代表西方機(jī)械技術(shù)頂峰集瑞士手表的精確LEICA照相機(jī)的精湛工藝探戈的優(yōu)雅于一身的——CURTA計(jì)算器

1、代表西方機(jī)械技術(shù)頂峰的CURTA 計(jì)算器 · 第一臺(tái)能夠用一只手拿著的精確計(jì)算器是機(jī)械式的，而不是電子的。它可以進(jìn)行加減乘除運(yùn)算，而且能夠幫助計(jì)算平方根。與功能類似的計(jì)算尺不同，其計(jì)算結(jié)果至少可以精確的11位。這種計(jì)算器的發(fā)明者是庫(kù)特·赫茲斯塔克，他在第二次世界大戰(zhàn)是被關(guān)押在布痕瓦德集中營(yíng)，在這一期間完成了該設(shè)計(jì)。他采用了新穎的數(shù)學(xué)和機(jī)械技術(shù)以節(jié)省空間和重量。在1950年代到1960年代之間，這種計(jì)算器廣泛使用在科學(xué)家、工程師、測(cè)量員和會(huì)計(jì)師當(dāng)中，當(dāng)電子袖珍計(jì)算器于1970年代進(jìn)入市場(chǎng)司，“庫(kù)塔”才逐漸失寵。      這絕不是估算答

2、案精確到三至四位的計(jì)算尺，11位數(shù)字將卡嗒卡嗒地顯示在頂部窗口上的相應(yīng)位置。你的電子計(jì)算器大概也不能精確到11位。     好，它的確能完成算術(shù)運(yùn)算。那為什么“庫(kù)塔”被稱為“人類文明的瑰寶”和“技術(shù)奇跡”呢？既然有運(yùn)算速度快得多而且更便宜的計(jì)算器，為什么收藏家還會(huì)珍愛(ài)這種設(shè)備呢？這是因?yàn)槌私o了印象深刻的算術(shù)能力之外，它還顯示出機(jī)械設(shè)計(jì)上的精巧雅致和可靠。通過(guò)滑動(dòng)刻度盤(pán)，將刻度盤(pán)游標(biāo)撥到相應(yīng)位置來(lái)輸入數(shù)字。曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)像精致的懷表一樣平滑。數(shù)字彈出到相應(yīng)位置時(shí)，沒(méi)有超前或錯(cuò)后。每個(gè)數(shù)字都刻在金屬鎂上，由鋼制齒輪處理計(jì)算。計(jì)算時(shí)，“庫(kù)塔”會(huì)呼呼作響。

3、60;    同樣，這種器械也是為方便計(jì)算而設(shè)計(jì)的。為避免出錯(cuò)，有獨(dú)立的顯示區(qū)來(lái)顯示輸入數(shù)字、你轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄的次數(shù)，以及計(jì)算結(jié)果。當(dāng)每個(gè)數(shù)字被輸入并且答案準(zhǔn)備好時(shí)，鎖銷一種小鉤子會(huì)告訴你的手指。取消誤操作很容易，但防倒轉(zhuǎn)的棘齒不會(huì)讓你因?yàn)榈罐D(zhuǎn)而撞擊齒輪。而且清零環(huán)不會(huì)被意外激活，你也不會(huì)由于誤操作而清除答案。     “庫(kù)塔”計(jì)算器將瑞士手表的精確、LEICA照相機(jī)的精湛工藝，以及探戈的優(yōu)雅全部集中在一個(gè)緊湊的圓柱體中。1950年，便攜式的“庫(kù)塔”讓工程師感到震驚：這是一種你可以隨身攜帶的計(jì)算器！更讓人驚訝的是，這種設(shè)備來(lái)自文明

4、世界的最底層：布痕瓦爾德集中營(yíng)。      1938年3月，德國(guó)軍隊(duì)進(jìn)入了奧地利。作為天主教徒母親和猶太父親的兒子，赫茲斯塔克遇到了麻煩?！白畛醯娜兆犹膳铝恕１┩絺儊?lái)了，接著是反猶太人和各種恐怖的事情?！?赫茲斯塔克被抓進(jìn)了布痕瓦爾德集中營(yíng)。在布痕瓦爾德附近，納粹建了一座勞役工廠，為秘密軍事工程制造機(jī)器。項(xiàng)目經(jīng)理讓赫茲斯塔克負(fù)責(zé)運(yùn)往佩納明德（Peenemunde）的精密部件，那里是彈道導(dǎo)彈的發(fā)射地。在接下來(lái)的兩年中，他為V2型火箭生產(chǎn)零部件。    在這里，碰到了他的老對(duì)手Fritz Walther。Walther在那里是名人，通過(guò)

