณฑ์ CNAMปารีส | ฝรั่งเศส | หลุยส์ เปริเยร์ | การบัญชี | 8 | 6 × 10 + 20 + 12 | Louis Périer หลานชายของ Pascal เสนอให้Académie des sciences de Parisในปี 1711 |
| พิพิธภัณฑ์ CNAMปารีส | ฝรั่งเศส | สาย (Tardive) | การบัญชี | 6 | 4 × 10 + 20 + 12 | เครื่องจักรนี้ประกอบขึ้นในศตวรรษที่ 18 โดยใช้ชิ้นส่วนที่ไม่ได้ใช้งาน[ 19 ] |
| พิพิธภัณฑ์ อองรี เลอคอก[ 20 ]แกลร์มงต์-แฟร์รองด์ | ฝรั่งเศส | มาร์เกอริต เปริเยร์ | วิทยาศาสตร์ | 8 | 8 × 10 | มาร์เกอริต (ค.ศ. 1646–1733) เป็นบุตรบุญธรรมของปาสคาล[ 21 ] |
| พิพิธภัณฑ์อองรี เลอคอก แกลร์มงต์-แฟร์รองด์ | ฝรั่งเศส | เชวาลิเยร์ดูรองต์-ปาสคาล | การบัญชี | 5 | 3 × 10 + 20 + 12 | นี่เป็นเครื่องจักรเพียงเครื่องเดียวที่ทราบกันว่ามาพร้อมกล่อง นี่เป็นเครื่องจักรที่เล็กที่สุด มันถูกออกแบบมาให้พกพาได้หรือไม่? |
| Mathematisch-Physikalischer Salon , [ 22 ]เดรสเดน | เยอรมนี | สมเด็จพระราชินีแห่งโปแลนด์ | การบัญชี | 10 | 8 × 10 + 20 + 12 | ล้อที่สองจากด้านขวามีซี่ล้อ 10 ซี่ อยู่ภายในล้อคงที่ที่มี 20 ส่วน ซึ่งอาจเกิดจากการบูรณะที่ไม่ดี |
| คอลเลกชันLeon Parcé [ 23 ] | ฝรั่งเศส | การสำรวจ | 8 | 5 x 10 + 6 + 12 + 12 | เครื่องดนตรีชิ้นนี้ถูกซื้อมาในสภาพกล่องดนตรีชำรุดจากร้านขายของเก่าในฝรั่งเศสเมื่อปี 1942 มีเพียงเครื่องเดียวที่ออกแบบมาสำหรับการสำรวจโดยทำงานด้วยหน่วยวัดที่เหมาะสม (หลา ฟุต นิ้ว เส้น) [ 24 ] | |
| คอลเลกชันIBM [ 25 ] | สหรัฐอเมริกา | การบัญชี | 8 | 6 × 10 + 20 + 12 |
ข้อจำกัดในการเผยแพร่และข้อโต้แย้ง

ปาสคาลวางแผนที่จะแจกจ่ายปาสคาลีนอย่างกว้างขวางเพื่อลดภาระงานของคนที่ต้องทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ยุ่งยาก[ 26 ]โดยได้รับแรงบันดาลใจจากบิดาของเขาซึ่งเป็นข้าราชการสรรพากรปาสคาลหวังที่จะมอบทางลัดให้กับการคำนวณตัวเลขหลายชั่วโมงที่ดำเนินการโดยคนงานในวิชาชีพต่างๆ เช่น คณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ ดาราศาสตร์ เป็นต้น[ 27 ]แต่เนื่องจากความซับซ้อนของอุปกรณ์ ความสัมพันธ์ที่ปาสคาลมีกับช่างฝีมือ และกฎหมายทรัพย์สินทางปัญญาที่เขามีอิทธิพล การผลิตปาสคาลีนจึงมีจำกัดมากกว่าที่เขาคาดคิดไว้ มีการผลิตปาสคาลีนเพียง 20 เครื่องในช่วง 10 ปีหลังจากการสร้าง[ 28 ]
ทรัพย์สินทางปัญญา
ในปี ค.ศ. 1649 พระเจ้าหลุยส์ที่ 14 พระราชทานสิทธิพิเศษแก่ปาสคาล(ซึ่งเป็นต้นแบบของสิทธิบัตร ) ซึ่งให้สิทธิ์แต่เพียงผู้เดียวในการออกแบบและผลิตเครื่องคำนวณในฝรั่งเศส ทำให้ปาสคาลีนเป็นเครื่องคำนวณเครื่องแรกที่จำหน่ายโดยผู้จัดจำหน่าย[ 29 ]ปาสคาลเกรงว่าช่างฝีมือจะไม่สามารถผลิตปาสคาลีนของเขาได้อย่างแม่นยำ ซึ่งจะส่งผลให้เกิดของปลอมที่จะทำลายชื่อเสียงของเขารวมถึงชื่อเสียงของเครื่องของเขาด้วย[ 26 ]ในปี ค.