精密手工仪器掌上机械计算器

1、精良的手工仪器：掌上机械计算器来看看这个精良仪器吧代表西方机械技术顶峰的CURTA计算器第一台可以用一只手拿着的精确计算器是机械式的，而不是电子的。它可以进行加减乘除运算，而且可以帮助计算平方根。与功能近似的计算尺不一样，其计算结果最少可以精确的11位。这类计算器的发明者是库特赫兹斯塔克，他在第二次世界大战是被关押在布痕瓦德集中营，在这一时期完成了该设计。他采纳了新奇的数学和机械技术以节约空间和重量。在1950年代到1960年代之间，这类计算器广泛使用在科学家、工程师、丈量员和会计师中间，当电子袖珍计算器于1970年代进入市场司，“库塔”才逐渐失宠，此后再也没有人仿制过。这绝不是估量答案精确到

2、三至四位的计算尺，11位数字将卡嗒卡嗒地显示在顶部窗口上的相应地址。你的电子计算器大概也不可以精确到11位。好，它的确能完成算术运算。那为何“库塔”被称为“人类文明的珍宝”和“技术奇观”呢？既然有运算速度快得多而且更廉价的计算器，为何珍藏家还会爱惜这类设备呢？这是因为除了给了印象深刻的算术能力以外，它还显示出机械设计上的精良雅致和靠谱。经过滑动刻度盘，将刻度盘游标拨到相应地址来输入数字。曲柄转动起来像雅致的怀表相同光滑。数字弹出到相应地址时，没有超前或错后。每个数字都刻在金属镁上，由钢制齿轮办理计算。计算时，“库塔”会呼呼作响。相同，这类器材也是为方便计算而设计的。为避免出错，有独立的显示区来

3、显示输入数字、你转动曲柄的次数，以及计算结果。当每个数字被输入并且答案准备好时，锁销一种小钩子会告诉你的手指。撤消误操作很简单，但防倒转的棘齿不会让你因为倒转而撞击齿轮。并且清零环不会被不测激活，你也不会因为误操作而除去答案。“库塔”计算器将瑞士腕表的精确、LEICA照相机的精湛工艺，以及探戈的优雅所有集中在一个紧凑的圆柱体中。1950年，便携式的“库塔”让工程师感觉震撼：这是一种你可以随身携带的计算器！更让人惊讶的是，这类设备来自文明世界的最底层：布痕瓦尔德集中营。1938年3月，德国军队进入了奥地利。作为天主教徒母亲和犹太父亲的儿子，赫兹斯塔克遇到了麻烦。“最先的日子太可怕了。暴徒们来了，

4、接着是反犹太人和各种恐惧的事情。”赫兹斯塔克被抓进了布痕瓦尔德集中营。在布痕瓦尔德周边，纳粹建了一座劳役工厂，为秘密军事工程制造机器。项目经理让赫兹斯塔克负责运往佩纳明德（Peenemunde）的精良部件，那边是弹道导弹的发射地。在接下来的两年中，他为V2型火箭生产零部件。在这里，碰到了他的老对手FritzWalther。Walther在那边是名人，经过它的介绍，德国人他们的俘虏中有一个比任何战利品都实用的家伙，他就是塔克。他被同意分配一个特地的房间，用来研究计算器。1945年4月11号，赫兹斯塔克几乎快完成他的绘图时，看到吉普车从北边驶过来，坐在前排的一各士兵大声呼叫，“你们全都自由了。”美

5、国人解放布痕瓦尔德几日以后，赫兹斯塔克兜里揣着折叠好的计划书，走在魏玛城大街上。他将图纸带到仍在生产的少量几家工厂之一，交给那边的机械师检查。他还记得那些机械师的回答：“在他们眼里，它就像按比率绘制的相同。方案很清楚，没有什么再需要考虑的地方。”尽管在集中营是用铅笔绘制的，赫兹斯塔克的设计思想十分清楚，不过用了两个月就制作出了三台原型计算器。苏联人来了后，赫兹斯塔克转战列支敦士登，在那边，他遇到了皇室的盛大欢迎，列支敦士登创办了一家公司“Contina”，而后又筹集贷款、刊行股票。赫兹斯塔克担当技术主管，他接受了三分之一的股票，每卖出一台计算器都要收取专利权税。第一款计算器成功以后，赫兹斯塔克

6、又设计了一种略大一些的模型，其计算能力从11位增添到15位。但此后，独一有重要变化的地方就是进位箱的形状。因为开创了计算工业的罕有记录，赫兹斯塔克初次获取了设计权。在那20年中间，“库塔”计算器的销量稳固，被誉为“微型通用的口袋计算器，稳固性来自其合理、牢靠的构造。”正如赫兹斯塔克的展望，工程师使用这奇异的工具计算卫星轨道，丈量员用它来追踪中天地址，而旅行会计师则用它计计帐目。当一位纽约银行经理看到审计员没有携带公文包大小的计算器，却可以计计帐目正确到便士时，对此感觉惊讶不已。奇异的是，世界各地的赛车喜好者也采纳“库塔”计算器，计算在汽车拉力赛中的速度和里程。经过触摸数字，驾驶员可以很快计算出

