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3D打印还原集中营里的数学手雷—科塔计算器

时间:2018-09-26 09:48 来源:南极熊 作者:ca88亚洲城_ca88亚洲城官网_ca88亚洲城官网【首页】 阅读:
极光尔沃
 
当年的杂志广告,要价125美元哦
      上个世纪中叶的美国人,如果关注了《科学美国人》或者《新科学家》杂志,就会在一些期的广告页面看到科塔计算器——一种神奇的小东西,长得好像黑胡椒罐。不过这个东西价格可是逆天,当年要125美元。
 
现代收藏品
       它诞生在著名的纳粹集中营里,在战争结束后,它才被完善,虽然它的发明人说它还有99%的功能没有被开发,它是第一台能够用手拿着的精确计算器,它可以帮你计算加减乘除,甚至计算平方根。与功能类似是计算尺不同,它可以精确到小数点后至少11位。更神奇的是,这个计算器完全是机械的。
 
一个比较典型的计算尺
      计算器现在已经简化到几乎没有物理体积了,而且速度和精度都与日俱增,不过有些上了年纪的人还是能回忆起第一代可靠的电子计算器出现的时候,是如何把人类从繁琐的简单计算解放出来的。科学家,工程师,会计,业务员等等,可以花更多时间去考虑真正重要的东西,并且还排除了操作失误的可能。
 
算盘珠子——拨一拨动一动
从17世纪加减乘除四则运算方法确定下来后,很多辅助计算工具就层出不穷,比如算盘和计算尺。不过计算尺只能精确到2、3位小数;算盘虽然能做很多运算,不过操作复杂,需要很多培训。不过到了19世纪,精确简单的消费性计算器来到了很多计算者的桌面。不过这些计算器手动要时时刻刻摇动手柄,费力不说还贵,只有大公司能负担。另外这玩意儿还死重,“轻型机”都有整整15公斤。到了20世纪初,加入了很多新科技,比如多用途案件,马达驱动,自动加减乘除,但是离“便携便宜”还是差了整整三条街。
 
Brunsviga手摇计算机
科特·赫兹斯塔克,他在上个世纪20年代的是一个机械结计算器的推销员,经常在前奥匈帝国的银行公司里面卖这些几十公斤东西,所以他就很了解这些东西先天的缺陷。要说这个科特卖计算机卖就卖吧,他还很有抱负。他看到很多公司仅仅只是在原来就有的机械计算器平台上加入很多电子部件,使之更快或者更精确,当然主要是为了更贵。为了能拯救世界,他决定要设计出来一种小到可以放进口袋的计算器,不论是工头,建筑师,海关官员或者工程师,直接能一只手操作,立刻知道相对精确的答案。10公斤是不行的,计算尺也是不行的。
 
科特·赫兹斯塔克
要说科塔没背景,那是绝对不可能的。科特是维也纳的“奥地利计算器”公司的继承人,这个公司是第一个山寨美国机械计算器的奥地利企业。生于1902年的科塔一直认为他能继承家里的企业,所以他不但受到了销售和管理的训练,还学习了机械设计和制造,方便他了解这些精密仪器是怎么生产的。这样一来,科特不光是一腔热血想改变世界,对这个产业还是门儿清的。

 
I型早期型(金属摇把和储罐)
后来10年,科特一头扎进计算器的魔障。要缩小现有计算器的尺寸不简单,而且如何能比算盘更好用更,功能更多,还是很需要开脑洞的。当时的就算器之所以很重,是因为机械计算器是极端密集、极端精密的,密度和一块铁差不多了。除此之外,转盘和转轴等等计算器没办法缺失的部件也是工业级的金属车出来的。更加增加重量的原因是,数字的每个数位都是用自己的一套子系统和转盘,然后为了保证精度,8到10个数位子系统都是经常的。每次算减法的时候,还要加上一个特殊的系统来逆转之前所有的计算。种种局限导致机械继计算器在当时的形状下没法便携。

科塔智商高的地方在于,他一开始就不纠结于计算器的内部机械构造,而是从外形开始设计。因为如果一直考虑内部,就会走入现在设计的死胡同,没有办法突破。他想到,如果是圆柱体,那么一只手就能掌握,案件和控制键在顶部和底部都能安装,侧边加上数字的选择器。最好能让用户选择,是把答案现实到顶部还是底部,更多样。
 
计算器的部分使用说明
在整体尺寸上,库特为了不用数字盘这种体型巨大且笨重还需要精密加工的东西,他设计了一个分步器,分步器上面有一列列的槽,用来表示不同的数字。差不多到这里科塔计算器的总体设计可以说完成了。1938年,库特申请了专利,还用塑料做了一些简单的样机来演示里面的内部构造。
 
