English Home Search E-mail Map

Машина Якобсона

Наиболее ранняя из сохранившихся в СССР счетных машин находится в музее М. В. Ломоносова в Ленинграде. Конструкция ее довольно оригинальна и представляет несомненный интерес.

Машина выполнена в виде латунной коробки длиной 34,2 см, шириной 21,8 см и высотой 3,4 см на четырех точеных ножках диаметром 1,6 и высотой 1 см. На богато орнаментированной верхней крышке машины имеется ряд надписей и цифр. Приведем наиболее интересные из этих надписей.

Одна и та же надпись по-немецки и по-польски: Mechanische Rechnungs Maschine; Machina Mechaniszna do Rachunku, т. e. механическая счетная машина.

Надпись по-немецки с включением в ее текст нескольких слов и корней латинского происхождения; она как бы дополняет первую надпись: Zu der Aufgabe des Addirens, Subtantirens, Multiplicirens, und Devidirens von den Nummer Eins bis zu Tausend Millionen und ubrig bleibt von der Division und das kann man hier in der Bruchen zertheilen, т. е. к задаче сложения, вычитания, умножения и деления от числа один до тысячи миллионов и остающееся от деления можно здесь же расчленить на дроби.

Наиболее интересная надпись также составлена из немецких и латинских слов: Erfunden und verfertigen von dem Hebreer Jewna Jacobson, Uhrmacher und Mechanicis in der Stadt Nieswiez in Lithauen, Gouvernement Minsk, т. е. изобретена и изготовлена Евной Якобсоном, часовым мастером и механиком в городе Несвиже в Литве, Минское воеводство.

Время изготовления счетной машины не указано, однако его можно установить. Характер некоторых элементов этой счетной машины — форм отдельных ее деталей, их механической обработки и отделки, шрифтов надписей, орнаментов декоративной гравировки, форм и рисунка накладных декоративных розеток и т. д.— все это дает основание отнести время ее изготовления к XVIII в.

О том, что счетная машина была изготовлена в XVIII в., указывает и последняя из приведенных надписей. В ней Несвиж назван городом Минского воеводства Литовского княжества, на самом деле он был таковым лишь до присоединения его в 1793 г., во время второго раздела Польши, к России. Следовательно, машина не могла быть изготовлена позднее этой даты.

Если обратиться к истории Несвижа, то указанное время изготовления Якобсоном его счетной машины можно определить еще точнее.

В 1726 г. известный польский магнат Михаил Радзивил превратил Несвиж в свою резиденцию. Большой любитель наук и искусств, он основал здесь арсенал, библиотеку, картинную галерею, типографию, где печаталась издававшаяся им газета, начал группировать вокруг себя художников, граверов, оружейников и мастеров многих других специальностей. В числе последних оказался, по-видимому, и Якобсон.

На протяжении 40—80-х годов XVIII в. все эти художники, граверы и мастера выполнили множество ценных работ, оставивших заметный след в истории искусств и ремесленного произ­водства. В эти годы, вероятнее всего, и была построена счетная машина Якобсона. Некоторые элементы декоративной отделки этой счетной машины дают основание считать, что она изготов­лена не позже 1770 г. К сожалению, биографические сведения о Е. Якобсоне не сохранились. В конце XIX в. недалеко от Познани, в местечке Гнезно, в костеле имелась золотая чаша с гравированной надписью, указывающей, что ее изготовил в 1786 г. Ев. Якобсон [18, стр. 138]. Не исключено, что, кроме изготовления часов и других механизмов, Якобсон из Несвижа занимался также и ювелирным делом, подобные случаи в те времена были нередки. Если это действительно был тот же Якобсон, то время изготовления им гнезнинской чаши (1786 г.) служило бы еще одним подтверждением его работы в указанные выше годы, а следовательно, и времени изготовления им счетной машины.

   
  Верхняя крышка  
     
   
  Механизм машины Якобсона  

Механизмы машины смонтированы на верхней крышке коробки с внутренней стороны, а на наружной сосредоточены все поводки для осуществления счетных операций и все шкалы.

Вдоль верхнего конца крышки, через специальные отверстия, выведено девять поводков, являющихся осями расположенных под крышкой дисков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. Концевая часть каждого поводка имеет квадратное сечение, поэтому его можно было легко поворачивать с помощью специального ключа. Точно так же сделаны и все другие поводки, предназначенные для разных целей. Все ли поводки счетной машины поворачивались одним ключом (сечение у всех поводков одно и то же — 0,2 X 0,2 см) или каждый имел свой ключ, сейчас установить трудно, так как не сохранилось ни одного ключа. Ключи, с помощью которых осуществлялись непосредственно счетные операции, имели стрелки, позволявшие останавливать поводки при их вращении против определенных цифр на дуговых шкалах (о них будет речь ниже).