ศ. 1645 เพื่อควบคุมการผลิตสิ่งประดิษฐ์ของเขา ปาสคาลได้เขียนจดหมายถึงมงเซญอร์ เลอ ชองเซลิเยร์ (อัครมหาเสนาบดีแห่งฝรั่งเศสปิแอร์ เซกีเยร์ ) ในจดหมายชื่อ "La Machine d'arithmétique. Lettre dédicatoire à Monseigneur le Chancelier" [ 26 ]ปาสคาลขอร้องว่าอย่าผลิตปาสคาลีนโดยไม่ได้รับอนุญาตจากเขา[ 26 ]ความชาญฉลาดของเขาได้รับความเคารพจากพระเจ้าหลุยส์ที่ 14 ซึ่งทรงอนุมัติคำขอของเขา แต่ก็ต้องแลกมาด้วยราคาที่สูง ช่างฝีมือไม่สามารถทดลองกับแบบของปาสคาลได้อย่างถูกกฎหมาย และไม่สามารถแจกจ่ายเครื่องจักรของเขาโดยไม่ได้รับอนุญาต/คำแนะนำจากเขา
บริบททางสังคมของการทำงานร่วมกันทางปัญญาdกับช่างฝีมือ
ปาสคาลอาศัยอยู่ในฝรั่งเศสในช่วงยุคระบอบเก่า ของฝรั่งเศส ในช่วงเวลาของเขา ช่างฝีมือในยุโรปได้รวมตัวกันเป็นสมาคม มากขึ้นเรื่อยๆ เช่น ช่างทำนาฬิกาชาวอังกฤษที่ก่อตั้ง สมาคม ช่างทำนาฬิกาในปี 1631 ซึ่งเป็นช่วงกลางๆ ระหว่างที่ปาสคาลกำลังพยายามสร้างเครื่องคิดเลข สิ่งนี้ส่งผลกระทบต่อความสามารถของปาสคาลในการสรรหาผู้มีความสามารถ เนื่องจากสมาคมมักลดการแลกเปลี่ยนความคิดและการค้า บางครั้งช่างฝีมือจะหยุดทำงานโดยสิ้นเชิงเพื่อต่อต้านขุนนาง ดังนั้นปาสคาลจึงอยู่ในตลาดที่ขาดแคลนทักษะและแรงงานที่เต็มใจ[ 30 ]ที่สำคัญ ช่างฝีมือไม่ได้มีอิสระเท่าปัญญาชนในการสร้างเครื่องจักร ก็อตฟรีด ไลบ์นิซผู้ซึ่งสร้างเครื่องคิดเลขของปาสคาลขึ้นในภายหลังในศตวรรษที่ 17 ความคืบหน้าของเครื่องจักรของเขาต้องหยุดชะงักลงเนื่องจากช่างฝีมือของเขาขายชิ้นส่วนของเครื่องจักรเพื่อความมั่นคงทางการเงิน[ 31 ]
พฤติกรรมของปาสคาลเองทำให้เกิดความยากลำบากในการสรรหาช่างฝีมือสำหรับโครงการของเขา เรื่องนี้มีรากฐานมาจากความเชื่อของเขาที่ว่าเรื่องของจิตใจสำคัญกว่าเรื่องของกาย ปาสคาลไม่ใช่คนเดียว เพราะนักปรัชญาธรรมชาติหลายคนในสมัยของเขามี ความเข้าใจ แบบไฮโลมอร์ฟิกเกี่ยวกับกระบวนการประดิษฐ์: ความคิดมาก่อนการทำให้เป็นรูปธรรม เช่นเดียวกับที่รูปแบบมาก่อนสสาร สิ่งนี้จึงนำไปสู่การเน้นความบริสุทธิ์ทางทฤษฎีและการมองข้ามงานปฏิบัติ ปาสคาลได้อธิบายถึงช่างฝีมือว่า “[พวกเขา] ทำงานโดยการลองผิดลองถูก นั่นคือ ปราศจากมาตรการและสัดส่วนที่แน่นอนซึ่งควบคุมโดยศิลปะ ผลิตสิ่งที่ไม่ตรงกับสิ่งที่พวกเขาต้องการ หรือยิ่งกว่านั้น พวกเขาสร้างสัตว์ประหลาดตัวเล็ก ๆ ขึ้นมา ซึ่งขาดแขนขาหลัก ส่วนอื่น ๆ ก็ผิดรูป ขาดสัดส่วนใด ๆ” [ 32 ]

ปาสคาลดำเนินโครงการของเขาโดยคำนึงถึงลำดับชั้นนี้: เขาคิดค้นและวางแผน ในขณะที่ช่างฝีมือทำหน้าที่เพียงแค่ลงมือทำ เขาปกปิดทฤษฎีจากช่างฝีมือ แต่ส่งเสริมให้พวกเขาจดจำเพียงแค่สิ่งที่ต้องทำ ไม่จำเป็นต้องจำว่าทำไมพวกเขาถึงต้องทำ กล่าวคือ จนกว่า "การปฏิบัติจะทำให้กฎของทฤษฎีกลายเป็นเรื่องธรรมดาจนในที่สุด [กฎเหล่านั้น] ก็กลายเป็นศิลปะ" สิ่งนี้เกิดจากความไม่เชื่อมั่นของเขา ไม่เพียงแต่ในกระบวนการทำงานของช่างฝีมือเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวช่างฝีมือเองด้วย: "ช่างฝีมือไม่สามารถควบคุมตนเองเพื่อผลิตเครื่องจักรที่เป็นหนึ่งเดียวได้โดยอัตโนมัติ" [ 32 ]
