_本文原题：计算机科技乱谈：从算盘到15吨重的差分机之间到底经历了什么？
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计算机可以说是当今科技的命脉 ， 你可以说自己从来不用电脑 ， 但你的智能手机同样也是一台超微型计算机 。 无论是航空航天的尖端科技还是简简单单的制造一件衣服都离不开计算机的控制 。

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• 世界第一台电子计算机名叫埃尼阿克(ENIAC) ， 于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学被制造 。 今天不谈埃尼阿克 ， 要说的是机械计算机原型：差分机 ， 以及计算机更早的源头：算盘 。
• 早在ENIAC制造之前的一百多年 ， 也就是1819年 ， 英国科学家巴贝奇设计了差分机 ， 这台机械巨物设计由25000个零件组成 ， 由蒸汽动力驱动 ， 总重达到15吨 。 不过由于当时工业技术水平极低 ， 差分机没有被制造出来 ， 巴蓓奇制造出了差分机的可动模型 。 在更早的时候 ， 距今2500年前 ， 也就是春秋时期 ， 算盘在中国发明 ， 算盘可以说是最早的计算设备了 。 那么算盘是如何演变成差分机的呢？

• 为什么要有算盘？在算盘出现之前 ， 人们在计算时通常会用心算 ， 或者扳手指 ， 或者拿木棍写在地上 。 随着社会规模的不断增大 ， 商贩之间售卖的东西可以达到成千上万个 ， 心算远远满足不了这些计算要求 ， 所以算盘作为最初的计算工具出现了 。
• 算盘的优点在于可以直观的展示正在计算中的数字 ， 所以我们可以不用把一长串数字记在脑子里 ， 算盘会帮我们记住 。 计算时只需波动相应位数的珠子就能实现大数字的加减运算 ， 对于当时来讲 ， 这样的计算设备是及其方便的 。 在接下来的几千年里 ， 人类发明了各种巧妙的计算器 ， 比如在海上计算经纬度的星盘 ， 还有各种计算日期时间的钟表 ， 这些设备都极大的方便了人们的生活 。

• 在算盘等等各种早期计算设备出现之后 ， 在差分机出现之前 。 有一个叫“步进计算器”的东西 。 由德国博学家莱布尼茨在1694年制造 ， 步进计算器和算盘的原理一样 ， 只不过用齿轮代替了算盘的珠子 。 它的结构类似于老式汽车的里程表 ， 如果你没见过老式里程表 ， 那它应该也和电表水表的计数结构类似 。 里面有一连串的齿轮 ， 一个齿轮上有0-9的数字 ， 当一个齿轮转过一圈以后会带动前一个齿轮转动一格 ， 类似于算盘的“进位” 。
• 步进计算器还有一个之前所有计算设备都没能实现的功能 ， 那就是乘法和除法 。 莱布尼茨用了一个巧妙的机械设计来实现这一功能 ， 就是把乘法和除法拆开运算 。 比如计算6×3 ， 就换成6+6+6=18 ， 计算11÷3 ， 就用11一直减3直到不能再减后得到余数2 。 步进计算器是第一个可以实现四则运算的机械计算机 ， 而且它是自动的 ， 只需输入运算数字然后摇动计算器就可以得出计算结果 。

• 步进计算器很好用 ， 但它仍然跟不上社会的进步和数学的发展 。 到了19世纪 ， 当时的科技涉及的计算远远不止加减乘除这么简单 ， 平方、开方以及各种的多项式函数都还需要手工计算 ， 如果用步进计算器算的话 ， 可能要摇上好几天才能得出结果 。 分页标题
• “Computer（计算机）”这个词也在这个时候出现 ， 不过当时Computer不是指计算机 ， 而是指进行手工计算的人 。 大部分的科学家都没有精力去进行那些毫无技术可言的重复运算 ， 他们会把这些计算工作交给一些特定的计算者 ， 所以Computer在当时还是一份热门职业 。

• 当时科技对于“算力”的缺乏已经到了捉襟见肘的地步 ， 查尔斯·巴贝奇察觉到了这一点 ， 他觉得需要一种新的机械来代替人力运算 。 于是他着手“差分机”的研发 ， 差分机就是步进计算器的升级版 ， 更多的齿轮 ， 更复杂的结构 ， 更高的精度 ， 用蒸汽动力代替人力驱动 。 你可能会问为什么不用内燃机或者电动马达驱动呢？因为这两个东西都还没被出来（电动机在1831年由法拉第发明 ， 而内燃机在1879年由卡尔·本茨发明） ， 可想而知“差分机”对当时来讲过于超前了 ， 最终巴贝奇努力了十年也没有造出差分机 。 不过在1991年 ， 也就是巴贝奇诞辰的200周年 ， 伦敦博物馆制作了完整的差分机 ， 实现了他的设计 ， 也证明了差分机的确管用！

来源：(不明觉厉研究所)

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标题：差分机计算机科技乱谈：从算盘到15吨重的差分机之间到底经历了什么？算盘的出现步进计算器差分机的发明