科塔——一颗另辟蹊径的「数学手雷」

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眼看着解决了百年难题的销轮计算器就要一统“莱系”架构的江湖,不料二战期间杀出了个程咬金——有人想到了更巧妙的方法,他没有改变阶梯轴的形状,而是彻底抛弃了莱布尼茨和托马斯定下的机器形态,只用1根阶梯轴就实现了同样的功能,他的机器小到可以握在手里、放进口袋。

这位“不走寻常路”的发明者名叫科特·赫兹斯塔克(Curt Herzstark 1902-1988,澳大利亚工程师),他把自己的机器称为科塔(Curta)。

赫兹斯塔克早年经历

赫兹斯塔克出生于奥地利维也纳,他的父亲是个犹太人,开了一家机械公司。成年后的赫兹斯塔克在父亲的公司中做技术管理工作,这期间,他不断精进技术,并对机械计算产生了兴趣。1938年,他完成了科塔的设计并申请了专利,但时值纳粹统治时期,公司被勒令生产军用设备,没有制造科塔的余力。

不但如此,由于家庭“成分”不好,1943年,赫兹斯塔克因一些莫须有的罪名被送进了布痕瓦尔德集中营。好在父亲的公司功劳不小,而他自身也是名优秀的技术人才,集中营给予了特殊照顾。最重要的,还是集中营看中了他设计的计算器,要求他做出科塔的详细图纸,准备战后献给他们的元首阿道夫·希特勒(Adolf Hitler),作为庆贺胜利的礼物。当然,纳粹最终没有获得胜利,希特勒也没有得到礼物,但这项小小的发明不仅使赫兹斯塔克名留青史,还保他安全地熬过了集中营的艰苦岁月。

1945年4月11日,赫兹斯塔克终于从集中营脱身。他很快创办工厂,并在3个月内就做出了3台科塔的原型机。同年7月,政局又开始动荡,赫兹斯塔克不得不前往奥地利避难。在奥地利,他一面不断改进设计并申请了一系列专利,一面寻找着支持科塔的投资人。最后,是位于瑞士和奥地利之间的一个国土面积只有160平方公里的袖珍小国——列支敦士登的大公看上了这个项目,并很快成立了公司,开始批量生产科塔。

表面上看,这像极了一次英雄惜英雄的完美合作,背地里,列支敦士登的几位股东却只是想榨取这个无权无势的外国人身上的知识价值。很快,当公司彻底掌握了科塔的制造方法后,董事会就开始使坏,要踢他出局。结果他们发现被当初自作聪明搬起的石头砸到了脚——一开始,为了避免可能有的诉讼纠纷,没有将科塔的专利转到公司名下,好把一切黑锅扣在赫兹斯塔克头上。没有专利,公司根本无权生产科塔,赫兹斯塔克靠此重新夺回应有的股权。这份曾经保他平安的知识产权,如今又为他赢得了巨大的财富。

科塔

科塔整体呈圆柱形,顶部还有个拉环,被人们形象地称之为“数学手雷”。

科塔组成结构(原图来自维基百科)

置数滑钮环布于圆柱的柱面,通常有10个左右;计算手柄在柱顶,可以上下提沉,默认状态下旋转进行加、乘,提起之后旋转则是借助补九码实现的减、除;手柄下方的一圈“盖子”是科塔的可动部分,将它提起、旋转,可以选择位数;俯视可见一圈示数窗口,是用来显示结果和手柄旋转圈数的;需要清零时,提起“盖子”,然后旋转拉环。

对比前面的步进计算器、托马斯和奥德纳的算术仪,真可谓科塔虽小,五脏俱全。

科塔内部的核心结构非常简单,其中央树立着1根与计算手柄联动的阶梯轴,与周围所有置数滑钮的齿轮啮合。滑钮上下移动,与阶梯轴啮合的齿数就有了变化。

科塔的做工十分精细,在电子计算器出现之前,一直被公认为最好用的便携式计算器。到1972年停产为止,总共卖出了14万件左右,而返修率只有约3%,其中一部分还是被一些使用者出于好奇故意拆开的,不料内部结构过于复杂,自己装不回去了。

有趣的是,直到80年代,科塔还在汽车拉力赛的选手中备受欢迎,用来计算比赛中的到点时间和偏离距离等数据,主要是因为早期的电子计算器没有科塔那么好的抗震性。

如今,精美的科塔已经成为机械爱好者眼中的收藏佳品,入手一件需花1000美元左右(原价125~175美元),成色较好的可能还要再翻一倍。

参考文献

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