誕生於納粹集中營裏的黑科技：科塔計算器

上世紀60-70年代的美國人，如果關注《科學美國人》或者《新科學家》雜誌，就會在一些期的廣告頁麵看到科塔計算器——一種神奇的小東西，長得好像黑椒罐。不過這個東西價格可是逆天，然後據說可以計算加減乘除，精確到7、8位。更神奇的是，這個計算器完全是機械的。如果時間往前推，科塔計算器的曆史比這個東西的構造還驚奇。

計算器現在已經簡化到幾乎沒有物理體積了，而且速度和精度都與日俱增，不過有些上了年紀的人還是能回憶起第一代可靠的電子計算器出現的時候，是如何把人類從繁瑣的簡單計算解放出來的。科學家，工程師，會計，業務員等等，可以花更多時間去考慮真正重要的東西，並且還移除了操作失誤的可能。

從17世紀四則運算方法確定下來後，很多輔助計算工具就層出不窮，比如算盤和計算尺。不過計算尺隻能精確到2、3位小數；算盤雖然能做很多運算，不過操作複雜，需要很多培訓。不過到了19世紀，精確簡單的消費性計算器來到了很多計算者的桌麵。不過這些計算器手動要時時刻刻搖動手柄，費力不說還貴，隻有大公司能負擔。另外這玩意兒還死重，“輕型機”都有整整15公斤。到了20世紀初，加入了很多新科技，比如多用途案件，馬達驅動，自動加減乘除，但是離“便攜便宜”還是差了整整三條街。

然後天上掉下個科特·赫茲斯塔克。他在1920年代的是一個機械結計算器的推銷員，經常在前奧匈帝國的銀行公司裏麵買這些幾十公斤東西，所以他就很了解這些東西先天的缺陷。要說這個科特賣計算機就買吧，他還很有抱負。他看到很多公司僅僅隻是在原來就有的機械計算器平台上加入很多電子部件，使之更快或者更精確，主要是為了更貴。為了能拯救世界，科特決定要設計出來一種小到可以放進口袋的計算器，不論是工頭，建築師，海關官員或者工程師，直接能一隻手操作，立刻知道相對精確的答案。10公斤是不行的，計算尺是不行的。

要說科塔沒背景，那是絕對不可能的。科特是維也納的“奧地利計算器”公司的繼承人，這個公司是第一個山寨美國機械計算器的奧地利企業。生於1902年的科塔一直認為他能繼承家裏的企業，所以他不但受到了銷售和管理的訓練，還學習了機械設計和製造，方便他了解這些精密儀器是怎麼生產的。這樣一來，塔克不光是一腔熱血想改變世界，對這個產業還是門兒清的。

後來10年，科特一頭紮進計算器的魔障。要縮小現有計算器的尺寸不簡單，而且如何能比算盤更好用更，功能更多，還是很需要開腦洞的。當時的就算器之所以很重，是因為機械計算器是極端密集、極端精密的，密度和一塊鐵差不多了。除此之外，轉盤和轉軸等等計算器沒辦法缺失的部件也是工業級的金屬車出來的。更加增加重量的原因是，數字的每個數位都是用自己的一套子係統和轉盤，然後為了保證精度，8到10個數位子係統都是經常的。每次算減法的時候，還要加上一個特殊的係統來逆轉之前所有的計算。種種局限導致機械繼計算器在當時的形狀下沒法兒便攜。

科塔智商高的地方在於，他一開始不糾結於計算器的內部機械構造，而是從外形開始設計。因為如果一直考慮內部，就會走入現在設計的死胡同，沒有辦法突破。他想到，如果是圓柱體，那麼一隻手就能掌握，案件和控製鍵在頂部和底部都能安裝，側邊加上數字的選擇器。最好能讓用戶選擇，是把答案現實到頂部還是底部，更多樣。

不過他很快就遇到問題，按照原來的方法設計，無論如何也繞不過減法計算需要的另一套子係統。這問題困擾了他幾年，直到1937年，科特才有突破。與其設計出能加減的機器，不如設計出隻能做加法的，然後用一種加法組合算法算減法就好了。具體來說是這樣的：要計算A-B，首先設置一個最高數，比如999。A+C=999，C可以在機械計算器上自動找到，然後用C+B=D。E+D=999，E就是A-B的答案。舉個例子，計算872-218：872距離999是127，用127+218 = 345，345距離999是654，最終答案就是654。雖然在算法上繞了圈子，但是取消了第二套子係統，計算器的整體可以變的很小。

在整體尺寸上，科特為了能不用數字盤這種體型巨大且笨重還需要精密加工的東西，他設計了一個分步器，分步器上麵有一列列的槽，用來表示不同的數字。差不多到這裏科塔計算器的總體設計可以說完成了。1938年，科特申請了專利，還用塑料做了一些簡單的樣機來演示裏麵的內部構造。

