說(shuō)起人類歷史上的偉大發(fā)明，可以說(shuō)數(shù)不勝數(shù)，像蒸汽火車就曾是人類在19世紀(jì)的主要交通工具，那個(gè)時(shí)候蒸汽火車就代表著時(shí)髦和進(jìn)步，蒸汽火車開到哪里，就相當(dāng)于人類的工業(yè)文明走到哪里！不過(guò)蒸汽火車在20世紀(jì)逐步被內(nèi)燃機(jī)車取代，而現(xiàn)在電力機(jī)車又取代了內(nèi)燃機(jī)車！

今天本文要討論的這個(gè)發(fā)明，就和當(dāng)年的蒸汽火車一樣，曾經(jīng)是人類某個(gè)時(shí)期重要的發(fā)明，曾經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)在已被更先進(jìn)的產(chǎn)品取代了，它就是電子計(jì)算器的前身機(jī)械計(jì)算器！

眾所周知，人類歷史上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是美國(guó)于1946年制作成功，這臺(tái)電子計(jì)算機(jī)采用真空電子管，重達(dá)30噸，耗能巨大，并且因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)發(fā)熱嚴(yán)重的原因，需要經(jīng)常停機(jī)休息！

像這樣的電子計(jì)算機(jī)，只有像美國(guó)這樣的土豪才用得起！實(shí)際上直到上世紀(jì)70年代，在集成電路出現(xiàn)之后，便攜式計(jì)算機(jī)才真正的在大眾中得到普及，那么問題來(lái)了，在這之前人們尤其是一些科研工程人員或者商業(yè)會(huì)計(jì)人員一般用什么來(lái)完成復(fù)雜的運(yùn)算呢？

這時(shí)有些人會(huì)回答了：算盤??！

的確，當(dāng)時(shí)的中國(guó)其實(shí)主要確實(shí)是用算盤！

但當(dāng)時(shí)的西方出現(xiàn)了，比中國(guó)的算盤好用的多的，持續(xù)了長(zhǎng)達(dá)三個(gè)世紀(jì)的黑科技產(chǎn)品：

機(jī)械計(jì)算器！

上面兩張圖片都是二戰(zhàn)之后人們常用的機(jī)械計(jì)算器，也就是末代機(jī)械計(jì)算器，這種計(jì)算器比那種長(zhǎng)方形的鐵飯盒大不了多少，已經(jīng)可以說(shuō)已經(jīng)比較便于攜帶了！

但是人類發(fā)明的最早期的機(jī)械計(jì)算器與這種后期制品區(qū)別極大！

上圖就是人類歷史上第1臺(tái)真正意義上的機(jī)械計(jì)算器，全名為滾輪式加法器，也稱帕斯卡加法器！

這臺(tái)機(jī)器由1642年法國(guó)哲學(xué)家兼數(shù)學(xué)家布萊士.帕斯卡發(fā)明！

看到帕斯卡三個(gè)字，經(jīng)過(guò)九年義務(wù)教育并且特別優(yōu)秀的你，是不是感覺有點(diǎn)熟悉？

對(duì)了，這個(gè)帕斯卡就是我們?cè)谖锢碚n上經(jīng)常遇到的壓強(qiáng)單位：帕斯卡！

說(shuō)起這個(gè)帕斯卡，真正算得上是一個(gè)少年天才！他1642年出生在法國(guó)一位數(shù)學(xué)家家庭，他三歲喪母，由擔(dān)任著稅務(wù)官父親拉扯長(zhǎng)大成人，很小他就顯示出對(duì)科學(xué)研究的興趣！

少年帕斯卡對(duì)他的父親可以說(shuō)是一往情深，他每天都看著年邁的父親費(fèi)力的計(jì)算稅率稅款，很想幫助做點(diǎn)事，可又怕父親不放心，于是這個(gè)未來(lái)的大科學(xué)家想到了為父親制作一臺(tái)可以計(jì)算稅款的機(jī)器，于是19歲那年，他發(fā)明了人類有史以來(lái)第1臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)！

人類歷史上第1臺(tái)有劃時(shí)代意義的機(jī)械計(jì)算機(jī)，竟是一個(gè)大孝子獻(xiàn)給老父親的禮物！

帕斯卡的計(jì)算機(jī)是一種由一系列齒輪組成的裝置，外形像一個(gè)長(zhǎng)方盒子！需要用像兒童玩具那樣，用鑰匙旋地發(fā)條后才能轉(zhuǎn)動(dòng)，并且只能做加法和減法！

這是一種利用了齒輪嚙合原理制作的十進(jìn)制加法器，當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)一周，10個(gè)齒中最長(zhǎng)的齒會(huì)和更高位的齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)進(jìn)位，同樣的道理反過(guò)來(lái)旋轉(zhuǎn)，則是減法計(jì)算。

帕斯卡是真正的天才，他在很多領(lǐng)域都有所建樹，后人在介紹他時(shí)說(shuō)他是數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家、流體動(dòng)力學(xué)家和概率的創(chuàng)始人，凡是學(xué)過(guò)物理的人都知道一個(gè)關(guān)于液體壓強(qiáng)性質(zhì)的“帕斯卡定律”，這個(gè)定律就是他的偉大發(fā)現(xiàn)并以他的名字命名的！

他甚至還是文學(xué)家，其文筆優(yōu)美的散文在法國(guó)曾經(jīng)極富盛名！可惜長(zhǎng)期從事艱苦的研究損害了他的健康，1662年英年早逝，死時(shí)年僅39歲！

