帕斯卡計算機:第一台受專利保護的計算機

1642年,年僅19歲的法國數學家、物理學家、哲學家布萊茲·帕斯卡(Blaise Pascal,1623-1662年)發明了一種機械計算機,它能夠實現自動進位,可進行加減乘除4種運算,史稱帕斯卡計算機(Pascal』s arithmetic machine,也被稱為Pascaline,以下簡稱帕斯卡機)。帕斯卡機享有諸多第一:它是第一台投入生產的計算機、第一台商用計算機、第一台受專利保護的計算機、第一台被寫入百科全書的計算機等,其歷史價值不言而喻。

帕斯卡計算機:第一台受專利保護的計算機

清華科學博物館製作的帕斯卡計算器的互動模型 圖片來源:清華科學博物館

帕斯卡研發計算機的初衷,是為了減輕父親繁重的稅務計算負擔。

當時,法國流通三種貨幣單位:里弗(livre)、蘇(sol)、德尼厄爾(denier),1里弗等於20蘇,1蘇等於12德尼厄爾,這極大增加了財稅工作的計算量和復雜度。帕斯卡的計算機從設想到定型,至少經歷三代大幅改進:「如果您想了解這台機器的發明,我可以欣然地告訴您,它目前呈現的樣子,和我一開始的嘗試截然不同。最初的那台機器,無論在材料還是形式上,都與現在的不同,盡管很多人會喜歡它,但它並不能令我完全滿意。在不斷改進它的過程中,我不知不覺中又製作出了第二種類型,但我依然覺得不夠方便,無法接受。為了加以修正,我又設計了第三種,它帶有簧片,結構上也非常簡單……在很多人的要求下,我用它運行了好幾次,始終運轉良好。」

帕斯卡的設計思路能夠迅速落地,轉化為模型,顯然得到了當地工匠的支持。他寫道:「要不是得益於一位工人的幫助,我的一切理論設想都無法實現,他的手藝極其高超,按照我告訴他的尺寸和比例,用銼刀和錘子,把機器的零件一一加工出來。」與帕斯卡合作的工人不止一人,不過,他並沒有提及他們的名字或所屬行會。但不難猜想,這些工人應該來自金匠或鍾表作坊。

帕斯卡和工匠的關系是微妙的。研發道路上的種種困難沒有將其擊垮,而擊垮他的恰恰是工匠。根據他的記載,就在研發進行了幾個月之後,魯昂街頭已經出現了仿品。這是一位鍾表匠在他的模型基礎上製造的一台類似的機器:「他(指這位表匠)除了熟練操弄工具外毫無才華,缺乏幾何學和機械學知識……,他不過製作了一件無用的玩意兒,表面看上去是真的,外表打磨得也不錯,但內部結構很差,根本無法使用。」他接着寫道,當時人們並不了解這台機器的用途,只是覺得新奇,一位收藏家甚至將它買下,放到了自己的珍奇屋里。整件事讓帕斯卡感覺異常絕望,甚至產生了放棄的想法:「這個小怪胎(cepetit avorton)的出現,讓我灰心到了極點,繼續完成模型的熱情頓時冷卻了,我遣散了所有的工人(tous les ouvriers,表明與他合作的工匠不止一個),決定放棄整個計劃,因為我意識到,還會出現這樣膽大妄為的人,他們會利用這個新想法製造仿冒品,在公眾面前摧毀這個新生事物的使用價值。」

通過這段自白不難發現,在研究計算機的過程中,帕斯卡的動機已經發生了轉變。如果研製計算機僅僅是為了幫助父親解決稅務計算上的麻煩,他大可繼續完成發明,而不必理會他人拙劣的仿製品。顯然,此時帕斯卡已經將計算機當作了自己智力勞動的結晶,剽竊行為不僅讓他深受侮辱,而且將會摧毀人們對於計算機器這種新事物的信心(當然,也會直接影響帕斯卡機未來的銷路)。

帕斯卡不知道的是,一個多世紀前佛羅倫薩和威尼斯的工匠們,已經發展出了某種制度性的保障,以確保這種智力勞動(如今被稱為知識產權)不會被隨意侵犯。好在當時法國的大法官塞吉耶知道這種專利保護制度。帕斯卡的朋友送給了他一台樣機,他十分喜歡,鼓勵帕斯卡進一步改良機器,並承諾在法律上給予新發明保護。正是有了這一承諾,帕斯卡才得以繼續計算機的開發工作。這也是他專門寫了一篇致塞吉耶的獻詞的原因。1649年5月22日,「特許狀」正式頒布。它規定,未經帕斯卡本人允許,任何工匠不得擅自仿製該機器或製作類似的改進機型,外國人也不得在法國土地上出售或展示該機器,違者將處以3000里弗的罰款,其中的三分之一歸帕斯卡所有。帕斯卡應該是最初擁有現代意義上發明專利的學者之一,而帕斯卡機也成為了第一台受到專利保護的計算機,它的研發過程無意中推動了現代專利制度的完善。

來源:cnBeta