ในทางตรงกันข้ามซามูเอล มอร์แลนด์หนึ่งในบุคคลร่วมสมัยของปาสคาลที่ทำงานเกี่ยวกับการสร้างเครื่องคำนวณ น่าจะประสบความสำเร็จเนื่องจากความสามารถในการจัดการความสัมพันธ์ที่ดีกับช่างฝีมือของเขา มอร์แลนด์ภูมิใจที่ได้กล่าวถึงส่วนหนึ่งของสิ่งประดิษฐ์ของเขาให้กับช่างฝีมือโดยระบุชื่อ ซึ่งเป็นเรื่องแปลกที่ขุนนางจะทำเช่นนั้นให้กับสามัญชนในสมัยนั้น มอร์แลนด์สามารถคัดเลือกผู้ที่มีความสามารถที่ดีที่สุดในยุโรป ช่างฝีมือคนแรกของเขาคือปีเตอร์ บลองโด ผู้มีชื่อเสียง ซึ่งได้รับความคุ้มครองและการยอมรับจากรัฐบุรุษชาวฝรั่งเศสริเชลิเยอสำหรับผลงานของเขาในการผลิตเหรียญกษาปณ์ให้กับอังกฤษ ช่างฝีมือคนอื่นๆ ของมอร์แลนด์ก็มีความสามารถเช่นเดียวกัน คนที่สามคือจอห์น โฟรมานทีล ชาวดัตช์ ซึ่งมาจากตระกูลดัตช์ที่มีชื่อเสียงซึ่งเป็นผู้บุกเบิกนาฬิกาลูกตุ้ม[ 32 ]
ในที่สุด ปาสคาลก็ประสบความสำเร็จในการสร้างชื่อเสียงให้กับตนเองในฐานะผู้สร้างปาสคาลีนแต่เพียงผู้เดียว สิทธิบัตรของราชวงศ์ระบุว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์ของเขาแต่เพียงผู้เดียว[ 33 ]
ความสำเร็จ


นอกจากจะเป็นเครื่องคำนวณเครื่องแรกที่เปิดตัวสู่สาธารณะในยุคนั้นแล้ว เครื่องคำนวณปาสคาลีนยังมีคุณสมบัติอื่นๆ อีกดังนี้:
- เครื่องคำนวณเชิงกลเพียงเครื่องเดียวที่ใช้งานได้จริงในศตวรรษที่ 17
- เครื่องคิดเลขเครื่องแรกที่มีกลไกการทดที่ควบคุมได้ ซึ่งช่วยให้สามารถส่งต่อการทดหลายครั้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ[ 34 ]
- เครื่องคิดเลขเครื่องแรกที่ใช้ในสำนักงาน (ของพ่อเขาใช้คำนวณภาษี)
- เครื่องคิดเลขเครื่องแรกวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ (โดยมีการสร้างเครื่องประมาณยี่สิบเครื่อง) [ 5 ]
- เครื่องคิดเลขเครื่องแรกที่ได้รับสิทธิบัตร ( พระราชทานสิทธิพิเศษในปี พ.ศ. 2492) [ 35 ]
- เครื่องคิดเลขเครื่องแรกที่ได้รับการอธิบายในสารานุกรม (Diderot & d'Alembert, 1751) [ 36 ]
- เครื่องคิดเลขเครื่องแรกที่จำหน่ายโดยผู้จัดจำหน่าย[ 37 ]
การออกแบบที่แข่งขันกัน

ในปี พ.ศ. 2490 ฟรานซ์ แฮมเมอร์ นักเขียนชีวประวัติของโยฮันเนส เคปเลอร์ประกาศการค้นพบจดหมายสองฉบับที่วิลเฮล์ม ชิคการ์ดเขียนถึงเพื่อนของเขา โยฮันเนส เคปเลอร์ ในปี พ.ศ. 2466 และ พ.ศ. 2467 ซึ่งมีภาพวาดของนาฬิกาคำนวณที่ใช้งานได้จริงซึ่งไม่เคยมีใครรู้จักมาก่อน ซึ่งมาก่อนงานของปาสคาลถึงยี่สิบปี[ 38 ]จดหมายฉบับปี พ.ศ. 2467 ระบุว่าเครื่องจักรเครื่องแรกที่สร้างโดยมืออาชีพถูกทำลายในเหตุเพลิงไหม้ระหว่างการก่อสร้าง และเขากำลังละทิ้งโครงการของเขา[ 39 ]หลังจากการตรวจสอบอย่างละเอียด พบว่าตรงกันข้ามกับความเข้าใจของฟรานซ์ แฮมเมอร์ ภาพวาดของชิคการ์ดได้รับการตีพิมพ์อย่างน้อยหนึ่งครั้งต่อศตวรรษ เริ่มตั้งแต่ปี พ.ศ. 2461 [ 40 ]