帕斯卡死后10年，一個(gè)人類科學(xué)史上比帕斯卡知名度還要高的牛人，德國(guó)人萊布尼茨，改進(jìn)了帕斯卡的加法器，并最終成為了機(jī)械計(jì)算器的奠基人！

經(jīng)過(guò)九年義務(wù)教育并且特別優(yōu)秀的你，是不是看到萊布尼茨這個(gè)四個(gè)字是不是又是眼前一亮？

對(duì)了，這個(gè)萊布尼茨就是人類數(shù)學(xué)史上數(shù)得著的幾個(gè)大牛人之一，因?yàn)樗团ｎD分別獨(dú)立發(fā)明了微積分！

不過(guò)這個(gè)萊布尼茨和牛頓有很大的區(qū)別，因?yàn)榕ｎD最善于“空想”，盡管這些空想十分的偉大和超前，但極少發(fā)明和制作實(shí)物！

但是這個(gè)萊布尼茨就非常善于發(fā)明和制作實(shí)體物件，像這個(gè)機(jī)械計(jì)算器就是他的發(fā)明之一！

萊布尼茨的改進(jìn)，使機(jī)械計(jì)算器具備了乘法和除法功能，甚至能夠進(jìn)行開方運(yùn)算！

這種計(jì)算器是用手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)代表被乘的倍數(shù)，長(zhǎng)軸不同位置對(duì)應(yīng)齒數(shù)不同，可完成乘法的計(jì)算！

萊布尼茨對(duì)人類的另一個(gè)重大貢獻(xiàn)，就是于公元1700年從一位友人送給他的中國(guó)易圖（八卦）里受到啟發(fā)，悟出了二進(jìn)制中的真諦！

雖然萊布尼茨的乘法器仍然采用十進(jìn)制，但它率先為計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)提出了二進(jìn)制的運(yùn)算法則，為計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)！

萊布尼茲的機(jī)械計(jì)算器雖然好用，但是由于長(zhǎng)軸太長(zhǎng)不利于搬運(yùn)，有些型號(hào)竟然重達(dá)幾十公斤，長(zhǎng)度達(dá)到一米！后來(lái)經(jīng)過(guò)了100多年，直到1874年，鮑德溫和奧德納在前人的基礎(chǔ)之上用了可變齒數(shù)的齒輪，長(zhǎng)長(zhǎng)的計(jì)算軸才被縮短！

但是這時(shí)的計(jì)算器還是比較麻煩，其結(jié)果需要人用手工拿筆記在紙上！

不到10年，另一個(gè)牛人美國(guó)發(fā)明家菲爾特出現(xiàn)了，他將計(jì)算器和當(dāng)時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)的打字機(jī)結(jié)合，讓計(jì)算結(jié)果可以直接記錄到紙上！

后來(lái)又有人對(duì)菲爾特計(jì)算器進(jìn)行了改進(jìn)，加上電動(dòng)馬達(dá)，結(jié)果出現(xiàn)了電動(dòng)計(jì)算器，而以前的計(jì)算器稱之為手搖計(jì)算器！

再后來(lái)全鍵盤改為九鍵式！

上圖是全鍵盤，下圖是九鍵式！

機(jī)械計(jì)算器，終于完美了！

機(jī)械計(jì)算機(jī)在二戰(zhàn)期間的應(yīng)用達(dá)到了頂峰，它們是構(gòu)成轟炸機(jī)投彈瞄準(zhǔn)器的基礎(chǔ)，此外雷達(dá)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)后計(jì)算飛機(jī)速度，以及艦船作戰(zhàn)時(shí)隨時(shí)調(diào)整艦炮仰角，都需要用到機(jī)械計(jì)算機(jī)！

機(jī)械計(jì)算機(jī)在電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之后還使用了一段時(shí)間，主要是因?yàn)槟菚r(shí)的電子計(jì)算機(jī)過(guò)于昂貴和笨重！但是后來(lái)的電子計(jì)算機(jī)的主要元器件，迅速由真空電子管到晶體管，最后發(fā)展到集成電路！

到了1970年代，使用集成電路的手持式電子計(jì)算機(jī)推出，這種電子計(jì)算機(jī)，已經(jīng)非常便宜和便于攜帶了，從此機(jī)械計(jì)算機(jī)逐漸消失，到1980年代徹底絕跡！

機(jī)械計(jì)算器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障，維修十分麻煩，需要專業(yè)維修人員將其全部拆散，更換零件，重新組裝，再對(duì)整臺(tái)計(jì)算器進(jìn)行檢驗(yàn)，確保正常運(yùn)行，并且常常每隔幾周都會(huì)出現(xiàn)一兩次，這也是機(jī)械計(jì)算機(jī)被徹底取代的原因！

盡管有這么多的毛病，但是機(jī)械計(jì)算器有一個(gè)非常大的好處，就是特別耐用，如果保養(yǎng)得當(dāng)，可以使用上百年！這是現(xiàn)代的電子計(jì)算機(jī)不可比擬的！

盡管機(jī)械計(jì)算器已經(jīng)徹底退出了人類歷史的舞臺(tái)，但是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)之精妙，運(yùn)行之復(fù)雜，體現(xiàn)了純機(jī)械物理運(yùn)動(dòng)之美，成為當(dāng)今工業(yè)品收藏界的絕對(duì)寵兒！甚至很多絕版進(jìn)入了國(guó)家博物館，成為許多國(guó)家的國(guó)寶級(jí)文物！