5、它的舉薦，德國(guó)人他們的俘虜中有一個(gè)比任何戰(zhàn)利品都有用的家伙，他就是塔克。他被允許分配一個(gè)專門(mén)的房間，用來(lái)研究計(jì)算器。    1945年4月11號(hào)，赫茲斯塔克幾乎快完成他的繪圖時(shí)，看到吉普車從北邊駛過(guò)來(lái)，坐在前排的一各士兵大聲呼叫，“你們?nèi)甲杂闪??！泵绹?guó)人解放布痕瓦爾德幾天之后，赫茲斯塔克兜里揣著折疊好的計(jì)劃書(shū)，走在魏瑪城大街上。他將圖紙帶到仍在生產(chǎn)的少數(shù)幾家工廠之一，交給那里的機(jī)械師檢查。他還記得那些機(jī)械師的回答：“在他們眼里，它就像按比例繪制的一樣。方案很清晰，沒(méi)有什么再需要考慮的地方?！北M管在集中營(yíng)是用鉛筆繪制的，赫茲斯塔克的設(shè)計(jì)思想十分清晰，僅僅用了兩個(gè)月就制作出了

6、三臺(tái)原型計(jì)算器。       蘇聯(lián)人來(lái)了后，赫茲斯塔克轉(zhuǎn)戰(zhàn)列支敦士登，在那里，他受到了皇室的隆重歡迎，列支敦士登創(chuàng)辦了一家公司“Contina”，然后又籌集貸款、發(fā)行股票。赫茲斯塔克擔(dān)任技術(shù)主管，他接受了三分之一的股票，每賣出一臺(tái)計(jì)算器都要收取專利權(quán)稅。     第一款計(jì)算器成功之后，赫茲斯塔克又設(shè)計(jì)了一種略大一些的模型，其計(jì)算能力從11位增加到15位。但此后，唯一有重大變化的地方就是進(jìn)位箱的形狀。由于開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算工業(yè)的罕見(jiàn)記錄，赫茲斯塔克首次獲得了設(shè)計(jì)權(quán)。       在那2

7、0年當(dāng)中，“庫(kù)塔”計(jì)算器的銷量穩(wěn)定，被譽(yù)為“微型通用的口袋計(jì)算器，穩(wěn)定性來(lái)自其合理、牢靠的結(jié)構(gòu)?！闭绾掌澦顾说念A(yù)測(cè)，工程師使用這神奇的工具計(jì)算衛(wèi)星軌道，測(cè)量員用它來(lái)跟蹤中天位置，而旅行會(huì)計(jì)師則用它計(jì)算帳目。當(dāng)一位紐約銀行經(jīng)理看到審計(jì)員沒(méi)有攜帶公文包大小的計(jì)算器，卻能夠計(jì)算帳目準(zhǔn)確到便士時(shí)，對(duì)此感到驚訝不已。      奇怪的是，世界各地的賽車愛(ài)好者也采用“庫(kù)塔”計(jì)算器，計(jì)算在汽車?yán)愔械乃俣群屠锍獭Ｍㄟ^(guò)觸摸數(shù)字，駕駛員可以很快計(jì)算出他們理想的駕駛時(shí)間，而無(wú)須把目光從前方道路上移開(kāi)。小個(gè)頭兒的“庫(kù)塔”非常適合賽車的有限空間，而且與早期的電子計(jì)算器不同

8、，這種設(shè)備不怕撞擊、振動(dòng)或峰值電壓沖擊。即使現(xiàn)在，那些駕駛老式車的賽車手仍然在使用機(jī)械方式計(jì)算他們的駕駛時(shí)間。在1950年代到1960年代之間，庫(kù)塔計(jì)算器廣泛使用在科學(xué)家、工程師、測(cè)量員和會(huì)計(jì)師當(dāng)中，當(dāng)電子袖珍計(jì)算器于1970年代進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)，“庫(kù)塔”才逐漸失寵。  像優(yōu)秀的軟件工程師一樣，赫茲斯塔克從用戶界面開(kāi)始，而不是讓機(jī)械裝置控制設(shè)計(jì)。他沒(méi)有采用打字機(jī)式鍵盤(pán)，而決定在圓柱體周圍裝上小游標(biāo)，這樣你可以滑動(dòng)手指來(lái)輸入數(shù)字。這種方式可以在環(huán)繞圓柱的頂部創(chuàng)建一個(gè)區(qū)域，顯示計(jì)算結(jié)果，同時(shí)也給驅(qū)動(dòng)計(jì)算器的曲柄提供了方便的位置。   其他機(jī)械式計(jì)算器用獨(dú)立的機(jī)械裝

