กลไกพินแรกอยู่ที่ไหน?

การแนะนำ

ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์และระบบอัตโนมัตินั้นน่าทึ่ง และทั้งหมดนี้เริ่มต้นจากการประดิษฐ์อุปกรณ์ทางกลสำหรับการคำนวณ อุปกรณ์ชิ้นแรกคือลูกคิด ซึ่งชาวจีนประดิษฐ์ขึ้นเมื่อกว่า 5000 ปีที่แล้ว ลูกคิดใช้ในการคำนวณเลขคณิตขั้นพื้นฐาน และใช้กันอย่างแพร่หลายในเอเชียและตะวันออกกลางก่อนการถือกำเนิดของเครื่องคิดเลขเชิงกล เครื่องคิดเลขเชิงกลเป็นอุปกรณ์เครื่องแรกที่สามารถทำการคูณหารและปูทางไปสู่คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ที่เราใช้อยู่ในปัจจุบัน ในบทความนี้ เราจะสำรวจประวัติความเป็นมาของเครื่องคิดเลขแบบกลไกเครื่องแรก การประดิษฐ์เครื่อง และผลกระทบที่มีต่อคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

เครื่องคิดเลขเครื่องกลเครื่องแรก

เครื่องคิดเลขเชิงกลเครื่องแรกคือ Pascaline ซึ่งคิดค้นโดยนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส แบลส ปาสคาล ในปี 1642 ปาสคาลอายุเพียง 19 ปีเมื่อเขาประดิษฐ์เครื่องนี้ขึ้น ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยพ่อของเขาซึ่งเป็นคนเก็บภาษี ทำการคำนวณที่ซับซ้อนได้รวดเร็วยิ่งขึ้นและ ได้อย่างแม่นยำ Pascaline เป็นกล่องทองเหลืองขนาดเท่ากล่องรองเท้า มีหน้าปัดตัวเลขที่สามารถหมุนเพื่อแสดงตัวเลขที่กำลังคำนวณได้ เครื่องใช้ชุดเกียร์และคันโยกเพื่อบวกและลบ แม้ว่า Pascaline จะมีการปรับปรุงให้ดีขึ้นกว่าลูกคิด แต่ก็ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ ตัวอย่างเช่น เครื่องจักรทำได้เพียงบวกและลบเท่านั้น และเกียร์มีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว ทำให้การคำนวณที่แม่นยำทำได้ยาก

การพัฒนาที่สำคัญต่อไปในประวัติศาสตร์ของเครื่องคิดเลขแบบกลไกเกิดขึ้นในทศวรรษ 1670 เมื่อนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน Gottfried Wilhelm Leibniz ประดิษฐ์ Stepped Reckoner Stepped Reckoner เป็นการปรับปรุงจาก Pascaline โดยสามารถทำการคูณหารตลอดจนการบวกและการลบ เครื่องคิดเลขใช้กลไกแบบดรัมแบบขั้นบันไดในการคูณ ซึ่งช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วและแม่นยำกว่า Pascaline มาก อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับ Pascaline Stepped Reckoner ยังคงมีแนวโน้มที่จะสึกหรอ และขนาดของตัวเลขที่สามารถคำนวณได้ก็จำกัด

กำเนิดเครื่องคำนวณพินเครื่องกล

เครื่องคิดเลขเชิงกลเครื่องแรกที่ใช้หมุดเพื่อแสดงตัวเลขถูกคิดค้นโดยนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ โธมัส เดอ โกลมาร์ ในปี 1820 เครื่องคิดเลขของเดอโกลมาร์มีชื่อว่า Arithmometer และล้ำหน้ากว่าเครื่องคิดเลขเชิงกลรุ่นก่อนๆ มาก Arithmometer ใช้ชุดหมุดที่มีหมายเลขกำกับบนทรงกระบอกที่สามารถหมุนเพื่อแสดงตัวเลขของตัวเลขที่กำลังคำนวณได้ เครื่องจักรยังใช้ชุดคันโยกและเฟืองในการบวก ลบ คูณ และหาร ต่างจาก Pascaline และ Stepped Reckoner ตรงที่ Arithmometer มีความแข็งแกร่งและแม่นยำมากกว่ามาก เครื่องใช้กันอย่างแพร่หลายมานานกว่าศตวรรษและเป็นเครื่องคิดเลขแบบกลไกที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในช่วงศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20