Под каждым из девяти поводков — круглое окошко, в котором можно читать любую из цифр диска при его вращении вокруг оси. Эти диски не связаны ни друг с другом, ни с прочими частями счетного механизма. Предназначены они для фиксирования начальных данных и промежуточных результатов вычислений.

Несколько ниже указанных поводков и окошек на крышке расположены еще девять поводков, над каждым из них нанесена составляющая полуокружность — дуговая шкала с награвированными на ней по часовой стрелке цифрами от 0 до 9. Под каждой из шкал — значение ее цифр: Eins, Zehn, Hundert, Eins Tausend, Zehn Tausend, Hundert Tausend, Ernes Million, Zehn Million, Hundert Million, т. е. единицы, десятки, сотни, тысячи и т. д. до сотен миллионов. Расположены шкалы — по возрастанию значений их цифр оправа налево.

Ниже каждого из этих поводков также имеется по окошку. Здесь они, в отличие от первых, квадратные, хотя и расположены в круглых лунках такого же примерно диаметра, как и окошки первого ряда. Через них читаются цифры, нанесенные на дисках поводков. Этот ряд предназначен для сложения любых чисел — лишь бы их сумма была меньше 109.

Производится эта операция следующим образом. Ключом (или ключами) со стрелкой на шкалах набирается первое слагаемое, для чего на шкале единиц поворотом поводка ключом его стрелка устанавливается на соответствующую цифру единиц, на шкале десятков — на соответствующую цифру десятков, на шкале сотен — на соответствующую цифру сотен и т. д.

После того как ключ отпущен рукой, доведенный на каждой из шкал до нужной цифры, поводок под действием специальной пружины автоматически возвращается в исходное положение, указывая стрелкой ключа на нуль.

В результате такого набора в квадратных окошках (окошках считки) появляется первое слагаемое, а вся машина готова к набору следующего слагаемого. Второе слагаемое набирается таким же путем, как и первое. В результате второго набора в окошках считки появляется сумма двух первых чисел, а машина готова к набору следующего слагаемого и т. д.

Ниже окошек считки расположен один ряд поводков, с помощью которых счетный механизм машины устанавливается в исходное положение, т. е. во всех окошках появляются нули.

Еще ниже расположен другой ряд поводков. Над каждым из этих поводков нанесена дуговая шкала, такая же как и над поводками для сложения, только числа от 0 до 9 нанесены на ней против часовой стрелки. Этот ряд предназначен для вычитания любого числа или ряда чисел из числа, меньшего 10е. Об этом говорят также награвированная под второй и восьмой шкалами надпись «Subtrahierens», что значит вычитание.

Для вычитания из любого числа, которое уже набрано при помощи ряда сложения, необходимо вычитаемое число набрать при помощи поводков на этом последнем ряду. После каждого набора поводки под действием специальных пружин возвращаются в исходное положение, а результат вычитания можно прочитать в окошках считки. Машина находится в исходном положении для следующего сложения или вычитания, так как эти действия можно производить в любой последовательности.

Для фиксации промежуточных результатов и первоначальных данных, кроме первого ряда окошек с поводками, имеется еще специальная съемная линейка, в которую вмонтировано шесть дисков с цифрами от 0 до 9 и соответствующими поводками.

Специальный механизм для умножения чисел в машине отсутствует, но эту операцию с ее помощью также можно производить путем повторного сложения. Для этого над дуговыми шкалами ряда вычитаний нанесена таблица умножения, которую, впрочем, можно использовать и как таблицу деления. Около каждого поводка этого ряда награвирована цифра; около первого поводка — 1, около второго — 2 и т. д. до 9, а над цифрами дуговых шкал еще ряд чисел, свой для каждой шкалы. Например, над поводком, у которого стоит цифра 5, у дуговой шкалы над цифрами 0, 1, 2, 9 стоят такие числа: над 2 стоит 10, над 3 — 15 и т. д. до 45 над 9. Такая таблица умножения нанесена над всеми дуговыми шкалами поводков этого ряда — от 1 до 9.

Кинематическая схема машины Якобсона

Деление выполняется как последовательное вычитание с фиксацией количества вычитаний. Делимое устанавливается при помощи ряда сложения, а делитель набирается последовательно при помощи ряда вычитаний до тех пор, пока в окошках считки либо появятся все нули, либо число меньшее, чем делитель, т. е. остаток. Количество произведенных вычитаний, т. е. частное от деления, читается в окошках считки ряда вычитаний. Пользуясь кинематической схемой машины, покажем, как действует машина при выполнении различных операций.

