تاریخ ماشین حساب و کامپیوتر

 

کامپیوتر؛ انقلاب بزرگ در تاریخ تکنولوژی بشر

 سرگذشت ماشین‌های حساب و کامپیوترها

می‌توان گفت که اختراع کامپیوتر یکی از بزرگترین دستاوردهای تکنولوژی بشریت است. کامپیوتر را می‌توان در ردیف استفاده از آتش، چرخ، و کاربرد الکتریسیته دانست. این پیشرفت‌ها، نیروهای طبیعی را مهار کرد اما کامپیوتر هوش را به کنترل درآورد.سرعت کار بیش از % ۹۰ دانشمندان توسط کامپیوتر روز به روز افزایش می‌یابد. پیشرفت‌هایی که کامپیوترها را کنار بزند قابل تصور نیستند؛ زیرا هنوز حاصل نشده‌اند.

کامپیوترها و کنترل هوش

حتی پیش از آنکه اولین کامپیوتر ساخته شود، محدودیت‌های تئوریکی آن را می‌شناختیم. می‌دانستیم که چه چیزی را می‌تواند محاسبه کند. و حتی همچنان که اولین کامپیوتر را سرهم می‌کردند، کیفیت بالقوه قدرت آنها شناخته شده بود. کامپیوترها می‌توانستند هوش مصنوعی خود را به وجود آورند.

کامپیوترها در پیش از دوران معاصر

 

اولین کامپیوتر چرتکه بوده است. مدارک باستان‌شناسی نشان می‌دهد که در حدود چهارهزارسال پیش از میلاد مسیح از شکلی از چرتکه در چین و خاورمیانه استفاده می‌شده است.

((چرتکه)) یا abacus  واژه بابلی alaq به معنای ((خاک)) مشتق شده‌است. محققین برای این استنباط توضیح کاملا استادانه ای پیدا کرده‌اند. بر طبق یک نظریه، تمام محاسبات در ابتدا بر روی خاک انجام می‌گرفت بنابراین خاک، نامی شد برای هرگونه محاسبه.

آیا چرتکه یک کامپیوتر است؟

آشکارا چرتکه مطلقا یک کامپیوتر نیست. محاسبه واقعی توسط به کارگیرنده چرتکه انجام می‌شود که برنامه(مهارت ریاضی لازم) را باید در سرش داشته باشد.

چرتکه چه کامپیوتر باشد چه نباشد، برنامه انسانی آن بطور مطمئن در سراسر اروپا و آسیا تا قرون وسطی برای محاسبه به کار گرفته می‌شده است. سپس مفهوم صفر وارد ریاضیات شد که برای محاسباتی که با چرتکه انجام می‌شد مشکلاتی را پیش آورد. در نتیجه ریاضی‌دانان بزرگ به سرعت از این وسیله کودکانه دوری جستند. با این وجود تا قرن‌ها پس از آن، از چرتکه به عنوان ماشین حساب و خیلی چیزهای دیگر استفاده شد. درواقع تا همین امروز هم چرتکه نقش عمده ای را در اقتصاد محلی بخش‌هایی از آسیای مرکزی و روسیه بازی می‌کند.

تاریخچه ماشین های حسابگر

تاریخ اولین ماشین‌های حسابگر هنوز هم نامعلوم است. در سال ۱۹۰۰ غواصان یونانی در نزدیکی جزیره‌ای در دریای اژه یک کشتی شکسته مربوط به سال اول پیش از میلاد را پیدا کردند. در میان مجسمه‌ها و کوزه‌های شکسته قطعاتی از برنز زنگ زده‌ای را پیدا کردند که به نظر می‌رسید بخشی از یک ماشین حساب باشد. ۵۰ سال پس از این واقعه پژوهشگران توانستند بفهمند که چگونه این قطعات را به هم بچسبانند و یک مدل قابل استفاده بسازند. معلوم شد که این مدل یک نوع ماشین محاسبه ستاره‌شناسی است که درست مانند یک کامپیوتر آنالوگ امروزین کار می‌کرده است.

کشف حیرت انگیز

آنچه که این کشف را حیرت‌انگیز می‌کند این است که وسیله ای بی‌نظیر است. چیزی که کمترین شباهتی با آن داشته باشد هیچگاه از این دوران تاریخی به دست نیامده است.

اولین ماشین حساب مکانیکی((واقعی))در سال ۱۶۲۳ توسط ویلیام شیکارد، استاد زبان عبری در دانشگاه توبینگن ساخته شد.

