Лічильний апарат Лейбніца

Вільгельм Готфрід Лейбніц
(1646-1716)

Лічильний апарат Лейбніца - це винахід ХVII століття, апарат, за допомогою якого можна було виконувати чотири арифметичні операції механічним шляхом. Незабаром винахід отримав назву «калькулятор Лейбніца» і за короткий термін поширився, як по Німеччині, так і по всій Європі. Цей обчислювальний апарат став не тільки одним з витоків механізованої обчислювальної техніки, а й прообразом калькулятора.

Вільгельм Лейбніц вирішив створити механічний підсумовуючий апарат після знайомства з відомим на той час математиком і фізиком Християном Гюйгенсом. Після того, як Лейбніц більш детально ознайомився зі складними, трудомісткими розрахунками, з якими Гюйгенсу доводилося мати справу, вчений вирішив створити механізм, який зміг би полегшити процес обчислення.

У 70-х роках Лейбніц наводить перший опис свого винаходу. У 1672 році дослідник створив вдосконалений ескіз апарату, а через рік вже представив громадськості новий механізм. Лейбніц зазначив, що апарат ще не досконалий, однак він буде і далі займатися його модернізацією.

З 1674 під 1676 рік велася робота над вдосконаленням апарату, і в Лондоні пройшла презентація оновленої версії. Існуючий варіант був лише макетом потрібного механізму і поки ще не міг працювати на повну потужність. «Калькулятор Лейбніца» в тому сенсі, в якому про нього говорить історія, вже був розроблений в середині 90-х років. Це був дванадцатирозрядний механізм, який згодом все одно піддався змінам. Останній і остаточний варіант апарату був зроблений у 1710 році. На свій винахід вчений витратив 24 000 талерів, тоді як зарплата міністра за рік в ті часи була не більша 2000 талерів.

Спочатку Лейбніц хотів лише вдосконалити пристрій Паскаля, проте ознайомившись з механізмом більш детально, зрозумів, що слід створювати щось зовсім нове.

Сам творець цього механізму завжди відзначав, що його винахід кардинально відрізняється від механізму Паскаля, так як воно може ділити і множити величезні числа в лічені хвилини, не використовуючи метод почергового додавання і віднімання. Така кардинальна відмінність виникла завдяки тому, що замість коліщат і приводів у машині Лейбніца використовувалися циліндри з нанесеними на них цифрами. Кожен циліндр мав дев’ять рядів виступів або зубців. При цьому перший ряд містив один виступ, другий ряд — два виступи і так аж до дев’ятого ряду, що містив відповідно дев’ять виступів. Циліндри з виступами були рухомими. Незабаром ця деталь стала називатися «ступінчастим валиком». За допомогою цього нововведення при процесі множення не потрібно було кілька разів набирати множник, слід набрати число один раз і провернути ручку, яка перебувала на основному приводному колесі, на стільки обертань, на скільки потрібно помножити число. Якщо ж число при множенні було занадто велике, то операція займала трохи більше часу. Лейбніц придумав пересувати множник, тобто можна було множити на одиницю, десяток, сотню і т.д.

Заслуги В.Лейбніца, однак, не обмежуються створенням арифметичного приладу. Починаючи зі студентських років і до кінця життя він займався дослідженням властивостей двійкової системи числення, що стала надалі, основною при створенні комп'ютерів. Він надавав їй якийсь містичний зміст і вважав, що на її базі можна створити універсальну мову для пояснення явищ світу і використання в усіх науках, в тому числі в філософії.

Джерела інформації:

  1. Машина Лейбніца. Історія розвитку обчислювальної техніки. URL: https://cherto4ka.xyz/posibniki/history/page5.html (дата звернення: 27.06.2022).

  2. E.Shiryaev. Колесо Лейбница, 2016. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=H1nz7kMfkMU (дата звернення: 27.06.2022).

  3. LeibnizBibliothek. Leibniz Rechenmaschine - Dividieren Teil 2, 2011. YouTube. URL: https://www.youtube.com/watch?v=aWDWiQHOCHw (date of access: 27.06.2022).