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古老算具算出中国首艘核潜艇

2017-08-27 11:26  来源: 科技日报

古装剧里常能看见手持算盘的账房先生,手熟者拨弄飞快,很快就能理清一天的账目。

作为我国古代的重大发明,算盘伴随国人经历了2000多年的漫长岁月。传统的设计是一个竹制的框子,里面有珠子,可以被向上或向下推。即使在今天,技术熟练的珠算者也可以像计算器一样快速进行数学计算。对科研人员来说,算盘也是一种重要的计算工具。华裔诺贝尔奖得主李政道就曾向周恩来总理说,我们的祖先很早就创造了最好的计算机,这就是到现在还在全国通用的算盘。

近日有报道称,我国首艘核潜艇“长征一号”,是在算盘珠上“拨”出来的。

 

 

“长征一号”毕竟是个庞然大物,不但要在水下航行,有时候还要连续航行100多天,要求里面住着的100多名官兵在水下的工作、生活和在陆地上基本相近。研究核潜艇涉及核工程物理、自动控制、精密机械、电器、材料等几十种专业技术,面对如此庞杂的数据,仅靠算盘显然无法完成计算,计算速度快的计算尺在核潜艇研制中发挥了主力作用。

计算尺大约发明于1620—1630年间,牛津的埃德蒙·甘特发明了一种使用单个对数刻度的计算工具,当和另外的测量工具配合使用时,可以用来做乘除法。随后,工程师和数学家不断为计算尺引入新的刻度,并添加了滑动的游标,发展成现代的多相算尺,可以进行加减法之外所有的算术运算,以及三角函数等超越计算,不同工程领域还常常研发自己的专业型号。

如同显微镜代表了医学行业一样,计算尺曾是工程师的身份象征。有轶闻说,德国火箭专家沃纳·冯·布劳恩二战后到美国从事航天计划工作时,随身带了两把30年代的老式Nestler算尺。终其一生,他没用过其他任何袖珍计算仪器,计算尺在他进行火箭设计参数估算和其他计算中完美地完成了任务。上世纪70年代以前,计算尺也曾是我国理工科学生人手一把、必不可少的计算工具。

除了上述两种工具,还有一样经常出现在电视里的工具——手摇计算机,也曾在核潜艇研制过程中发挥过作用,虽然这种工具使用得比较少。

手摇计算机是由一位在俄国工作的瑞典发明家奥涅尔于1878年制造的,这是一种齿数可变的齿轮计算机。在20世纪最初的二三十年间,手摇计算机已成为人类主要的一种计算装置。它一般只能做四则运算,平方数、立方数、开平方、开立方,如果需要输入三角函数和对数,就需要查表。如果计算中有括号,就会很麻烦,使用过程中正摇几圈,反摇几圈,还要用纸笔记录。

值得一提的是,如今中小学学习算盘用法,只是作为传统文化的一种修行,很少有人真的再用它计算;在电子计算器出现后,计算机、手摇计算机也已退出了历史舞台。回望历史,当年的核工业人用如此简单的工具算出一艘核潜艇,想想真觉得不可思议!

 

 

作者: 陈 瑜   [责任编辑: 吕芮光]