شیکارد تصمیم گرفت تا ماشینی برای جمع زدن بسازد. ماشین شیکارد ((ساعت محاسبه)) نام داشت. این ماشین به ستاره‌شناسان کمک می‌کرد تا جدول نجومی(موقعیت آینده خورشید، ماه و سیارات) را محاسبه کنند.

پاسکال و نقش او در پیشرفت ماشین های حساب

پیشرفت بعدی در زمینه کامپیوتر و دیجیتال توسط بلز پاسکال ریاضی‌دان فرانسوی قرن هفدهم حاصل شد که اتفاقا در سال ۱۶۲۳ میلادی به دنیا آمد که همزمان بود با سالی که شیکارد ساعت محاسبه را اختراع کرده بود. پدر پاسکال مامور مالیات دولت بود که جمع آوری وجوه نقدی برایش مشکل بود، چه برسد به اینکه گزارش لازم برای خزانه دار سلطنتی را هم تهیه کند. پسر جوان و با استعدادش برای کمک به او بر آن شد تا یک ماشین حساب بسازد.

ماشین های حساب پاسکال و مالیات

پاسکال در سن نوزده سالگی یک مدل از این ماشین را ساخت. اعداد توسط چرخ های شماره داری که با میله‌هایی به چرخ دنده هایی متصل بود به ماشین وارد می‌شد. ماشین پاسکال توانایی جمع و تفریق تا هشت رقم را داشت. این ماشین پیچیده آخرین تکنیک‌های مکانیکی موجود و گاهی فراتر از آن را به کار می گرفت. دندانه‌های این ماشین مشکلاتی را ایجاد میکرد، ولی پاسکال یک فرد بسیار دقیق بود و ادعا می‌کرد که ((بیش از ۵۰ مدل از این ماشین را که همه متفاوت بودند)) ساخته است. پاسکال نه تنها یک ریاضی‌دان بزرگ بود، بلکه بزرگترین فیلسوف مذهبی زمان خویش بود.

هفت عدد از ماشین های پاسکال هنوز در دسترس است. ماشین های پاسکال شاهکا‌رهای استادانه ای است که از اصولی استفاده می کند که هنوز هم در کامپیوترهای مکانیکی از آن ها استفاده میشود

زیگفرید لایب‌نیتس و نقش او در کامپیوترهای دیجیتال

پیشرفت مهم بعدی در کامپیوترهای دیجیتال توسط فیلسوف آلمانی زیگفرید لایب‌نیتس انجام شد.

لایب‌نیتس ماشین حساب خود را در سال ۱۶۷۳، پس از دیدن ماشین پاسکال اختراع کرد. کوشش‌های او برای اینکه ماشین را از نظر تجارتی قابل استفاده کند به جایی نرسید. با این وجود ماشین لایب‌نیتس بسیار قابل توجه بود. زیرا همانند ماشین پاسکال توسط تعدادی چرخ دنده کار میکرد. اما قادر بود کارهای بیشتری از ماشین پاسکال را انجام دهد. از همان ابتدا می‌توانست عمل ضرب را انجام دهد ( با جمع کردن‌های مکرر) اما ابزارهایی به آن افزود که می‌توانست تقسیم کند و نیز جذر اعداد را بگیرد.

لایب‌نیتس آینده درخشانی را برای ماشین‌های حساب می‌دید، اگرچه دیگر هیچگاه فرصت کوشش‌های علمی در این زمینه را پیدا نکرد، این موضوع ذهن همیشه فعال او را از فکر درباره ی ماشین‌های حساب و نقشی که ممکن است در جهان آینده بازی کنند بازنداشت.

به نظر او تمام نزاع‌های اخلاقی را می‌توان روزی توسط ماشین‌های حساب حل کرد. فقط کافی بود تا استدلال‌های مختلف را به ماشین داد و ماشین ((محاسبه می‌کرد)) که کدام استدلال قوی‌تر است. لایب‌نیتس پیش‌بینی می‌کرد که دادگاه‌های قانونی آینده به ریاست ماشین‌های حساب تشکیل می‌شود که هم نوع اتهام و هم نوع مجازات را تعیین می‌کند. چنین پیش‌بینی‌های علمی ممکن است داستان‌های ترسناک کامپیوتری را در نظر آورد، ولی لایب‌نیتس به طور متفاوتی به آن می‌نگریست. او اساسا شخص خوشبینی بود و معتقد بود که ((همه آنها سودمند است.))

