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莱布尼茨与他的乘法机(2006-12-14 11:45:50)

莱布尼茨是在未看到帕斯卡的加法计算机的情况下,发明他的算术计算机(machina arithmetica)的.16711672年,莱布尼茨着手设计、制造计算机——一种能够进行加、减、乘、除及开方运算的机器.1673年到伦敦旅行时,他随身携带的一个木制计算器的模型引起了人们的极大兴趣.人们甚至认为,当时英国皇家学会吸收他为会员,也主要是因为这架计算器,他自己也为这一发明深感自豪.同时这一机器在巴黎也受到人们的热烈赞扬.

  1674年,莱布尼茨在物理学家E.马略特(Mariotte)的帮助下,制成了一架计算机,并将计算机呈交给巴黎科学院审查验收,后来还当众做过演示,他设计的这种新型计算机(6),主要由两个部分组成:第一部分是固定的,用于加法和减法,其装置与帕斯卡以前设计的加法机基本一样;第二部分用于乘法和除法,是他专门设计的乘法器和除法器,由两排齿轮构成(被乘数轮与乘数轮),这是莱布尼茨首创的.这架计算机中的许多装置成为后来的技术标准,那些齿轮被称为“莱布尼茨轮”.这架机器可进行四则运算.

  莱布尼茨充分认识到了计算机的重要性,指出:“这是十分有价值的.把计算交给机器去做,可以使优秀的人才从繁重的计算中解脱出来.”为了制造计算机,他投入大量的精力和财力.当时他曾预言,J.纳皮尔(Napier)的计算尺快要闲置不用了.需要代之以能进行各种运算的快速计算机器.虽然他始终未能研制出一种能够完全自动运算的计算器,但却概括地描述了今天称之为程序自动化的思想——计算机发展中的一个重要方面.这也是莱布尼茨的“使所有的推理过程都机械化”宏大计划中的一部分.

  1685年.莱布尼茨叙述了他设计这架能进行四则运算的计算机的经过,用拉丁文写下了一份手稿,但这篇手稿直到1897年才由C.若尔当(Jordan)公布.刊登在《测量杂志》(DieZeischift fur Vernessungs-Wesen)上.在文末他预言:“我所说的关于该机器的建造和未来的应用在将来一定会更完善,并且,我相信对于将来能见到它的人会看得更清楚.”莱布尼茨早年制作的那些计算机,有一个被幸运地保存下来了,现在存放在汉诺威博物馆.

1701年,莱布尼茨将自己的二进制数表给了法国在中国的传教士白晋(FJBouvet),同时又将自己关于二进制的论文送交巴黎科学院,但要求暂不发表.同年11月白晋把宋代邵雍(10111077)的伏羲六十四卦次序和伏羲六十四方位两个图给了莱布尼茨.莱布尼茨对白晋提供的材料欣慰异常,发现中国古老的易图可以解释成063的二进制数表.莱布尼茨因为从二进制数学理解了六十四卦图(邵雍的六十四卦方圆图,图8)而高兴地说:“几千年来不能很好被理解的奥秘由我理解了,应该让我加入中国籍吧!”1703年,他将修改补充的论文“关于仅用01两个记号的二进制算术的说明,并附其应用以及据此解释古代中国伏羲图的探讨”(Explication de larthmetique binairequise sent des seuls caracteres 0 et 1avec des remarques Surson utiliteet Sur ce quelle donne Le Sens des aneiennes fi-gures Chinoises Fohy1703)再送巴黎科学院,要求公开发表.自此二进制公之于众了.

莱布尼茨所进行的计算机设计,程序自动化、程序设计的思想,再加上二进制,为计算机的现代发展奠定了坚实的基础.

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