3D打印還原集中營(yíng)里的數(shù)學(xué)手雷—科塔計(jì)算器

當(dāng)年的雜志廣告，要價(jià)125美元哦

上個(gè)世紀(jì)中葉的美國(guó)人，如果關(guān)注了《科學(xué)美國(guó)人》或者《新科學(xué)家》雜志，就會(huì)在一些期的廣告頁(yè)面看到科塔計(jì)算器——一種神奇的小東西，長(zhǎng)得好像黑胡椒罐。不過(guò)這個(gè)東西價(jià)格可是逆天，當(dāng)年要125美元。

現(xiàn)代收藏品

它誕生在著名的納粹集中營(yíng)里，在戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，它才被完善，雖然它的發(fā)明人說(shuō)它還有99%的功能沒(méi)有被開發(fā)，它是第一臺(tái)能夠用手拿著的精確計(jì)算器，它可以幫你計(jì)算加減乘除，甚至計(jì)算平方根。與功能類似是計(jì)算尺不同，它可以精確到小數(shù)點(diǎn)后至少11位。更神奇的是，這個(gè)計(jì)算器完全是機(jī)械的。

一個(gè)比較典型的計(jì)算尺

計(jì)算器現(xiàn)在已經(jīng)簡(jiǎn)化到幾乎沒(méi)有物理體積了，而且速度和精度都與日俱增，不過(guò)有些上了年紀(jì)的人還是能回憶起第一代可靠的電子計(jì)算器出現(xiàn)的時(shí)候，是如何把人類從繁瑣的簡(jiǎn)單計(jì)算解放出來(lái)的�？茖W(xué)家，工程師，會(huì)計(jì)，業(yè)務(wù)員等等，可以花更多時(shí)間去考慮真正重要的東西，并且還排除了操作失誤的可能。

算盤珠子——撥一撥動(dòng)一動(dòng)

從17世紀(jì)加減乘除四則運(yùn)算方法確定下來(lái)后，很多輔助計(jì)算工具就層出不窮，比如算盤和計(jì)算尺。不過(guò)計(jì)算尺只能精確到2、3位小數(shù)；算盤雖然能做很多運(yùn)算，不過(guò)操作復(fù)雜，需要很多培訓(xùn)。不過(guò)到了19世紀(jì)，精確簡(jiǎn)單的消費(fèi)性計(jì)算器來(lái)到了很多計(jì)算者的桌面。不過(guò)這些計(jì)算器手動(dòng)要時(shí)時(shí)刻刻搖動(dòng)手柄，費(fèi)力不說(shuō)還貴，只有大公司能負(fù)擔(dān)。另外這玩意兒還死重，“輕型機(jī)”都有整整15公斤。到了20世紀(jì)初，加入了很多新科技，比如多用途案件，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)加減乘除，但是離“便攜便宜”還是差了整整三條街。

Brunsviga手搖計(jì)算機(jī)

科特·赫茲斯塔克，他在上個(gè)世紀(jì)20年代的是一個(gè)機(jī)械結(jié)計(jì)算器的推銷員，經(jīng)常在前奧匈帝國(guó)的銀行公司里面賣這些幾十公斤東西，所以他就很了解這些東西先天的缺陷。要說(shuō)這個(gè)科特賣計(jì)算機(jī)賣就賣吧，他還很有抱負(fù)。他看到很多公司僅僅只是在原來(lái)就有的機(jī)械計(jì)算器平臺(tái)上加入很多電子部件，使之更快或者更精確，當(dāng)然主要是為了更貴。為了能拯救世界，他決定要設(shè)計(jì)出來(lái)一種小到可以放進(jìn)口袋的計(jì)算器，不論是工頭，建筑師，海關(guān)官員或者工程師，直接能一只手操作，立刻知道相對(duì)精確的答案。10公斤是不行的，計(jì)算尺也是不行的。

科特·赫茲斯塔克

要說(shuō)科塔沒(méi)背景，那是絕對(duì)不可能的。科特是維也納的“奧地利計(jì)算器”公司的繼承人，這個(gè)公司是第一個(gè)山寨美國(guó)機(jī)械計(jì)算器的奧地利企業(yè)。生于1902年的科塔一直認(rèn)為他能繼承家里的企業(yè)，所以他不但受到了銷售和管理的訓(xùn)練，還學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)和制造，方便他了解這些精密儀器是怎么生產(chǎn)的。這樣一來(lái)，科特不光是一腔熱血想改變世界，對(duì)這個(gè)產(chǎn)業(yè)還是門兒清的。