7、他们理想的驾驶时间，而不必把目光从前面道路上移开。小个头儿的“库塔”特别合适赛车的有限空间，并且与初期的电子计算器不一样，这类设备不怕撞击、振动或峰值电压冲击。即使此刻，那些驾驶老式车的赛车手仍然在使用机械方式计算他们的驾驶时间。在1950年代到1960年代之间，库塔计算器广泛使用在科学家、工程师、丈量员和会计师中间，当电子袖珍计算器于1970年代进入市场时，“库塔”才逐渐失宠，此后再也没有人仿制过。像优秀的软件工程师相同，赫兹斯塔克从用户界面开始，而不是让机械装置控制设计。他没有采纳打字机式键盘，而决定在圆柱体四周装上小游标，这样你可以滑着手指来输入数字。这类方式可以在环绕圆柱的顶部创办一个

8、地域，显示计算结果，同时也给驱动计算器的曲柄供给了方便的地址。其余机械式计算器用独立的机械装置来计算答案的每个数位。比方，Friden计算器有10排键来输入一个数，并且它有10套独立的计算齿轮组，昂贵而粗笨。赫兹斯塔克认识到，假如每个输入数位能连续使用同一个计算机械装置，那么只有一个就够了。他的计算器共有8个游标用来输入数位，而位于单独的中心鼓上的齿（或档）将办理计算。这个鼓可以让他减小计算器的尺寸和重量。到1937年，赫兹斯塔克认识了如何用单一的旋转步进鼓（stepdrum）来完成算术计算。机械装置可以完成加法和乘法，但他的设计却被减法和除法难倒了。他不可以经过倒转曲柄做减法，因为两个数字相

9、加在运算以后可能会产生进位，而减法在运算从前可能就需要借位。单一的算术步进鼓没法预示会出现什么状况。“在驶往黑丛林的火车上，我单独坐在车厢里。眼睛看着窗外，我想到：天哪！只要加上一个数的补码就可以获取减法运算的结果。”要获取某数的9补码，只须用9减去这个数的每一位。经过加上一个数和另一个数的补码，就可以模拟减法。比方，要计算788139减去4890，第一找出004890的九补码，即：995109。而后将788139与995109相加，获取1783248。去掉最高数位获取783248，最后加上1得出答案：783249。太好了，今日的计算机也在用着相同的技术。赫兹斯塔克的计算器保留了单一的旋转步进

10、鼓，但要有两组齿：一组特地用于加法，另一组用于减法。将曲柄向上抬起3毫米，使加法齿开始进行9补码加法运算。减法运算会像加法相同简单。乘除运算经过重复进行加法和减法运算来实现。因为输入游标与结果寄存器的转动有关，所以有几种捷径可以加速这些运算。比方，要乘以31415，你用不着转动曲柄30000多次；活动底座使你只须转动14次：个位5转动5次，十位10转动1次，百位400转动4次，以此类推。算术步进鼓是整个计算器的核心部分，除了它，整个库塔还由600多个精良的部件构成。多年以后依旧好用。你手里的电子袖珍计算器解决问题会比“库塔”快得多。而与它对比，台式计算机是在表演巫术。也许“库塔”的独一用途就是

11、在停电时结算支票簿。但就像使用手册上所说的：“你的库塔将陪伴你平生，随时供给不行或缺的帮助。对它的精确性你可以完全放心，小库塔凝聚了计算工具领域的长远经验。它制造于由精密仪器领域的国际专家设计，采纳了最优良的金属资料。其构造中没有使用任何人造资料。”库塔计算器固然不过存活了10多年，但是其代表了西方机械工艺的极致，好多设计理念依旧在现代计算理论以及机械业方面发挥着作用。在机械之前，人类已走过了几千年；在电子从前，人类也走过了几百年。在没有高性能、高速度的器材协助从前，人类已锻造了绚烂的历史。此刻，在电子计算机叱咤的时代，在计算能力解放的时代，绚烂依旧将连续。【参照文件】1科学美国人中文版，2004年3月无与伦比的机械精选-掌上机械计算器Curta。curta在钟表王国瑞士界内的一个小国列支敦士登制造，好多钟表名厂就在旁边，此物的复杂程度和制造精度我个人以为远远超出钟表。假如对此认识的朋友知道，该计算器的计算精度不是如今的电子计算器能比的，达到惊人的15位，四则运算，平方，立方，平方根等复杂的银行和统计类运算都能进行，极其方便和精确。90年代都还有汽车拉力选手和领航员使用Curta计算里程和均匀速度，因为它靠谱，并且可以单手操作，并且操作数都可以显示并且加锁。在转动步进鼓的同时感觉细腻的齿轮传动，