Bruno von Freytag Loringhoff ศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Tübingenได้สร้างเครื่องจำลองเครื่องแรกของ Schickard ขึ้นมา แต่ก็ต้องเพิ่มล้อและสปริงเข้าไปเพื่อให้การออกแบบเสร็จสมบูรณ์[ 41 ]รายละเอียดนี้ไม่ได้อธิบายไว้ในจดหมายและภาพวาดสองฉบับที่หลงเหลืออยู่ของ Schickard ปัญหาในการทำงานของเครื่อง Schickard ซึ่งอ้างอิงจากบันทึกที่หลงเหลืออยู่ ถูกพบหลังจากสร้างเครื่องจำลองเสร็จแล้ว[ 42 ]เครื่องของ Schickard ใช้ล้อนาฬิกาที่แข็งแรงกว่าและหนักกว่า เพื่อป้องกันไม่ให้ล้อเสียหายจากแรงป้อนของผู้ใช้งาน แต่ละหลักใช้ล้อแสดงผล ล้อป้อนข้อมูล และล้อกลาง ในระหว่างการถ่ายโอนตัวทด ล้อทั้งหมดเหล่านี้จะขบกับล้อของหลักที่รับตัวทด แรงเสียดทานและแรงเฉื่อยสะสมของล้อทั้งหมดเหล่านี้อาจ "...ทำให้เครื่องเสียหายได้หากจำเป็นต้องส่งตัวทดผ่านหลักต่างๆ เช่น การบวก 1 กับตัวเลขเช่น 9,999" [ 43 ]นวัตกรรมที่สำคัญในเครื่องคิดเลขของปาสคาลคือการออกแบบให้ล้อป้อนเข้าแต่ละล้อเป็นอิสระจากล้ออื่นๆ โดยสิ้นเชิง และการทดเลขจะถูกส่งต่อตามลำดับ ปาสคาลเลือกวิธีการรีเซ็ตเป็นศูนย์สำหรับเครื่องของเขา ซึ่งจะส่งต่อการทดเลขไปทั่วทั้งเครื่อง[ 17 ]นี่เป็นการดำเนินการที่ยากที่สุดสำหรับเครื่องคิดเลขเชิงกล และได้รับการพิสูจน์ก่อนการดำเนินการแต่ละครั้งว่ากลไกการทดเลขของปาสคาลีนทำงานได้อย่างสมบูรณ์ นี่อาจถือเป็นเครื่องพิสูจน์คุณภาพของปาสคาลีนได้ เพราะไม่มีคำวิจารณ์ใดๆ ในศตวรรษที่ 18 ที่กล่าวถึงปัญหาเกี่ยวกับกลไกการทดเลข แต่คุณลักษณะนี้ได้รับการทดสอบอย่างเต็มที่ในเครื่องทั้งหมด โดยการรีเซ็ตตลอดเวลา[ 18 ]

หลังจากที่ปาสคาลเสียชีวิต ก็อตฟรีด ไลบ์นิซก็เริ่มสร้างเครื่องคิดเลขของตัวเอง เขาพยายามสร้างเครื่องที่สามารถคูณเลขได้โดยอัตโนมัติขณะนั่งอยู่บนเครื่องคิดเลขของปาสคาล โดยเข้าใจผิดว่าแป้นหมุนทั้งหมดบนเครื่องคิดเลขของปาสคาลสามารถใช้งานพร้อมกันได้ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่สามารถทำได้ แต่ก็ถือเป็นครั้งแรกที่มีการอธิบายและนำเอาใบพัดมาใช้ในการวาดภาพเครื่องคิดเลข
จากนั้นเขาจึงคิดค้นการออกแบบที่แข่งขันกัน นั่นคือStepped Reckonerซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อทำการบวก ลบ และคูณโดยอัตโนมัติ และทำการหารภายใต้การควบคุมของผู้ใช้งาน ไลบ์นิซพยายามอย่างหนักเป็นเวลาสี่สิบปีเพื่อทำให้การออกแบบนี้สมบูรณ์แบบ และผลิตเครื่องจักรได้สองเครื่อง เครื่องหนึ่งในปี 1694 และอีกเครื่องหนึ่งในปี 1706 [ 44 ]มีเพียงเครื่องจักรที่สร้างขึ้นในปี 1694 เท่านั้นที่ทราบว่ายังคงมีอยู่ มันถูกค้นพบอีกครั้งในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 หลังจากถูกลืมไว้ในห้องใต้หลังคาของมหาวิทยาลัยเกิตติงเงนเป็น เวลา 250 ปี [ 44 ]
