Евно Якобсон

Евна Якобсон

Jewna Jacobson

Суммирующая машина Якобсона.

Евно Якобсон (Евна Якобсон, Jewna Jacobson) — изобретатель, часовой мастер и механик еврейского происхождения, создавший суммирующую механическую 9-разрядную машину, выполнявшую все арифметические операции^[1]^[2]^[3].

Биография

Служил часовщиком, механиком и по-видимому ювелиром при дворе Михаила Казимира Радзивилла.

В конце XIX века недалеко от Познани, в местечке Гнезно, в костеле имелась золотая чаша с гравированной надписью, указывающей, что её изготовил в 1786 году Ев. Якобсон, вероятно Евно Якобсон.

Во второй половине XVII века (не позднее 1770 года) в Несвиже была создана суммирующая машина. Надпись, сделанная на этой машине, гласит, что она «изобретена и изготовлена евреем Евной Якобсоном, часовым мастером и механиком в городе Несвиже в Литве, Минское воеводство» («Erfunden und verfertigen von dem Hebreer Jewna Jacobson, Uhrmacher und Mechanicis in der Stadt Nieswiez in Lithauen, Gouvernement Minsk»). Показательно, что в советских и российских описаний перевода этой фразы как правило опускается слово «евреем» («Hebreer»).

Видимо, эта суммирующая механическая 9-разрядная машина была выполнена в городе Несвиже Минского воеводства в составе Речи Посполитой (ныне Несвиж в Минской области Белоруссии) не позднее 1770 года.

Интересной особенностью машины Якобсона было особое устройство, которое позволяло автоматически подсчитывать число произведённых вычитаний, иначе говоря — определять частное. Наличие этого устройства, остроумно решённая проблема ввода чисел, возможность фиксации промежуточных результатов — все это позволяет считать Якобсона выдающимся конструктором счётной техники своего времени.

Машина изготовлена в виде латунной коробки длиной 34,2 см, шириной 21,8 см и высотой 3,4 см на 4-х точеных ножках диаметром 1,6 и высотой 1 см. На богато орнаментированной верхней крышке машины имеется ряд надписей и цифр. Одна и та же надпись по-немецки и по-польски: Mechanische Rechnungs Maschine; Machina Mechaniszna do Rachunku, то есть «механическая счётная машина». Другая надпись: Zu der Aufgabe des Addirens, Subtantirens, Multiplicirens, und Devidirens von den Nummer Eins bis zu Tausend Millionen und ubrig bleibt von der Division und das kann man hier in der Bruchen zertheilen — то есть «к задаче сложения, вычитания, умножения и деления от числа один до тысячи миллионов и остающееся от деления можно здесь же расчленить на дроби».

Механизмы машины Якобсона смонтированы на верхней крышке коробки с внутренней стороны, а на наружной сосредоточены все поводки для осуществления счетных операций и все шкалы. Вдоль верхнего конца крышки, через специальные отверстия, выведено 9 поводков, являющихся осями расположенных под крышкой дисков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. Концевая часть каждого поводка имеет квадратное сечение, поэтому его можно было легко поворачивать при помощи специального ключа. Аналогично сделаны и все другие поводки, предназначенные для разных целей. Ключи, при помощи которых производились счётные операции, имели стрелки, которые позволяли останавливать поводки при их вращении против определенных цифр на дуговых шкалах. Под каждым из 9 поводков имеется круглое окошко, в котором можно читать любую из цифр диска при его вращении вокруг оси. Эти диски предназначены для фиксирования начальных данных и промежуточных результатов вычислений. Ниже поводков и окошек на крышке находятся ещё 9 поводков, над каждым из них нанесена составляющая полуокружность — дуговая шкала с награвированными на ней по часовой стрелке цифрами от 0 до 9. Под каждой из шкал — значение ее цифр: Eins, Zehn, Hundert, Eins Tausend, Zehn Tausend, Hundert Tausend, Ernes Million, Zehn Million, Hundert Million, то сть единицы, десятки, сотни, тысячи и прочее до сотен миллионов. Шкалы располагаются по возрастанию значений их цифр оправа налево. Ниже каждого из этих поводков тоже имеется по окошку. Через них читаются цифры, нанесенные на дисках поводков. Этот ряд предназначен для сложения любых чисел — только бы их сумма была < 109.

