Счетная машина Морленда

Заметный вклад в развитие вычислительной техники внес Самуэль Морленд. Лондонская газета в апреле 1666 года писала о его изобретениях следующее: «Сэр Сэмюэл Морленд изобрел два очень полезных инструмента: один служит для сложения и вычитания фунтов, шиллингов, пенсов и фартингов или любых других монет, весов и мер, другой - для быстрого выполнения умножения и деления, а также извлечения квадратного и кубического корней с любой требующейся точностью».

Счетные машины Морленда не содержали принципиальных нововведений по сравнению с «Вычисляющими часами» Вильгельма Шикарда и «Паскалиной» Блейза Паскаля. Однако, «Паскалина» и «Вычисляющие часы» были сложными и дорогостоящими изобретениями, доступными только для профессионалов. В то время, как счетная машина Морленда была проста в изготовлении и использовании.

Сейчас точно нельзя сказать, когда Самуэль Морленд изготовил первую счетную машину, но до наших дней сохранилось несколько экземпляров арифметического инструмента мастера. Два из них находятся в Лондонском музее науки, один – в Оксфордском музее. Наиболее ранний из них датирован 1666 годом.

Внешне счетные машины представляли собой небольшое устройство (100х76х7 мм), сделанное из меди.

Как видно из модели арифметического инструмента, он содержал два ряда пар дисков. 5 пар дисков верхнего ряда имеют десятичные шкалы и предназначаются для счета единиц, десятков, сотен и так далее фунтов стерлингов. Нижний ряд пар дисков предназначен для подсчета разменной монеты (шиллингов, пенсов и шиллингов) и имеет шкалы, соответственно, по 20, 12 и 4 деления. Верхний маленький диск в паре показывает количество оборотов большого диска. Большой диск служит органом управления.

Напротив каждой цифры этого диска имеется отверстие. Вставив в отверстие напротив нужной цифры штифт, можно повернуть диск и установить необходимое значение данного разряда. Это значение отобразится в окошке в верхней части диска. Поворот диска осуществляется до упора расположенного под окошком.

Когда большой диск совершает полный оборот, маленький поворачивается на 1 деление. Это возможно благодаря однозубой передаче. Маленький диск имеет десять зубцов, большой - один, поэтому при полном повороте большого диска маленький поворачивается на 1 деление шкалы. При сложении большой диск нужно вращать по часовой стрелке, при вычитании – против, причем в последнем случае штифт вставляется в отверстие, находящееся под окошком, а диск вращается до совпадения с цифрой вычитаемого.

Основным недостатком машины являлось отсутствие механизма межразрядного переноса, поэтому операцию переноса приходилось производить вручную. Например, число полных оборотов большого диска, отвечающего за подсчет фартингов, добавляется к разряду пенсов с помощью поворотов большого диска, отвечающего за подбор пенсов, на необходимое число разрядов.

Благодаря компактности, простоте изготовления и обращения, счетная машина Морленда из разряда диковинных изобретений перешла в разряд прикладных устройств, используемых для облегчения письменных расчетов. Йонас Мур, лондонский ученый, так писал об изобретении Морленда в своей брошюре «Математический компендиум» (1674): «Если джентльмены или иные лица, особенно леди, не имевшие ранее времени упражняться в цифрах, пожелают разобраться в своих оплатах или расходах, они смогут получить от мистера Хэмфри Адамсона, проживающего около Турнстайла в Хоулборне, ни с чем не сравнимые инструменты, которые покажут им, как выполнить сложение и вычитание фунтов, шиллингов, пенсов и целых чисел без пера, чернил и затрат памяти; эти инструменты являются изобретением достойнейшего человека, украшения своей страны, сэра Сэмюэла Морленда, баронета».

Когда устройства Морленда были признаны авторитетными учеными, появилась возможность сконструировать более совершенный вариант машины. Автор не стал самостоятельно собирать его и разместил заказ у знаменитых лондонских механиков Саттона и Нибба. Эта модель была подарена итальянскому князю Козимо Медичи и сохранилась до наших дней в рабочем состоянии.

К сожалению, о втором счетном устройстве, изобретенном Морлендом и позволяющим умножать, делить и извлекать квадратные и кубические корни, не сохранилось никаких сведений, кроме упоминания о нем в широко известной книге «Век тех имен и образы тех изобретений, которые приходят мне на память»(1663 г.).