อาร์เธอร์ บูร์คฮาร์ดท์ นักประดิษฐ์เครื่องคำนวณชาวเยอรมัน ได้รับคำขอให้ลองทำให้เครื่องของไลบ์นิซใช้งานได้ รายงานของเขาเป็นไปในทางที่ดี ยกเว้นลำดับในการทด[ 45 ]และ "ดังนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการถ่ายโอนการทดหลายครั้ง ผู้ปฏิบัติงานต้องตรวจสอบผลลัพธ์และแก้ไขข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นด้วยตนเอง" [ 46 ]ไลบ์นิซไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องคำนวณที่ทำงานได้อย่างถูกต้อง แต่เขาได้ประดิษฐ์วงล้อไลบ์นิซซึ่งเป็นหลักการของเครื่องคำนวณเชิงกลแบบสองการเคลื่อนที่ เขายังเป็นคนแรกที่มีเคอร์เซอร์สำหรับบันทึกตัวดำเนินการตัวแรกและแคร่เคลื่อนที่สำหรับผลลัพธ์
ในศตวรรษที่ 17 มีความพยายามออกแบบเครื่องคำนวณแบบ "ป้อนข้อมูลโดยตรง" เพิ่มเติมอีก 5 ครั้ง (รวมถึงการออกแบบของTito Burattini , Samuel MorlandและRené Grillet )
ประมาณปี ค.ศ. 1660 Claude Perrault ได้ออกแบบabaque rhabdologiqueซึ่งมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นเครื่องคิดเลขเชิงกล เนื่องจากมีกลไกการทดระหว่างตัวเลข แต่จริงๆ แล้วมันคือลูกคิด เนื่องจากผู้ใช้งานต้องจัดการเครื่องแตกต่างออกไปเมื่อมีการโอนย้ายตัวทด[ 47 ]
เครื่องคำนวณของปาสคาลเป็นเครื่องคำนวณเชิงกลที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดที่พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 17 สำหรับการบวกและการลบจำนวนมาก เครื่องคำนวณแบบขั้นบันไดมีปัญหาในกลไกการทดหลังจากมีการทดติดต่อกันมากกว่าสองครั้ง และอุปกรณ์อื่นๆ มีกลไกการทด (ล้อฟันเฟืองหนึ่งล้อ) ที่มีข้อจำกัดในการทดข้ามหลายหลัก หรือไม่มีกลไกการทดระหว่างหลักของตัวสะสมเลย
เครื่องคำนวณยังไม่สามารถใช้งานเชิงพาณิชย์ได้อย่างคุ้มค่าจนกระทั่งปี ค.ศ. 1851 เมื่อโทมัส เดอ โคลมาร์ ได้เปิดตัวเครื่องคำนวณเลขคณิตแบบง่าย (Arithmometer ) หลังจากการพัฒนามานานกว่าสามสิบปี ซึ่งเป็นเครื่องแรกที่มีประสิทธิภาพมากพอที่จะใช้ในสำนักงานได้ทุกวัน เครื่องคำนวณเลขคณิตนี้ได้รับการออกแบบโดยใช้หลักการของวงล้อไลบ์นิซและในตอนแรกใช้หลักการลบ แบบ 9's complement ของปาสคาล
ดูเพิ่มเติม
- เครื่องคำนวณ
- เครื่องคำนวณแบบขั้นบันได
- เครื่องวัดเลข
- เครื่องวัดปริมาณ
- เครื่องมือคำนวณผลต่าง
- เครื่องมือวิเคราะห์
- Z1 (คอมพิวเตอร์)
หมายเหตุ
- ↑ Œuvres de Pascalใน 5 เล่ม,ลา เฮย์ , ค.ศ. 1779
- ^นิตยสาร Nature (1942)
- ^ ฟอล์ก, จิม (14 พฤศจิกายน 2014). "Pascaline ของ Blaise Pascal" . สิ่งที่สำคัญ . สืบค้นเมื่อ31 มกราคม 2016 .
