這些計算機是中國科學史上的珍貴文物

康熙時期，皇室已經使用電腦了

世博惠

周乾

人們的日常生活和生產實踐都離不開計算在中國古代，計算工具主要是計算和算盤17世紀，伴隨著歐洲機械制造技術的發展，計算機開始出現，其制造技術由傳教士傳入中國故宮曾經是明清兩代的宮殿，里面收藏著幾臺世界上極為罕見的原始手搖電腦這些計算機是中國科學史上的珍貴文物它們是清朝康熙年間宮廷辦公室制作的，包括圓盤型和芯片型，可以進行各種數學計算磁盤計算機是基于帕斯卡的計算機原理1642年，法國數學家布萊斯帕斯卡利用時鐘制造技術發明了表盤計算器這種加法器和算盤的區別是可以利用齒輪的轉動實現進位:數字用齒輪表示，齒輪之間有嚙合裝置當低檔旋轉一次時，高檔旋轉一位數經過改進，這個計算器由傳教士介紹給康熙皇帝，深受康熙皇帝的喜愛

故宮博物院的一臺磁盤電腦是黃銅制成的，長55厘米，寬11.5厘米，高4.8厘米它由10個磁盤組成每個圓盤由面板，底盤和底部齒輪組成面板的大部分位置是固定的，只有下方的銅擋板可以移動表盤直徑3.6厘米，中心刻有代表數字的漢字從左到右分別是100，000，10，000，100，2，貨幣，分，生丁，毫，代表從100，000到1/100，000的數字，外圍是從1到9的刻度

面板的頂部和底部對稱設有方孔，扇形孔A和B，銅擋板旁邊還設有扇形孔C其中，方孔用于插入撥針，扇孔A，B用于顯示已知數字，扇孔C用于顯示計算結果底盤直徑4.8厘米，可通過齒輪驅動旋轉機箱包括內外兩圈數字，都是空格到9，只顯示在扇形孔內，其他位置被面板擋住計算時，將撥針插入方孔，順時針旋轉機箱，在扇形孔A和扇形孔B中顯示兩個已知的待計算數字，將撥針插入面板四周10個小孔中的一個，順時針旋轉機箱，計算結果可以顯示在C扇區，當銅擋板向上撥時，扇形孔C顯示乘法結果，分配顯示除法的結果當計算結果超過9時，扇形孔c顯示為空白，左盤的齒輪帶動左盤的齒輪旋轉一格，使左盤對應的扇形孔c增加或減少1，即結算結果前進或后退一位磁盤計算器可以做加法，減法，乘法和除法

清廷制造的芯片計算機主要是通過納皮爾對帕斯卡計算機進行改造實現的納皮爾是英國數學家納皮爾發明的乘法工具，從明朝傳入中國Napier的計算原理是格乘法，即將兩個奇數的乘法結果放入一個格中，然后將所有格的結果相加并匯總Napier由10根木條組成，每根木條上都刻有數字除了右邊第一根木條是固定的，其他木條可以根據需要調整或拼接乘法時，每個網格的結果不超過乘法表的最大值，每個網格的值寫在網格對角線的兩邊沿著對角線將每個網格的計算結果相加即可得到總結果以4259為例說明:首先選擇4，2，5，9對應的芯片，然后分別相乘得到36，18，45然后把每個格子里的數字沿對角線相加，進位9，即5，4 8，1 6 1和3就可以得到3825的結果芯片計算機不僅可以進行加減乘除運算，還可以進行平方，立方，平方計算

故宮博物院的一臺紙芯片電腦長17厘米，寬9厘米，高5厘米其主要結構包括韓國紙屑，銅軸，齒輪和按鍵銅軸有10對，每對都可以進行一位數的計算，所以電腦可以進行十位數的計算每對銅軸上下設置，軸的一端設置有六齒齒輪，上下齒輪之間增加六齒齒輪與上下齒輪嚙合上，中，下齒輪相嚙合，使任意一個銅軸齒輪轉動后，另一個銅軸齒輪可被帶動同向轉動紙屑附著在銅軸上，所以當齒輪轉動時，一根銅軸上的紙屑被收集，另一根銅軸上的紙屑被展開，這使得紙屑在計算機上移動使用時，將鑰匙插入電腦正面的小孔中，轉動一根銅軸的齒輪，帶動兩根銅軸轉動，紙屑數量會不斷變化當每個銅軸上的紙屑旋轉到已知數量時，可以根據納皮爾芯片計數法讀出相應的結果

清代故宮博物院收藏的皇家電腦，不僅是中國古代技藝精湛的工匠智慧的結晶，也是外國傳教士的貢獻，因此是東西方科學文化交流的產物而且，它們對于研究中國古代數學，機械制造等相關學科的發展歷史也具有重要的參考價值