Для сложения ключом (или ключами) со стрелкой на шкалах набирается первое слагаемое, для чего на шкале единиц поворотом поводка ключом его стрелка устанавливается на соответствующую цифру единиц, на шкале десятков — на соответствующую цифру десятков, на шкале сотен — на соответствующую цифру сотен и пр. Когда ключ отпущен рукой, доведенный на каждой из шкал до нужной цифры, поводок под действием специальной пружины автоматически возвращается в исходное положение, указывая стрелкой ключа на 0. В результате такого набора в квадратных окошках (окошках считки) появляется первое слагаемое, а вся машина готова к набору следующего слагаемого. Второе слагаемое набирается таким же путем, как и первое. В результате второго набора в окошках считки появляется сумма двух первых чисел, а машина готова к набору следующего слагаемого. Ниже окошек считки расположен один ряд поводков, с помощью которых счетный механизм машины устанавливается в исходное положение, то есть во всех окошках появляются нули. Еще ниже находится другой ряд поводков. Над каждым из этих поводков нанесена дуговая шкала, такая же как и над поводками для сложения, только числа от 0 до 9 нанесены на ней против часовой стрелки. Этот ряд предназначен для вычитания («Subtrahierens») любого числа или ряда чисел из числа, меньшего 10. Для вычитания из любого числа, которое уже набрано при помощи ряда сложения, необходимо вычитаемое число набрать при помощи поводков на этом последнем ряду. После каждого набора поводки под действием специальных пружин возвращаются в исходное положение, а результат вычитания можно прочитать в окошках считки. Машина находится в исходном положении для следующего сложения или вычитания, так как эти действия можно производить в любой последовательности.

Для фиксации промежуточных результатов и первоначальных данных, помимо первого ряда окошек с поводками, есть также специальная съемная линейка, в которую вмонтировано шесть дисков с цифрами от 0 до 9 и соответствующими поводками.

Операция умножения производится путём повторного сложения, для чего над дуговыми шкалами ряда вычитаний нанесена таблица умножения, которую, впрочем, можно использовать и как таблицу деления. Около каждого поводка этого ряда награвирована цифра; около первого поводка — 1, около второго — 2 и так далее до 9, а над цифрами дуговых шкал еще ряд чисел, свой для каждой шкалы. Например, над поводком, у которого стоит цифра 5, у дуговой шкалы над цифрами 0, 1, 2, 9 стоят такие числа: над 2 стоит 10, над 3 — 15 и так далее до 45 над 9. Эта таблица умножения нанесена над всеми дуговыми шкалами поводков этого ряда — от 1 до 9.

Деление производится как последовательное вычитание с фиксацией количества вычитаний, то есть сводится к последовательным вычитаниям. Делимое устанавливается с помощью ряда сложения, а делитель набирается последовательно с помощью ряда вычитаний до тех пор, пока в окошках считки либо появятся все нули, либо число меньшее, чем делитель, то есть остаток. Число произведённых вычитаний, то есть частное от деления, читается в окошках считки ряда вычитаний.

В машине имеются детали, которые делают её работу более надежной. Например, под дуговыми шкалами в рядах сложения и вычитания находятся небольшие углубления, позволяющие точно фиксировать ключ поводка со стрелкой в требуемом положении, то есть у определённой цифры. Колёса 3, 7, 12 и так далее имеют специальные пружины, предохраняющие их от случайных поворотов.

В целом, в своей основе машина базируется на классической схеме зубчатых передач для производства сложений (вычитаний) и переноса десятков. Якобсон вносит в эту схему оригинальный элемент — полудиск, применяемый для ввода и являющийся первым звеном в системе зубчатых передач.

Характерна также компактность машины — узлы разрядов находятся на разных уровнях, что значительно уменьшает размеры самой машины. Механизмы машины смонтированы на верхней крышке коробки с внутренней стороны, а на наружной стороне сосредоточены все поводки для осуществления счётных операций и все шкалы.

Машина Якобсона ныне находится в коллекции научных инструментов Музея имени М.В. Ломоносова в Санкт-Петербурге и является единственным в музеях России памятником вычислительной техники XVIII века (собственно, машина Якобсона — первое механическое вычислительное устройство, созданное на бывших территориях СССР/Российской империи^[4]).