I型早期型（金屬搖把和儲(chǔ)罐）

后來(lái)10年，科特一頭扎進(jìn)計(jì)算器的魔障。要縮小現(xiàn)有計(jì)算器的尺寸不簡(jiǎn)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(dāng)時(shí)的就算器之所以很重，是因?yàn)闄C(jī)械計(jì)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(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸等等計(jì)算器沒(méi)辦法缺失的部件也是工業(yè)級(jí)的金屬車出來(lái)的。更加增加重量的原因是，數(shù)字的每個(gè)數(shù)位都是用自己的一套子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)盤，然后為了保證精度，8到10個(gè)數(shù)位子系統(tǒng)都是經(jīng)常的。每次算減法的時(shí)候，還要加上一個(gè)特殊的系統(tǒng)來(lái)逆轉(zhuǎn)之前所有的計(jì)算。種種局限導(dǎo)致機(jī)械繼計(jì)算器在當(dāng)時(shí)的形狀下沒(méi)法便攜。

科塔智商高的地方在于，他一開始就不糾結(jié)于計(jì)算器的內(nèi)部機(jī)械構(gòu)造，而是從外形開始設(shè)計(jì)。因?yàn)槿绻�一直考慮內(nèi)部，就會(huì)走入現(xiàn)在設(shè)計(jì)的死胡同，沒(méi)有辦法突破。他想到，如果是圓柱體，那么一只手就能掌握，案件和控制鍵在頂部和底部都能安裝，側(cè)邊加上數(shù)字的選擇器。最好能讓用戶選擇，是把答案現(xiàn)實(shí)到頂部還是底部，更多樣。

計(jì)算器的部分使用說(shuō)明

在整體尺寸上，庫(kù)特為了不用數(shù)字盤這種體型巨大且笨重還需要精密加工的東西，他設(shè)計(jì)了一個(gè)分步器，分步器上面有一列列的槽，用來(lái)表示不同的數(shù)字。差不多到這里科塔計(jì)算器的總體設(shè)計(jì)可以說(shuō)完成了。1938年，庫(kù)特申請(qǐng)了專利，還用塑料做了一些簡(jiǎn)單的樣機(jī)來(lái)演示里面的內(nèi)部構(gòu)造。

科特設(shè)計(jì)的分步器

但是科特能做的工作也就這些。1938年3月，納粹德國(guó)一紙條約就把奧地利并入自己的領(lǐng)土。這對(duì)他是一個(gè)大麻煩，因?yàn)樗�的父親是猶太人，納粹不允許猶太人掌握生意。為了保護(hù)自家生意，科特把廠長(zhǎng)的位子讓給了母親，一個(gè)奧地利新教徒，自己做了經(jīng)理。二戰(zhàn)爆發(fā)，他的工廠被迅速征集生產(chǎn)軍用精密儀器，計(jì)算器生意被迫中止。事情還沒(méi)到最糟，1943年，科特被莫須有的罪名指控，送到了臭名昭著的布痕瓦爾德（Buchenwald）集中營(yíng)。

布痕瓦爾德集中營(yíng)（德語(yǔ)：Konzentrationslager Buchenwald）

這個(gè)集中營(yíng)主要是V2火箭的生產(chǎn)基地，很多猶太人還有外國(guó)工程師都因各種各樣的罪名送到這里，有些還是馮·布勞恩親自挑選的。這個(gè)集中營(yíng)的環(huán)境非常惡劣，高強(qiáng)度的勞動(dòng)隨時(shí)導(dǎo)致死亡，食物不夠，而且駐軍都是黨衛(wèi)軍�？铺禺吘惯�是有能力的，他能通過(guò)各種方法增加機(jī)器效率，所以臟活累活就不用干。不過(guò)曾經(jīng)作為奧地利最大計(jì)算器廠的一把手，現(xiàn)在還在生產(chǎn)V2火箭的集中營(yíng)，他冒著被德國(guó)方面專家認(rèn)出來(lái)的巨大危險(xiǎn)。

它們是被拆開帶回奧地利的

有一次，科特被叫去給幾個(gè)德國(guó)工業(yè)頭頭演示改進(jìn)的車床，他發(fā)現(xiàn)其中有個(gè)頭頭一直在看他，他覺(jué)得大事不好。等參觀完第四臺(tái)機(jī)器，這個(gè)頭頭走到他面前，繞著他看了幾圈，低聲問(wèn)道：“你是赫茲斯塔克？”科特回到：“是�！蹦莻�(gè)人說(shuō)：“我是瓦爾特�！蓖郀柼�，就是那個(gè)做gun的瓦爾特（瓦爾特PPgun的發(fā)明人），二戰(zhàn)時(shí)還做過(guò)機(jī)械計(jì)算器，所以和科特有過(guò)交流。之后黨衛(wèi)軍知道了科特在設(shè)計(jì)一個(gè)劃時(shí)代的計(jì)算器，于是開放了科特的權(quán)限，讓他能在集中營(yíng)里繼續(xù)，并保證事成之后，如果戰(zhàn)爭(zhēng)勝利，就可以把科特入籍成雅利安人。