但是科特能做的工作也就這些。這年是1938年，3月的時候發生了奧德合並，納粹德國一紙條約就把奧地利並入自己的領土。這對科特是一個大問題，因為他的父親，原計算器廠掌櫃，是猶太人，而納粹又不允許猶太人掌握生意。為了保證自家廠，科特把廠長的位子給了他媽，一個奧地利新教徒，自己做了經理。

不過到了二戰爆發，他的工廠被迅速征集生產軍用精密儀器，計算器生意被迫中止。事情還沒到最糟，1943年，科特被莫須有的罪名指控，送到了臭名昭著的Buchenwald集中營。這個集中營是主要的V2火箭生產基地，很多猶太還有外國工程師都被各種各樣的罪名指控送到這裏，有些還是馮·布勞恩親自挑選的。這個集中營的環境非常惡劣，強勞力隨時導致死亡，食物自然也是不夠，而且駐軍都是黨衛軍。

科特畢竟還是有能力的，他能通過各種方法增加機器效率，所以髒活累活就不用幹了。不過之前是最大計算器廠的一把手，現在還在生產V2火箭的集中營，他還冒著被德國方麵專家認出來的危險。有一次，科特被叫到去給幾個德國工業頭頭演示自己修改的車床，他發現其中有個頭頭一直在看著他，他覺得大事不好。等參觀完第四台機器，這個頭頭走到他麵前，繞著他看了幾圈，低聲問道：“你是赫茲斯塔克？”科特回到：“是。”那個人說，我是瓦爾特。

順帶說一下，瓦爾特，就是那個做手槍的瓦爾特，二戰時還做過機械計算器，所以和科特有過交流。瓦爾特接著在科特旁邊的一台車床上留下一盒香煙，然後就走了。之後黨衛軍知道了科特在設計一個劃時代的計算器，於是開放了科特的權限，讓他能在集中營裏繼續研究計算器的製作，並且保證，事成之後，如果戰爭勝利，就可以把科特入籍成雅利安人。

能不能成雅利安籍先不說，黨衛軍的保證一直很飄忽，不過畢竟身負重任，暫時還死不了。科特也賣力，在戰爭後期一直在圖紙上改進他的設計。1945年後，他在魏瑪金屬工廠製造出了三個樣機。為了防止這種儀器落入進軍的蘇聯人手中，他把三個儀器拆散，藏在行李箱裏，然後賄賂一個火車司機把他帶回了奧地利。

最終量產型的科塔計算器被譽為“胡椒罐”或者“數學手雷”，因為這兩個東西也是一手握住，一手操控的。科塔計算器的側邊是一係列滑鈕，用來設置輸入數字，位於頂部的數字盤顯示計算結果。計算過程是這樣的：拉動上邊的環，把輸入清零，輸入第一個數字後，轉動手柄，把第一個數字放入內置內存，然後輸入第二個數字，再轉動手柄，頂部就顯示答案了。

減法計算前半部和加法一樣，清零，輸入，轉動，再輸入，之後把手柄往上拉動，再轉一圈，就出來結果了。乘法比較累，輸入被乘數，然後轉動手柄，手柄轉動的圈數就是相乘的數字。如果乘數數字很大，有一個滑鈕來增加數位。除法就比較麻煩了，小編也不知道。想想這些機械的東西能不用電池還計算7、8位的數字，也是很驚奇的。

1949年，科塔計算器正式進入全球市場，售價125美元，主要通過郵購。一出現，科塔計算器就在工程師，會計，技術員之間中流傳。在20年來一共有15萬台科塔計算器被製造出來。這種計算器看起來很簡單，不過異常堅固耐用，大部分維修報告都是由於用戶好奇把計算器拆開，結果裝不回去了。

相信各位看官到現在也知道這些機械計算器的結局是什麼了。科塔計算器專利在1966年被賣給瑞士公司希爾提，希爾提在1972年結束了科塔計算器的生產，因為早期的電子計算器已經在市場上了。不過介於科塔計算器之前的名聲，到現在為止還是有很多科塔的死忠粉，他們都成立了自己的流行文化。二手的計算器在美國有些地方可以賣1900美元，有一些發布手冊教大家怎麼拆裝計算器，也有一些技術宅用3D建模重現了科塔計算器的運作，比如這個YACS。

電子技術的發展使機械計算器早早夭折，連科特創始人都說科塔計算器還有99%的潛力沒有開發。現對於電子計算器的簡便，機械計算器所承載的工程設計和精密製造今天也許很難被人充分理解。過去的計算器，融匯的是工程師們的智慧和製表師的精巧，就算不能用，放在那裏也是一座實在的紀念。科塔計算器代表的不但是機械結構的頂端，更是說明在人類最黑暗的時刻，人們對於機械的共同尊重也能製造出這如此的珍寶。

原文發布時間為：2016-10-29

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