帕斯卡计算机:第一台受专利保护的计算机

来源:科技日报
帕斯卡计算机:第一台受专利保护的计算机文章插图
清华科学博物馆制作的帕斯卡计算器的互动模型图片来源:清华科学博物馆
科海拾贝
1642年 , 年仅19岁的法国数学家、物理学家、哲学家布莱兹·帕斯卡(Blaise Pascal , 1623-1662年)发明了一种机械计算机 , 它能够实现自动进位 , 可进行加减乘除4种运算 , 史称帕斯卡计算机(Pascal’s arithmetic machine , 也被称为Pascaline , 以下简称帕斯卡机) 。 帕斯卡机享有诸多第一:它是第一台投入生产的计算机、第一台商用计算机、第一台受专利保护的计算机、第一台被写入百科全书的计算机等 , 其历史价值不言而喻 。
帕斯卡研发计算机的初衷 , 是为了减轻父亲繁重的税务计算负担 。
当时 , 法国流通三种货币单位:里弗(livre)、苏(sol)、德尼厄尔(denier) , 1里弗等于20苏 , 1苏等于12德尼厄尔 , 这极大增加了财税工作的计算量和复杂度 。 帕斯卡的计算机从设想到定型 , 至少经历三代大幅改进:“如果您想了解这台机器的发明 , 我可以欣然地告诉您 , 它目前呈现的样子 , 和我一开始的尝试截然不同 。 最初的那台机器 , 无论在材料还是形式上 , 都与现在的不同 , 尽管很多人会喜欢它 , 但它并不能令我完全满意 。 在不断改进它的过程中 , 我不知不觉中又制作出了第二种类型 , 但我依然觉得不够方便 , 无法接受 。 为了加以修正 , 我又设计了第三种 , 它带有簧片 , 结构上也非常简单……在很多人的要求下 , 我用它运行了好几次 , 始终运转良好 。 ”
帕斯卡的设计思路能够迅速落地 , 转化为模型 , 显然得到了当地工匠的支持 。 他写道:“要不是得益于一位工人的帮助 , 我的一切理论设想都无法实现 , 他的手艺极其高超 , 按照我告诉他的尺寸和比例 , 用锉刀和锤子 , 把机器的零件一一加工出来 。 ”与帕斯卡合作的工人不止一人 , 不过 , 他并没有提及他们的名字或所属行会 。 但不难猜想 , 这些工人应该来自金匠或钟表作坊 。
帕斯卡和工匠的关系是微妙的 。 研发道路上的种种困难没有将其击垮 , 而击垮他的恰恰是工匠 。 根据他的记载 , 就在研发进行了几个月之后 , 鲁昂街头已经出现了仿品 。 这是一位钟表匠在他的模型基础上制造的一台类似的机器:“他(指这位表匠)除了熟练操弄工具外毫无才华 , 缺乏几何学和机械学知识…… , 他不过制作了一件无用的玩意儿 , 表面看上去是真的 , 外表打磨得也不错 , 但内部结构很差 , 根本无法使用 。 ”他接着写道 , 当时人们并不了解这台机器的用途 , 只是觉得新奇 , 一位收藏家甚至将它买下 , 放到了自己的珍奇屋里 。 整件事让帕斯卡感觉异常绝望 , 甚至产生了放弃的想法:“这个小怪胎(cepetit avorton)的出现 , 让我灰心到了极点 , 继续完成模型的热情顿时冷却了 , 我遣散了所有的工人(tous les ouvriers , 表明与他合作的工匠不止一个) , 决定放弃整个计划 , 因为我意识到 , 还会出现这样胆大妄为的人 , 他们会利用这个新想法制造仿冒品 , 在公众面前摧毁这个新生事物的使用价值 。 ”
通过这段自白不难发现 , 在研究计算机的过程中 , 帕斯卡的动机已经发生了转变 。 如果研制计算机仅仅是为了帮助父亲解决税务计算上的麻烦 , 他大可继续完成发明 , 而不必理会他人拙劣的仿制品 。 显然 , 此时帕斯卡已经将计算机当作了自己智力劳动的结晶 , 剽窃行为不仅让他深受侮辱 , 而且将会摧毁人们对于计算机器这种新事物的信心(当然 , 也会直接影响帕斯卡机未来的销路) 。
帕斯卡不知道的是 , 一个多世纪前佛罗伦萨和威尼斯的工匠们 , 已经发展出了某种制度性的保障 , 以确保这种智力劳动(如今被称为知识产权)不会被随意侵犯 。 好在当时法国的大法官塞吉耶知道这种专利保护制度 。 帕斯卡的朋友送给了他一台样机 , 他十分喜欢 , 鼓励帕斯卡进一步改良机器 , 并承诺在法律上给予新发明保护 。 正是有了这一承诺 , 帕斯卡才得以继续计算机的开发工作 。 这也是他专门写了一篇致塞吉耶的献词的原因 。 1649年5月22日 , “特许状”正式颁布 。 它规定 , 未经帕斯卡本人允许 , 任何工匠不得擅自仿制该机器或制作类似的改进机型 , 外国人也不得在法国土地上出售或展示该机器 , 违者将处以3000里弗的罚款 , 其中的三分之一归帕斯卡所有 。 帕斯卡应该是最初拥有现代意义上发明专利的学者之一 , 而帕斯卡机也成为了第一台受到专利保护的计算机 , 它的研发过程无意中推动了现代专利制度的完善 。