ปรับปรุงเครื่องคำนวณพิน

อย่างไรก็ตาม Arithmometer ไม่ใช่คำสุดท้ายในเครื่องคิดเลขเชิงกล ตลอดหลายทศวรรษต่อมา นักประดิษฐ์จำนวนมากได้ทำการปรับปรุงอุปกรณ์ ซึ่งทำให้มีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น นักประดิษฐ์คนหนึ่งคือ Charles Babbage ซึ่งมักได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์คอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก เครื่องจักรของ Babbage ซึ่งเขาเรียกว่า Analytical Engine นั้นไม่เคยเสร็จสมบูรณ์ แต่มันก็ล้ำหน้าไปมาก เครื่องมือวิเคราะห์สามารถทำการคำนวณที่ซับซ้อนได้โดยใช้บัตรเจาะ ซึ่งเป็นแนวคิดที่จะใช้ในคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกในภายหลัง

การปรับปรุงเครื่องคิดเลขเชิงกลที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2418 เมื่อวิศวกรชาวสวีเดน Willgodt Odhner ประดิษฐ์ Odhner Arithmometer Odhner Arithmometer ได้รับการปรับปรุงอย่างมากจากรุ่นก่อนๆ เนื่องจากมีความเร็วและเชื่อถือได้มากกว่ามาก เครื่องใช้ชุดเกียร์และคันโยกที่เชื่อมต่อถึงกันเพื่อทำการคำนวณ ซึ่งทำให้สามารถคำนวณตัวเลขที่มากกว่าที่เป็นไปได้ในเครื่องจักรรุ่นก่อนๆ

เครื่องคิดเลขเครื่องกลในศตวรรษที่ 20

เครื่องคิดเลขแบบกลไกยังคงได้รับความนิยมในศตวรรษที่ 20 แม้ว่าจะมีการประดิษฐ์เครื่องคิดเลขอิเล็กทรอนิกส์ในทศวรรษปี 1960 ก็ตาม แม้ว่าเครื่องคิดเลขอิเล็กทรอนิกส์จะเร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องคิดเลขเชิงกลมาก แต่เครื่องคิดเลขเชิงกลยังคงได้รับความนิยมในบางอุตสาหกรรม เช่น การเงินและการบัญชี ซึ่งนิยมใช้ในด้านความน่าเชื่อถือและความทนทาน

เครื่องคิดเลขเชิงกลที่มีชื่อเสียงที่สุดเครื่องหนึ่งคือ Curta Calculator ซึ่งคิดค้นโดยวิศวกรชาวออสเตรีย Curt Herzstark ในปี 1940 Curta Calculator เป็นอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กที่สามารถทำการบวก ลบ คูณหารได้ เครื่องจักรดังกล่าวได้รับความนิยมอย่างไม่น่าเชื่อในหมู่วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ และมีการใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศในช่วงทศวรรษปี 1950 และ 1960

บทสรุป

การประดิษฐ์เครื่องคิดเลขแบบกลไกถือเป็นเหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์ของคอมพิวเตอร์และระบบอัตโนมัติ มันปูทางไปสู่คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ซึ่งได้ปฏิวัติชีวิตสมัยใหม่แทบทุกด้าน เครื่องคิดเลขแบบกลไกนั้นไม่ได้สมบูรณ์แบบ แต่เป็นการปรับปรุงที่เหนือกว่าลูกคิดและอุปกรณ์อื่นๆ รุ่นก่อนๆ อย่างมาก การใช้หมุดเพื่อแสดงตัวเลขถือเป็นการพัฒนาที่สำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากทำให้สามารถคำนวณได้รวดเร็วและแม่นยำมากกว่าที่เป็นไปได้ในเครื่องจักรรุ่นก่อนๆ ในปัจจุบัน เครื่องคิดเลขแบบกลไกส่วนใหญ่ล้าสมัยแล้ว แต่ยังคงเป็นเครื่องเตือนใจที่น่าทึ่งถึงความฉลาดและความอุตสาหะของนักประดิษฐ์ที่ทำให้เครื่องคิดเลขเหล่านี้เป็นไปได้