Паскаль и «Паскалина»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.8 «Мысли»

 

Ещё около 1652 года Паскаль задумал создать  фундаментальный труд — «Апологию  христианской религии». Одной из главных  целей «Апологии...» должна была стать  критика атеизма и защита веры. Он постоянно размышлял над проблемами религии, его замысел менялся  с течением времени, но приступить к  работе над трудом, который задумывался  им как основной труд жизни, мешали различные обстоятельства. Начиная с середины 1657 года Паскаль делает фрагментарные записи для «Апологии...» на отдельных листах, классифицируя их по темам. Своими планами он поделился с отшельниками Пор-Рояля осенью 1658 года, на создание книги Паскаль отводил себе десять лет. Болезнь помешала ему: с начала 1659 года он делал только отрывочные записи, врачи запретили ему любые умственные нагрузки, но больной умудрялся записывать всё, что приходило ему в голову, буквально на любом подручном материале. Позднее он не смог даже диктовать и прекратил работу. После смерти Блеза друзья-янсенисты нашли целые пачки таких записок, перевязанных бечёвкой. Сохранилось около тысячи отрывков, различных по жанру, объёму и степени завершённости. Они были расшифрованы и изданы книгой под названием «Мысли о религии и других предметах» (фр. Pensées sur la religion et sur quelques autres sujets), затем книга называлась просто «Мысли» (фр. Pensées). В основном они посвящены взаимоотношению Бога и человека, а также апологетике христианства в янсенистском понимании. «Мысли» вошли в классику французской литературы, а Паскаль стал единственным в новой истории великим литератором и великим математиком одновременно.

В этой же рукописи содержалось описание доказательства разумности веры на основе теории игр, ставшее известным, как  пари Паскаля.

 

 

 

 

 

 

 

1.9 Последние годы

 

С 1658 года здоровье Паскаля быстро ухудшается. Согласно современным данным, в течение  всей жизни Паскаль страдал от комплекса заболеваний: рака мозга, кишечного туберкулёза, ревматизма[3]. Его одолевает физическая слабость, появляются ужасные головные боли. Гюйгенс, посетивший Паскаля в 1660 году, нашёл его глубоким стариком, хотя Паскалю было всего 37 лет. Паскаль  понимает, что скоро умрёт, но не испытывает страха перед смертью, говоря сестре Жильберте, что смерть отнимает у человека «несчастную способность грешить». Не имея возможности ни читать, ни писать, ни размышлять, он занимается благотворительностью и изредка посещает старых друзей.

Осенью 1661 года Паскаль поделился с герцогом де Роанне идеей создания дешёвого и доступного всем способа передвижения в многоместных каретах. Герцог создал акционерное общество для реализации этого проекта и 18 марта 1662 года в Париже открылся первый маршрут общественного транспорта, названного впоследствии омнибусом.

В октябре 1661 года, в разгар нового витка  преследования янсенистов, умирает  Жаклин. Это был тяжёлый удар для  Паскаля.

В то же время власти потребовали от пор-рояльской общины безоговорочного подписания формуляра, осуждавшего пять положений учения Янсения. Среди янсенистов не было полного согласия. Группа, возглавляемая Арно и Николем, считала, что следует выработать оговорки к формуляру, удовлетворяющие все стороны, и подписать его. Паскаль примыкал к тем, кто предлагал более жёсткий вариант разъяснения к формуляру, указывающий на ошибочность решения папы. Долгие споры было решено прекратить общим голосованием, состоявшемся на квартире Паскаля. Большинство согласилось с мнением Арно. Потрясённый Паскаль отказывается от борьбы и практически прекращает общение с отшельниками Пор-Рояля.

19 августа 1662 года после мучительной  продолжительной болезни Блез  Паскаль скончался. Похоронен в приходской церкви Парижа Сен-Этьен-дю-Мон.

 

2 СУММИРУЮЩАЯ МАШИНА ПАСКАЛЯ «ПАСКАЛИНА»

2.1 Предпосылки к созданию

 

Создание  «Паскалины» было вызвано желанием Паскаля помочь своему отцу. Дело в том, что отец великого ученого Этьен Паскаль в 1638 году возглавлял группу рантьеров, протестовавших против решения правительства отменить выплату ренты, за что и впал в немилость кардиналу Ришелье, приказавшему арестовать бунтовщика. Отцу Паскаля пришлось бежать.