ژوزف ماری ژاکارد و نقش او در پیشرفت کامپیوتر

پیشرفت مهم بعدی توسط یک فرد کاملا خارج از این تخصص انجام گرفت.

ژوزف ماری ژاکارد یک تکنسین ماشین‌های بافندگی در فرانسه بود. در اوایل قرن نوزدهم او یک ماشین بافندگی اختراع کرد. بدین ترتیب مفهوم برنامه‌نویسی برای ماشین‌ها آغاز شد. ماشین‌های او در سال ۱۸۲۰ باعث شورش‌هایی در لیون شد، زیرا کارگران بافندگی که کارشان را از دست داده بودند به کارخانه‌ها حمله کردند و بسیاری از ماشین‌های او را نابود کردند.

جورج بول و جبر بولی

ماشین‌های حساب مکانیکی پیچیده، مفهوم برنامه‌نویسی و عناصر اصلی کامپیوتر‌های مدرن ظاهر می‌شدند اما فقط یک نابغه تشخیص داد که چگونه این عناصر مجزا را می‌توان با همدیگر ترکیب کرد.

ضعف ماشین های باباژ

چارلز باباژ را عموما پدر کامپیوتر می‌شناسند. باباژ خصوصیات اساسی کامپیوترهای مدرن را تعیین کرده بود، ولی ماشین‌های او یک ضعف مهم داشت. ماشین او براساس ریاضیات اعشاری کار می کرد. این مشکل توسط کارهای یکی از هم‌عصرانش به نام جورج بول حل شد. جورج بول در سال ۱۸۱۳ متولد شد. گرچه او کاملا خودآموخته بود اما چنان استعداد فکری از خود نشان داد که در نوجوانی به استادی ریاضیات در کالج کویینز منصوب شد. بول در سال ۱۸۵۴ ((پژوهش درباره قوانین اندیشه)) را منتشر کرد که اکنون به نام جبر بولی خوانده می شود. در این پژوهش بول می گفت که منطق شکلی از ریاضیات است تا فلسفه. منطق همانند هندسه برپایه‌ی قضایای ساده‌ای بنا شده است و همانطور که حساب کارکردهای ساده‌ای نظیر جمع، ضرب و تقسیم دارد، منطق را نیز می توان به موارد ساده ای نظیر ((و))، ((یا))، و ((نه)) تقلیل داد.

اما تا این موقع پیشرفت‌های جداگانه باباژ و بول شناخته نشده بود. پیشرفت مهم بعدی توسط هرمان هولریت یک آماردان آمریکایی حاصل شد. وی یک ماشین سرشماری اختراع کرد. هنگامی که این ماشین برای سرشماری سال ۱۸۹۰ در آمریکا به کار گرفته شد، توانست تمام اطلاعات را در ظرف شش هفته پردازش کند(پردازش سرشماری قبلی سه سال طول کشیده بود.)

امروزه چه کسی راپدر علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی می دانند؟

عناصر لازم برای کامپیوترهای مدرن (از جمله کاربردهای تجاری) آنها اکنون کشف شده‌بود. آن چه که باقی مانده بود این بود که کسی بیاید و کشف کند که از این ماشین‌ها چه کارهایی بر می‌آید یا به عبارتی امکانات و محدودیت‌های تئوریکی آنها را مشخص کند. این کار توسط آلن تورینگ انجام گرفت.

امروزه آلن تورینگ را پدر علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی می‌دانند. یکی از کارهای بزرگ و قابل تحسین این نابغه ریاضی، شکستن رمز انیگما(ماشین رمزگذاری آلمان در جنگ جهانی دوم)بود که در کاهش مدت‌ زمان جنگ جهانی دوم نقش موثر و پررنگی داشت.

پی‌نوشت : اگر علاقه‌مند هستید که زندگی‌نامه آلن تورینگ را مطالعه کنید، پیشنهاد می‌شود از کتاب شش نظریه‌ای که جهان را تغییر داد استفاده کنید. یا اگر تمایل به خواندن کتاب ندارید سینمایی بازی تقلید را مشاهده کنید.

منبع : شش نظریه‌ای که جهان را تغییر داد

گردآورنده : بهزاد بلدی

سوشال مدیای اکادمی تلسی

https://telsi.co/

Telsi.co