При повороте поводка единиц ряда сложений поворачивается полудиск 1 против часовой стрелки. По краю полудиска расположены зубья, подобные нарезаемым на храповых колесах. При поворотах полудиска они входят в зацепление с зубьями зубчатого колеса 3 и поворачивают его на столько зубьев по часовой стрелке, на сколько единиц поворачивается поводок. После того как поводок отпускается, полудиск 1 под действием пружины 2 возвращается в первоначальное положение. К зубчатому колесу 3 наглухо прикреплен диск с нанесенными на него цифрами от О до 9, которые и читаются через окошки считки. После набора нужного числа соответствующая цифра и окажется видимой в окошке. При наборе второго числа происходит новый поворот зубчатого колеса 3 и в окошке считки появится сумма двух набранных чисел. Если эта сумма окажется больше 10, вступает в действие механизм передачи десятков. К зубчатому колесу 3 прикреплен длинный палец 4, входящий в зацепление с колесом 5, когда колесо 3 повернется на 10 зубьев. В этом случае палец 4 поворачивает колесо 5 против часовой стрелки на один зуб, а ко­лесо 5 поворачивает колесо 6 на один зуб по часовой стрелке. К колесу 6 прикреплен диск десятков и в окошке считки для десятков появляется единица. Узел для десятков устроен аналогично с узлом единиц и соединен со следующим разрядом точно так же, т. е. при помощи длинного пальца. Так же соединены между собой и все последующие разряды. Описанным путем производится сложение чисел. При вычитании поворачивается по часовой стрелке полудиск 8. Он также входит в зацепление с колесом 3 и поворачивает его на необходимое число единиц против часовой стрелки, т. е. в противоположную сторону, чем при сложении. При этом диск с цифрами также вращается в обратную сторону, чем при установке слагаемого в производстве сложения. Механизм передачи десятков остается прежний. Следовательно, вычитание сводится к повороту колеса 3 в противоположную сторону, чем при сложении.

Деление, как уже говорилось, сводится к последовательным вычитаниям. Количество этих вычитаний подсчитывается следующим путем. При вычитании любого числа полудиск 8 поворачивается по часовой стрелке. При этом размещенная в нижней части полудиска подпружиненная плоская пластинка вдавливается в полудиск одним из штырьков 10, расположённых на диске 11, с обратной стороны которого нанесены цифры от 0 до 9, они и видны в нижнем ряду окошек. Выйдя из зацепления со штырьком 10, пластинка 9 под действием пружины выходит из полудиска 8. И когда под воздействием пружины полудиск возвращается в первоначальное положение, пластинка своим краем ударяет по штырьку 10 и поворачивает тем самым диск 11 на одно деление по часовой стрелке. Такой поворот диска 11 на одно деление происходит при каждом вычитании, поэтому в нижнем ряду окошек можно прочесть число произведенных вычитаний, т. е. частное деления.

В машине имеются еще некоторые детали, которые делают ее работу более надежной. Так, под дуговыми шкалами в рядах сложения и вычитания находятся небольшие углубления, позволяющие точно фиксировать ключ поводка со стрелкой в требуемом положении, т. е. у определенной цифры. Колеса 3, 7, 12 и т. д. снабжены специальными пружинами, предохраняющими их от случайных поворотов.

Все детали счетного механизма, связанные с одним разрядом, имеют свой номер (клеймо) от одного до девяти, которые выглядят следующим образом: ., .., v, v., v.., v..., v. Нумерация исключает случайность перестановок при чистке и ремонте машины, если машину нужно хотя бы частично разбирать.

   
  Схема работы машины  

Передача десятков при помощи длинного пальца употреблялась давно, начиная с Шиккарда и Паскаля, но некоторые узлы и детали являются оригинальным изобретением. В первую очередь это относится к механизму получения частного, но этот механизм не лишен существенных недостатков, основной из них состоит в том, что у него нет своей передачи десятков. Поэтому при делении, если в частном получаются большие числа, их трудно фиксировать. Использование полудиска со ступенчатыми зубьями также оригинально решает проблему передачи и установки чисел. Следует отметить еще компактность всего механизма — узлы соседних разрядов расположены на разных уровнях, что существенно уменьшает размеры счетной машины. Все это свидетельствует о том, что счетная машина Якобсона была известным шагом вперед в развитии счетной техники, а самого Якобсона следует считать выдающимся конструктором.

Счетная машина Е. Якобсона использовалась длительное время. Об этом свидетельствуют имеющиеся на ее крышке следы, оставленные поворачивавшими поводки ключами со стрелками. Причем до шестого разряда эти следы особенно глубоки, а далее еле заметны. Это естественно, так как наиболее часто при подсчетах приходится оперировать первыми четырьмя разрядами.