- ↑ (fr) La Machine d'arithmétique, แบลส ปาสคาล , วิกิซอร์ซ
- ^ a b Guy Mourlevat , หน้า 12 (1988)
- ^เลแลนด์ ล็อค , หน้า 316 (1933)
- ^นิตยสาร Priciest (2022). สืบค้นเมื่อ 2022-09-02
- ^การเฉลิมฉลองครบรอบ 300 ปี ปาสคาล ณ กรุงลอนดอน (1942)นิตยสาร Nature (1942)
- ↑กาย มูร์เลวัต , p. 29 (1988) "Toutes les machines arithmétiques inventoriées....sauf la machine tardive du CNAM...ont deux rayons contigus marqués"
- ↑กาย มูร์เลวัต , p. 29 (1988) "...ฝ่ามือ, petits ronds, griffures, vernis"
- ↑การใช้งาน de la machine , Courrier du center international Blaise Pascal, Clermont-Ferrand, no 8, 1986
- ^ Guy Mourlevat , หน้า 31–33 (1988)
- ^กาย มูร์เลวัต , หน้า 27 (1988)
- ↑ Avis nécessaire à ceux qui auront curiosité de voir la Machine d'Arithmétique et de s'en servir วิกิซอร์ซ: La Machine d'arithmétique, Blaise Pascal
- ^ฌอง มาร์กวิน , หน้า 41 (1994)
- ^กาย มูร์เลวัต , หน้า 17 (1988)
- ↑ a b Courrier du CIBP , N°8, p. 9, (1986)
- ^ a b Guy Mourlevat , หน้า 30 (1988)
- ^กาย มูร์เลวัต , หน้า 38 (1988)
- ↑ "พิพิธภัณฑ์อองรี-เลอคอก - วิลล์ เดอ แกลร์มงต์-แฟร์รองด์" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2011-10-15 . สืบค้นเมื่อ2011-11-19 .
- ^กาย มูร์เลวัต , ลำดับวงศ์ตระกูล, (1988)
- ↑ "Staatliche Kunstsammlungen Dresden - Mathematisch-Physikalischer Salon" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2011-10-19 . ดึงข้อมูลเมื่อ2011-11-05 .
- ^ Harry Sekulich, Sebastian Usher (20 พฤศจิกายน 2025). "ศาลปารีสสั่งระงับการประมูลเครื่องคิดเลขที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่รู้จัก" . BBC . สืบค้นเมื่อ20 พฤศจิกายน 2025 .
- ^ "" Blaise Pascal และ pascaline doivent demeurer au cOEur des collections publiques "(ในภาษาฝรั่งเศส) 1 พฤศจิกายน 2025 สืบค้นเมื่อ18 พฤศจิกายน 2025
- ^ "คลังเอกสารของ IBM: รายชื่อสิ่งประดิษฐ์สำหรับเล่มที่ 3 รายการ MZ" 23 มกราคม 2546 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2548
- ↑ a b c dปาสคาล, เบลส (1645) La Machine d'arithmétique. Lettre dédicatoire à Monseigneur le Chancelier, ค.ศ. 1645
- ^ Champan, S. (1942-10-01). "Blaise Pascal (1623–1662)" . Nature . 150 (3809): 508– 509. Bibcode : 1942Natur.150..508C . doi : 10.1038/150508a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4097256 .
- ↑มูร์เลวัต, Guy (1988) Les machines arithmétiques de Blaise Pascal (ภาษาฝรั่งเศส) พี 12.