科特设计的分步器

但是科特能做的工作也就这些。1938年3月,纳粹德国一纸条约就把奥地利并入自己的领土。这对他是一个大麻烦,因为他的父亲是犹太人,纳粹不允许犹太人掌握生意。为了保护自家生意,科特把厂长的位子让给了母亲,一个奥地利新教徒,自己做了经理。二战爆发,他的工厂被迅速征集生产军用精密仪器,计算器生意被迫中止。事情还没到最糟,1943年,科特被莫须有的罪名指控,送到了臭名昭著的布痕瓦尔德(Buchenwald)集中营。
 
布痕瓦尔德集中营(德语:Konzentrationslager Buchenwald)
这个集中营主要是V2火箭的生产基地,很多犹太人还有外国工程师都因各种各样的罪名送到这里,有些还是冯·布劳恩亲自挑选的。这个集中营的环境非常恶劣,高强度的劳动随时导致死亡,食物不够,而且驻军都是党卫军。科特毕竟还是有能力的,他能通过各种方法增加机器效率,所以脏活累活就不用干。不过曾经作为奥地利最大计算器厂的一把手,现在还在生产V2火箭的集中营,他冒着被德国方面专家认出来的巨大危险。
 
它们是被拆开带回奥地利的
有一次,科特被叫去给几个德国工业头头演示改进的车床,他发现其中有个头头一直在看他,他觉得大事不好。等参观完第四台机器,这个头头走到他面前,绕着他看了几圈,低声问道:“你是赫兹斯塔克?”科特回到:“是。”那个人说:“我是瓦尔特。”瓦尔特,就是那个做gun的瓦尔特(瓦尔特PPgun的发明人),二战时还做过机械计算器,所以和科特有过交流。之后党卫军知道了科特在设计一个划时代的计算器,于是开放了科特的权限,让他能在集中营里继续,并保证事成之后,如果战争胜利,就可以把科特入籍成雅利安人。
 
三台原型机

科特能不能成雅利安籍先不说,党卫军的保证一直很飘忽,不过毕竟身负重任,暂时还死不了。1945年后,他在魏玛金属工厂造出了三个样机。战争结束后,他带着三个样机回到逃回了奥地利。一回到奥地利,科特就开始寻找他的投资人。最终列支敦士登公国的王子表示了兴趣,于是科特在列支敦士登公国成立了他的公司(Contina AG Mauren)生产他的科塔计算器。公司一成立,科特就建议把他的专利转到公司的名下,结果他的建议受到了投资人的否决。投资人怕出现专利纠纷而影响到公司。没过多久,科特的投资人认为他们从科特哪里得到了所有东西,就把科特从公司轰了出来。但他们忘了专利还在科特手里,结果只能再和科特谈判。直到71年科塔计算器停产,Contina公司一直向科特缴纳专利费,但是像大多数发明家一样,科特只得到了收益的很小一部分。
 
底部的铭文,产地:列支敦士登公国

科塔计算器一经推出就备受推崇。最终量产型的科塔计算器被誉为“胡椒罐”或者“数学手雷”,因为这两个东西也是一手握住,一手操控的。由于其全功能、小巧玲珑、操作方便,结实耐操,尤其受到需要野外作业的工程师和飞行员的欢迎。科塔计算器是当时唯一一种全功能(可以非常方便地加减乘除)的手持计算器。直到80年代,越野赛车手们还在使用科特计算路程和油耗,当时的电子计算器经不住越野赛车的折腾。科特计算器有两型,I型和II型。I型有8位输入,11位输出和6位计数器。1954年推出的II型有11位输入,15位输出和8位计数。科塔计算器I型当时要卖120美元,相当于2016年的一千美元左右。科塔计算器从47年生产到71年两型共生产了14万台(8万I型和6万II型)。现在科塔计算器可以说是一个传奇,拥有众多粉丝和收藏者;还有一大堆社团从事研究、收藏甚至复制活动。

 
电子技术的发展使机械计算器早早夭折,连创始人科特都说科塔计算器还有99%的潜力没有开发。现对于电子计算器的简便,机械计算器所承载的工程设计和精密制造今天也许很难被人充分理解。过去的计算器,融汇的是工程师们的智慧和制表师的精巧,就算不能用,放在那里也是一座实在的纪念。科塔计算器代表的不但是机械结构的顶端,更是说明在人类最黑暗的时刻,人们对于机械的共同尊重也能制造出这如此的珍宝。

从1949年开始,到1972年停产,期间一共生产了15万台科塔计算器。这种计算器看起来很简单,不过异常坚固耐用,大部分维修报告都是由于用户好奇把计算器拆开,结果装不回去了,有人说它是机械计算器的巅峰。现在就有人利用3D建模3D打印技术来复刻这台神奇的计算器,虽然它变大了好几圈,但是我们仍然可以一睹它当年的风彩。

 
 
 
计算机3D建模
 

 
 
 

3D打印组装

 
上色之后还是很不错的

(责任编辑:ca88亚洲城_ca88亚洲城官网_ca88亚洲城官网【首页】)
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