三臺(tái)原型機(jī)

科特能不能成雅利安籍先不說(shuō)，黨衛(wèi)軍的保證一直很飄忽，不過(guò)畢竟身負(fù)重任，暫時(shí)還死不了。1945年后，他在魏瑪金屬工廠造出了三個(gè)樣機(jī)。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，他帶著三個(gè)樣機(jī)回到逃回了奧地利。一回到奧地利，科特就開始尋找他的投資人。最終列支敦士登公國(guó)的王子表示了興趣，于是科特在列支敦士登公國(guó)成立了他的公司（Contina AG Mauren）生產(chǎn)他的科塔計(jì)算器。公司一成立，科特就建議把他的專利轉(zhuǎn)到公司的名下，結(jié)果他的建議受到了投資人的否決。投資人怕出現(xiàn)專利糾紛而影響到公司。沒(méi)過(guò)多久，科特的投資人認(rèn)為他們從科特哪里得到了所有東西，就把科特從公司轟了出來(lái)。但他們忘了專利還在科特手里，結(jié)果只能再和科特談判。直到71年科塔計(jì)算器停產(chǎn)，Contina公司一直向科特繳納專利費(fèi)，但是像大多數(shù)發(fā)明家一樣，科特只得到了收益的很小一部分。

底部的銘文，產(chǎn)地：列支敦士登公國(guó)

科塔計(jì)算器一經(jīng)推出就備受推崇。最終量產(chǎn)型的科塔計(jì)算器被譽(yù)為“胡椒罐”或者“數(shù)學(xué)手雷”，因?yàn)檫@兩個(gè)東西也是一手握住，一手操控的。由于其全功能、小巧玲瓏、操作方便，結(jié)實(shí)耐操，尤其受到需要野外作業(yè)的工程師和飛行員的歡迎。科塔計(jì)算器是當(dāng)時(shí)唯一一種全功能（可以非常方便地加減乘除）的手持計(jì)算器。直到80年代，越野賽車手們還在使用科特計(jì)算路程和油耗，當(dāng)時(shí)的電子計(jì)算器經(jīng)不住越野賽車的折騰�？铺赜�(jì)算器有兩型，I型和II型。I型有8位輸入，11位輸出和6位計(jì)數(shù)器。1954年推出的II型有11位輸入，15位輸出和8位計(jì)數(shù)�？扑�計(jì)算器I型當(dāng)時(shí)要賣120美元，相當(dāng)于2016年的一千美元左右�？扑�計(jì)算器從47年生產(chǎn)到71年兩型共生產(chǎn)了14萬(wàn)臺(tái)（8萬(wàn)I型和6萬(wàn)II型）�，F(xiàn)在科塔計(jì)算器可以說(shuō)是一個(gè)傳奇，擁有眾多粉絲和收藏者；還有一大堆社團(tuán)從事研究、收藏甚至復(fù)制活動(dòng)。

電子技術(shù)的發(fā)展使機(jī)械計(jì)算器早早夭折，連創(chuàng)始人科特都說(shuō)科塔計(jì)算器還有99%的潛力沒(méi)有開發(fā)�，F(xiàn)對(duì)于電子計(jì)算器的簡(jiǎn)便，機(jī)械計(jì)算器所承載的工程設(shè)計(jì)和精密制造今天也許很難被人充分理解。過(guò)去的計(jì)算器，融匯的是工程師們的智慧和制表師的精巧，就算不能用，放在那里也是一座實(shí)在的紀(jì)念�？扑�計(jì)算器代表的不但是機(jī)械結(jié)構(gòu)的頂端，更是說(shuō)明在人類最黑暗的時(shí)刻，人們對(duì)于機(jī)械的共同尊重也能制造出這如此的珍寶。

從1949年開始，到1972年停產(chǎn)，期間一共生產(chǎn)了15萬(wàn)臺(tái)科塔計(jì)算器。這種計(jì)算器看起來(lái)很簡(jiǎn)單，不過(guò)異常堅(jiān)固耐用，大部分維修報(bào)告都是由于用戶好奇把計(jì)算器拆開，結(jié)果裝不回去了，有人說(shuō)它是機(jī)械計(jì)算器的巔峰�，F(xiàn)在就有人利用3D建模3D打印技術(shù)來(lái)復(fù)刻這臺(tái)神奇的計(jì)算器，雖然它變大了好幾圈，但是我們?nèi)匀豢梢砸欢盟��?dāng)年的風(fēng)彩。

計(jì)算機(jī)3D建模

3D打印組裝

上色之后還是很不錯(cuò)的

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