9、置來(lái)計(jì)算答案的每個(gè)數(shù)位。例如，F(xiàn)riden計(jì)算器有10排鍵來(lái)輸入一個(gè)數(shù)，而且它有10套獨(dú)立的計(jì)算齒輪組，昂貴而笨重。赫茲斯塔克認(rèn)識(shí)到，如果每個(gè)輸入數(shù)位能連續(xù)使用同一個(gè)計(jì)算機(jī)械裝置，那么只有一個(gè)就夠了。他的計(jì)算器共有8個(gè)游標(biāo)用來(lái)輸入數(shù)位，而位于單獨(dú)的中心鼓上的齒（或檔）將處理計(jì)算。這個(gè)鼓可以讓他減小計(jì)算器的尺寸和重量。   到1937年，赫茲斯塔克了解了如何用單一的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)鼓（step drum）來(lái)完成算術(shù)計(jì)算。機(jī)械裝置可以完成加法和乘法，但他的設(shè)計(jì)卻被減法和除法難倒了。他不能通過(guò)倒轉(zhuǎn)曲柄做減法，因?yàn)閮蓚€(gè)數(shù)字相加在運(yùn)算之后可能會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位，而減法在運(yùn)算之前可能就需要借位。單一的

10、算術(shù)步進(jìn)鼓無(wú)法預(yù)見(jiàn)會(huì)出現(xiàn)什么情況?！霸隈偼谏值幕疖嚿?，我獨(dú)自坐在車廂里。眼睛看著窗外，我想到：天哪！只要加上一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼就可以得到減法運(yùn)算的結(jié)果?！币@得某數(shù)的9補(bǔ)碼，只須用9減去這個(gè)數(shù)的每一位。通過(guò)加上一個(gè)數(shù)和另一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼，就可以模擬減法。例如，要計(jì)算788 139減去4 890，首先找出004 890的九補(bǔ)碼，即：995 109。然后將788 139與995 109相加，得到1 783 248。去掉最高數(shù)位得到783 248，最后加上1得出答案：783 249。太好了，今天的計(jì)算機(jī)也在用著同樣的技術(shù)。赫茲斯塔克的計(jì)算器保留了單一的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)鼓，但要有兩組齒：一組專門(mén)用于加法，另一組用于

11、減法。將曲柄向上抬起3毫米，使加法齒開(kāi)始進(jìn)行9補(bǔ)碼加法運(yùn)算。減法運(yùn)算會(huì)像加法一樣簡(jiǎn)單。乘除運(yùn)算通過(guò)重復(fù)進(jìn)行加法和減法運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于輸入游標(biāo)與結(jié)果寄存器的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)，因此有幾種捷徑可以加速這些運(yùn)算。例如，要乘以31 415，你用不著轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄30000多次；活動(dòng)底座使你只須轉(zhuǎn)動(dòng)14次：個(gè)位5轉(zhuǎn)動(dòng)5次，十位10轉(zhuǎn)動(dòng)1次，百位400轉(zhuǎn)動(dòng)4次，以此類推。算術(shù)步進(jìn)鼓是整個(gè)計(jì)算器的核心部分，除了它，整個(gè)庫(kù)塔還由600多個(gè)精密的零件組成。多年之后仍然好用。你手里的電子袖珍計(jì)算器解決問(wèn)題會(huì)比“庫(kù)塔”快得多。而與它相比，臺(tái)式計(jì)算機(jī)是在表演巫術(shù)。也許“庫(kù)塔”的唯一用途就是在停電時(shí)結(jié)算支票簿。但就像使用手冊(cè)上所說(shuō)的：“你的庫(kù)塔將伴隨你終生，隨時(shí)提供不可或缺的幫助。對(duì)它的精確性你可以徹底放心，小庫(kù)塔凝聚了計(jì)算工具領(lǐng)域的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)。它制造于由精密儀器領(lǐng)域的國(guó)際專家設(shè)計(jì)，采用了最優(yōu)質(zhì)的金屬材料。其構(gòu)造中沒(méi)有使用任何人造材料。”庫(kù)