- ↑ปาสคาล, เบลส (1779) ผลงาน: Avis nécessaire à ceux qui auront curiosité de voir la Machine d'Arithmétique et de s'en servir (ในภาษาฝรั่งเศส) ลา เฮย์.
- ^ เฮลเลอร์, เฮนรี ( 2002). แรงงาน วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีในฝรั่งเศส ค.ศ. 1500-1620สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ หน้า 29–31 ISBN 0521893801.
- ^ MORAR, FLORIN-STEFAN (2015). "การคิดค้นเครื่องจักรขึ้นใหม่: ประวัติการถ่ายทอดเครื่องคิดเลขของไลบ์นิซ"วารสารประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ของอังกฤษ 48 ( 1): 123– 146. doi : 10.1017/S0007087414000429 . ISSN 0007-0874 . JSTOR 43820570 . PMID 25833800 . S2CID 38193192 .
- ^ a b c โจนส์, แมทธิว ( 2016). การคำนวณด้วยสสาร: เครื่องคำนวณ นวัตกรรม และการคิดเกี่ยวกับการคิดจากปาสคาลถึงแบ็บเบจสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก หน้า 5–34 ISBN 9780226411460.
- ↑ปาสคาล, เบลส (1779) ผลงาน: Privilege Du Roi (เป็นภาษาฝรั่งเศส) ลา เฮย์. หน้า เล่ม 4 หน้า 7
- ^ฌอง มาร์กวิน , หน้า 46 (1994)
- ↑ (fr) วิกิซอร์ซ: Privilège du Roi, pour la Machine Arithmétique La Machine d'arithmétique, Blaise Pascal
- ↑ Encyclopédie de Diderot & d'Alembert, Tome I, 1ère edition, หน้า 680-681
- ↑ วิกิซอร์ซ: Avis nécessaire à ceux qui auront curiosité de voir la Machine d'Arithmétique et de s'en servir La Machine d'arithmétique, แบลส ปาสคาล
- ^สแตน ออการ์เทน , หน้า 20, (1984)
- ↑ฌอง มาร์กวิน , หน้า 46-48 (1994)
- ^นาฬิกาคำนวณของวิลเฮล์ม ชิคคาร์ด สืบค้นเมื่อ 31 มกราคม 2012
- ^ไมเคิล วิลเลียมส์ , หน้า 122 (1997)
- ^ไมเคิล วิลเลียมส์ , หน้า 124, 128 (1997)
- ^เอริค สเวดิน , หน้า 11 (2005)
- ↑ ขฌอง มาร์กวิน, หน้า 64–65 (1994)
- ↑สคริปต์ตา แมเธมาติกา , หน้า 1. 149 (พ.ศ. 2475)
- ^ฌอง มาร์กวิน , หน้า 66
- ^ Claude Perrault , หน้า 38 (1700).
แหล่งที่มา
- วิดาล, นาตาลี; โวกต์, โดมินิค (2011) Les Machines Arithmétiques de Blaise Pascal (ภาษาฝรั่งเศส) แกลร์มงต์-แฟร์รองด์: พิพิธภัณฑ์ Henri-Lecoq ไอเอสบีเอ็น 978-2-9528068-4-8.
- ปาสคาล, เบลส (1779) ผลงาน เดอ แบลส ปาสคาล (ภาษาฝรั่งเศส) ลา เฮย์: เชซ์ เดอจูน.
- เอลเลนเบอร์เกอร์, มิเชล; คอลลิน, มารี–มาร์ธ (1993) La machine à calculer de Blaise Pascal (ภาษาฝรั่งเศส) ปารีส: นาธาน.
- มูร์เลวัต, Guy (1988) Les machines arithmétiques de Blaise Pascal (ภาษาฝรั่งเศส) Clermont-Ferrand: La Française d'Edition et d'Imprimerie.
- มาร์กวิน, ฌอง (1994) Histoire des instruments et machines à calculer, trois siècles de mécanique pensante 1642–1942 (ในภาษาฝรั่งเศส) เฮอร์มันน์. ไอเอสบีเอ็น 978-2-7056-6166-3.
- ทาตอน, เรเน่ (1949) Le calcul mecanique. เก ไซ-เจ ? n° 367 (ในภาษาฝรั่งเศส) กด universitaires de France
- ทาตอน, เรเน่ (1963) Le calcul mecanique. เก ไซ-เจ ? n° 367 (ในภาษาฝรั่งเศส) กด universitaires de France หน้า 20–28 .