Четвертого  апреля 1939 года, благодаря Жаклин, младшей  дочери отца ученого, и герцогине  д'Эгийон, удалось выпросить прощение кардинала. Этьен Паскаль был назначен на пост интенданта Руанского генеральства, и 2 января 1640 года семейство Паскалей прибыло в Руан. Отец Паскаля сразу же погрузился в работу, день и ночь просиживая над подсчетами налоговых сборов. В 1642 году, в возрасте 19 лет, Блез Паскаль, желая облегчить работу своего отца, начал работу над суммирующей машиной.

Первая  созданная модель его не удовлетворила, и он немедля преступил к ее улучшению. Всего было создано около 50 различных моделей вычислительных устройств. Паскаль так писал  о своем труде: «Я не экономил ни времени, ни труда, ни средств, чтобы  довести ее до состояния быть тебе полезной... Я имел терпение сделать  до 50 различных моделей: одни деревянные, другие из слоновой кости, из эбенового  дерева, из меди…». Окончательный вариант  устройства был создан в 1645 году.

 

 

 

 

 

2.2 Устройство и принцип работы

 

Она представляла собой небольшой латунный ящик размером 36х13х8 см, содержащий внутри множество связанных между собой шестеренок и имеющий несколько наборных колесиков с делениями от 0 до 9, при помощи которых осуществлялось управление – ввод чисел для операций над ними и отображение результатов операций в окошках.

Каждое наборное колесико соответствовало  одному разряду числа. Первые варианты устройства были пятиразрядными, впоследствии Паскаль создал шести- и даже восьмиразрядные варианты.

Два младших разряда восьмиразрядной  «Паскалины» были приспособлены для оперирования с денье и су, т.е. первый разряд был двадцатеричным, а второй двенадцатеричным, потому что в те времена французская монетная система была сложнее современной. В ливре было 12 денье, а в денье – 20 су. При выполнении обычных десятичных операций можно было отключать разряды, предназначенные для разменной монеты. Шести- и пятиразрядные версии машин могли работать только с десятичными цифрами.

Наборные  колесики поворачивались вручную с  помощью ведущего штифта, который  вставлялся между зубчиками, количество которых для десятичных разрядов было десять, для двенадцатеричных – двенадцать, а для двадцатеричных – двадцать. Для удобства ввода данных использовали неподвижный упор, закрепленный снизу наборного колесика, чуть левее цифры 0.

Поворот наборного колесика передавался  счетному барабану с помощью специального приспособления, изображенного на Рисунке 3. Наборное колесико (А) жестко соединялось с корончатым колесом (С) с помощью стержня (В). Корончатое колесо (С) входило в зацепление с корончатым колесом (D), располагающимся под прямым углом относительно корончатого колеса (С). Так передавалось вращение наборного колесика (А) корончатому колесу (D), которое жестко соединялось со стержнем (E), на котором закреплялось корончатое колесо (F), используемое для передачи переполнения в старший разряд с помощью зубцов (F1) и для приема переполнения от младшего разряда с помощью зубцов (F2). Также на стержне (Е) закреплялось корончатое колесо (G), используемое для передачи вращения наборного колесика (А) счетному барабану (J) с помощью зубчатого колеса (H).

При полном повороте наборного  колесика в старший разряд «Паскалины» передавался результат переполнения с помощью механизма, изображенного на рисунках 4 и 5.

Для передачи переполнения использовались два корончатых колеса (B и H) соседних разрядов. На корончатом колесе (B) младшего разряда имелись два стержня (С), которые могли входить в зацепления с вилкой (A), закрепленной на двухколенчатом рычаге D. Этот рычаг свободно вращался вокруг оси (E) старшего разряда. Также на этом рычаге закреплялась подпружиненная собачка (F).

Когда наборное колесико младшего разряда  достигало цифры 6, стержни (С) входили  в зацепление с вилкой (А). В момент, когда наборное колесико переходило от цифры 9 к цифре 0, вилка выходила из зацепления со стержнями (С) и под  действием собственного веса падала вниз, при этом собачка входила  в зацепление со стержнями (G) корончатого  колеса (E) старшего разряда и передвигала  его на один шаг вперед.

Рисунок 4

Рисунок 5

 

 

 

 

2.3 Арифметические действия выполняемые на «Паскалине»

 

Основным  назначением устройства было сложение. Для сложения нужно было проделать  ряд несложных операций:

1) Сбросить предыдущий результат, вращая наборные колесики, начиная с младшего разряда до тех пор, пока в каждом из окошек не появятся нули.