- ตาตอน, เรเน่ (1969) ประวัติการคำนวณ เก ไซ-เจ ? n° 198 (ในภาษาฝรั่งเศส) กด universitaires de France
- คอลเลกติฟ (1942) แคตตาล็อก du musée – Section A Instruments et machines à calculer (ภาษาฝรั่งเศส) ปารีส: Conservatoire National des Arts et Métiers
- กินส์เบิร์ก, เยคูธีล (2003) Scripta Mathematica (กันยายน 2475-มิถุนายน 2476) . Kessinger สำนักพิมพ์, LLC. ไอเอสบีเอ็น 978-0-7661-3835-3.
- นีดแฮม, โจเซฟ (1986). วิทยาศาสตร์และอารยธรรมในประเทศจีน: เล่ม 4, ฟิสิกส์และเทคโนโลยีทางกายภาพ, ตอนที่ 2, วิศวกรรมเครื่องกล . ไทเป: สำนักพิมพ์เคฟส์บุ๊คส์ จำกัด
- อิฟราห์, จอร์จส์ (2000). ประวัติศาสตร์สากลของตัวเลข . สำนักพิมพ์ จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์ อิงค์. ISBN 0-471-39671-0.
- อิฟราห์, จอร์จส์ (2001). ประวัติศาสตร์สากลของการคำนวณ . สำนักพิมพ์ จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์ อิงค์. ISBN 0-471-39671-0.
- เฟลต์, ดอร์ อี. (1916). การคำนวณเชิงกล หรือ ประวัติศาสตร์ของเครื่องนับเลข . ชิคาโก: สถาบันวอชิงตัน.
- โดกาญ, มอริซ (1893) Annales du Conservatoire national des Arts et métier, 2e série, เล่ม 5, Le calcul simplifié (เป็นภาษาฝรั่งเศส) ปารีส: Gauthiers-Villars และไฟล์, Imprimeurs-Librares
- วิลเลียมส์, ไมเคิล อาร์. (1997). ประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีการคำนวณ . ลอส อลามิโตส, แคลิฟอร์เนีย: สมาคมคอมพิวเตอร์ IEEE. ISBN 0-8186-7739-2.
- บิชอป, มอร์ริส (1936). ปาสคาล ชีวิตแห่งอัจฉริยะ . นิวยอร์ก: เรย์นัล แอนด์ ฮิตช์ค็อก.
- สเวดิน, เอริค จี. ; เฟอร์โร, เดวิด แอล. (2005). คอมพิวเตอร์: เรื่องราวชีวิตของเทคโนโลยี . เวสต์พอร์ต, คอนเนตทิคัต: กรีนวูด. ISBN 0-8018-8774-7.
- แปร์โรลท์, คลอดด์ (1700) Recueil de plusieurs เครื่องจักรแห่งการประดิษฐ์นูแวล ปารีส, ฝรั่งเศส: Jean Batiste Coignard.
- MEP (31 ตุลาคม 1942). "การเฉลิมฉลองครบรอบ 300 ปีปาสคาล" . Nature . 150 (3809). ลอนดอน: 527. Bibcode : 1942Natur.150..527M . doi : 10.1038/150527a0 .
- ศาสตราจารย์ เอส. แชปแมน (31 ตุลาคม 1942). "เบลส์ ปาสคาล (1623–1662) ครบรอบ 300 ปีของเครื่องคำนวณ" Nature . 150 ( 3809). ลอนดอน: 508– 509. Bibcode : 1942Natur.150..508C . doi : 10.1038/150508a0 .
- "การใช้งานเครื่อง". Courrier du Centre International Blaise Pascal (ภาษาฝรั่งเศส) (8) แกลร์มงต์-แฟร์รองด์: 4–25 . 1986.
ลิงก์ภายนอก
- เว็บไซต์ที่อธิบายการทำงานของเครื่องปาสคาลีน
- ภาพเคลื่อนไหวอธิบายรายละเอียดวิธีการทำงานของ Pascaline
- รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติของเรือปาสคาลีนและแบบจำลองในปัจจุบันเก็บถาวรเมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2021 ที่Wayback Machine
- ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ 'คู่มือการใช้งาน' สำหรับ Pascaline เก็บถาวรเมื่อวันที่ 13 ธันวาคม 2020 ที่Wayback Machine
- "Avis nécessaire à ceux qui auront curiosité de voir ladite Machine et s'en servir" (Pascaline, 1635) ข้อความออนไลน์และการวิเคราะห์บนBibNum [คลิก 'à télécharger' สำหรับฉบับภาษาอังกฤษ ]