2) С помощью этих же колесиков вводится первое слагаемое, начиная с младшего разряда.

3) Затем колесики вращаются дальше, чтобы выставить значение следующего слагаемого, после чего в окошках устройства отображается полученный результат.

Вычитание производилось немного сложнее, так как перенос разрядов переполнения происходил только при вращении наборных колесиков по часовой стрелке. Для  предотвращения вращения наборных колесиков  против часовой стрелки использовался  стопорный рычаг (I).

Подобное  устройство переноса разряда переполнения привело к проблеме в реализации вычитания на Паскалине, путем вращения наборных колесиков в обратном направлении, как это было сделано в «Счетных часах» Шикарда. Поэтому Паскаль заменил операцию вычитания на сложение с дополнением до девяти.

Поясню  способ, используемый Паскалем, на примере. Допустим, необходимо решить уравнение Y=64-37=27. С помощью метода дополнения представим число 64 как разность чисел 99 и 35 ( 64=99-35), таким образом наше уравнение сводится к следующему виду: У=64-37=99-35-37=99-(35+37)=27. Как видно из преобразования, вычитание частично заменилось на сложение и вычитание результата сложения из 99, что есть преобразование обратное дополнению. Следовательно, Паскалю оставалось решить задачу автоматического дополнения до девяти, для чего он на счетном барабане ввел два ряда цифр так, чтобы сумма двух цифр, располагающихся друг под другом, всегда равнялась 9. Таким образом, число, отображаемое в верхнем ряду окошка результата вычислений, представляло собой дополнение числа нижнего ряда до 9.

В развернутом виде ряды, нанесенные на цилиндр, изображены на рисунке 6.

  Нижний ряд использовался при  сложении, а верхний ряд при  вычитании. Для того, чтобы неиспользуемый ряд не отвлекал от вычислений его прикрывали планкой.

Рассмотрим  работу Паскалины на примере вычитания 132 из 7896 ( 7896-132=7764 ):

1. Закрываем нижний ряд окошек, используемый для сложения.
2. Поворачиваем наборные колесики так, чтобы в верхнем ряду отобразилось число 7896, при этом в нижнем закрытом ряду будет отображено число 992103.
3. Вводим вычитаемое так же, как вводим слагаемые при сложении. Для числа 132 это делается так:

- устанавливается штифт напротив  цифры 2 младшего разряда «Паскалины», и по часовой стрелки поворачивается наборное колесико, пока штифт не упрется в упор.

- устанавливается штифт напротив  цифры 2 младшего разряда «Паскалины», и по часовой стрелки поворачивается наборное колесико, пока штифт не упрется в упор.

- устанавливается штифт напротив  цифры 3 второго разряда «Паскалины», и по часовой стрелки поворачивается наборное колесико, пока штифт не упрется в упор.

- устанавливается штифт напротив  цифры 1 третьего разряда «Паскалины», и по часовой стрелки поворачивается наборное колесико, пока штифт не упрется в упор.

- остальные разряды не изменяются.

4) В верхнем ряду окошек будет отображен результат вычитания 7896-132=7764.

Умножение в устройстве выполнилось в виде многократного сложения, для деления  числа можно было использовать многократное вычитание.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При разработке счетной машины Паскаль  столкнулся со множеством проблем, наиболее острым из которых было изготовление узлов и шестеренок. Рабочие плохо понимали идеи ученого, и технология приборостроения была низка. Иногда Паскалю самому приходилось брать в руки инструменты и доводить до ума те или иные детали машины, или упрощать их конфигурацию, чтобы мастера могли их изготовить.

Хотя  машина и была революционна для своего времени и вызывала всеобщий восторг, она не принесла богатство создателю, так как практического применения не получила, хотя о них много  говорилось и писалось. Возможно, потому что клерки, в помощь которым предназначалась  машина, боялись потерять из-за нее  работу, а работодатели скупились  покупать дорогое устройство, предпочитая  дешевую рабочую силу.

Тем не менее, идеи, заложенные в основу построения «Паскалины», стали основой для развития вычислительной техники. У Паскаля были и непосредственные преемники. Так Родригес Перейра, известный своей системой обучения глухонемых, сконструировал две счетные машины, основанные на принципах работы «Паскалины», но в результате ряда доработок, оказавшимися более совершенными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Материалы с сайта http://ru.wikipedia.org
2. Материалы с сайта http://all-hitech.msk.ru