ヴィルヘルム・シッカード

ヴィルヘルム・シッカード（1592年4月22日 - 1635年10月24日）は、ヘブライ語と天文学のドイツ人教授であり、ヨハネス・ケプラーの伝記作家であるフランツ・ハマー（マックス・カスパルとともに）が、パスカルの計算機が一般に公開される20年前に作られた計算時計の図面が、1623年と1624年にシッカードがヨハネス・ケプラーに書いた2通の未知の手紙の中に発見されたと主張して、20世紀後半に有名になった。^{[1] [2]}

ハマーは、これらの文字が300年間失われていたため、その間ずっと ブレーズ・パスカルは^[3]機械式計算機の誤った発明者^[4]と呼ばれ称賛されてきたと主張した。

綿密な調査の結果、シッカードの図面は1718年以降、少なくとも1世紀に1度は出版されていたこと、^[5]彼の機械は完成しておらず、追加の車輪とバネが必要であったこと、^[6]そして、時計の計算に使用すると適切に機能しない単一の歯の搬送機構を中心に設計されていたことが判明しました。^{[7] [8]}

シッカードの機械は、 17世紀の直接入力計算機のいくつかの設計（ブレーズ・パスカル、ティト・ブラッティーニ、サミュエル・モーランド、ルネ・グリエの設計を含む）の最初のものでした。^[9]シッカードの機械は、回転するネイピアの棒を掛け算に使う独創的なシステムと、回転するノブで操作して入力し、回転した数字のレジスタをウィンドウに表示して出力する、最初の既知の加算機の設計を統合したことで特に有名です。タトンは、シッカードの研究は機械式計算機の発展に何の影響も与えなかったと主張しています。^[10] しかし、「機械式計算機」とは何かについては議論の余地があるが、モアランドの掛け算と足し算を一緒に使った計算機、カスパル・ショットのシスチュラ、ルネ・グリエの機械算術、19世紀末のクロード・ペローのラビドロジック、そして20世紀初頭に開発されたバンベルガー・オメガなどの後の機器は、確かにシッカードが開拓した、ネイピアの棒の一種と掛け算を補助する加算機の画期的な組み合わせと同じ道をたどった。^[11]

シッカードは「コンピュータ時代の父」と呼ばれている。^[12]

シッカルトはヘレンベルクに生まれ、テュービンゲン大学で教育を受け、1609年に最初の学位であるBAを、1611年にMAを取得した。彼は1613年までテュービンゲンで神学と東洋言語を学んだ。1613年に彼はルーテル派の牧師となり、1619年にテュービンゲン大学のヘブライ語教授に任命されるまで教会での活動を続けた。

シッカードは万能科学者で、テュービンゲン大学でヘブライ語だけでなくアラム語などの聖書言語も教えた。1631年にテュービンゲン大学の天文学教授に任命された。彼の研究は幅広く、天文学、数学、測量などが含まれていた。彼は天文学上の日付を計算する機械やヘブライ語の文法を計算する機械など、多くの機械を発明した。彼は地図作成に大きな進歩をもたらし、それまでよりもはるかに正確な地図を作成した。^[13]

彼は他の技能の中でも、木版画と銅版画の彫刻家として有名でした。^[13]

ヴィルヘルム・シッカルトは1635年10月23日か24日にテュービンゲンで腺ペストで亡くなった。 ^[13] 1651年、ジョヴァンニ・リッチョーリは彼にちなんで月のクレーターをシッカルトと名付けた。

1625年、キリスト教ヘブライ学者のシッカードは、影響力のある論文「ミシュパト・ハ・メレク、ジュス・レジウム・ヘブライオルム（ヘブライ語とラテン語の両方のタイトル：王の法）」を出版し、その中でタルムードとラビの文献を使用して古代ヘブライの政治理論を分析しました。^{[14]シッカードは、}聖書が君主制を支持している と主張しています。 ^[15]

1623年と1624年に、彼はケプラーに送った2通の手紙の中で、彼が発明した「算術器械」^[16]の設計と製作について報告しているが、これは後に「計算時計」と呼ばれることになる。この機械は、算術の4つの基本機能（加算、減算、乗算、除算）のすべてを支援するように設計された。その用途の中で、シッカードは、天文表を計算するという骨の折れる作業に役立つだろうと示唆した。この機械は6桁の数字を加算および減算することができ、この容量を超えた場合はベルを鳴らして知らせる。ベースにある加算機は、主に2つの多桁の数字を加算または乗算するという困難な作業を支援するために用意された。この目的のために、回転可能なネイピアの骨の巧妙な配置が取り付けられていた。中間計算を記録するための追加の「メモリレジスタ」さえあった。シッカードは加算機が動いていることに気付いていたが、手紙にはヨハン・フィスターという時計職人に機械の完成品を作るよう依頼したことが記されていた。残念なことに、機械は未完成のまま、あるいは納品前に火災で焼失した。シッカードはすぐにプロジェクトを断念した。彼と家族は三十年戦争中の1635年に腺ペストで全滅した。^[17]

シッカードの機械は、操作者の入力の力で損傷しないように、より頑丈に作られ、したがってより重い時計ホイールを使用していました。各桁は、表示ホイール、入力ホイール、および中間ホイールを使用していました。桁上げ転送中、これらのホイールはすべて、桁上げを受け取る桁のホイールと噛み合いました。

テュービンゲン大学のコンピューター サイエンス研究所は、彼の名誉にちなんで、ヴィルヘルム シッカード情報研究所と呼ばれています。

機械式計算機の発明において誰が優先されるべきかという問題は長年続いている。シッカードの機構は年代的には先行していたが、結局使われることはなく、重大な設計上の欠陥があったようだ。パスカルの設計はそれより少し後だったが、非常にうまく機能した。^{[18] [19]}

1718年、ケプラーの初期の伝記作家であるミヒャエル・ゴットリープ・ハンシュは、計算機について記述したシッカードからの手紙を出版しており、1899年の出版物である「シュトゥットガルト物理学会報」にも彼の優先権が記されている。^[20] 1957年、ケプラーの伝記作家の一人であるフランツ・ハマーは、このこれまで知られていなかった計算機時計のシッカードの図面はパスカルの研究より20年も前のものだと発表した。

ブルーノ・フォン・フライターク・レーリングホフは1960 年にシッカードの機械のレプリカを製作しましたが、運搬機構の設計を改良する必要がありました。

このシンプルに見える装置は、実はこの原理に基づいて加算機を作ろうとする者にとって多くの問題を提起する。主な問題は、1 本の歯が中間車の歯に入り、中間車を 36 度 (10 分の 1 回転) 回転させ、歯から出なければならないが、その間、中間車自体は 36 度しか回転しないという点にある。この問題の最も基本的な解決方法は、中間車を事実上 2 つの異なる歯車 (1 つは長い歯、もう 1 つは短い歯) とし、バネ仕掛けの戻り止め (一般にクラウン アンド アンカーとして知られるギャンブル ゲームの大車輪で使用されるポインターによく似ている) を付けて、歯車が特定の場所でのみ停止できるようにするというものである。 シッカードがこの機構を使用したかどうかは不明だが、フォン フライターク ロリンホフが作成した複製では確かにうまく機能している。

— マイケル・R・ウィリアムズ^[6]、コンピューティング技術の歴史、IEEE (1997)

パスカルの発明はほぼ間違いなく独立しており、「パスカルはシッカードの機械を知らなかったことはほぼ確実」である。^[21]パスカルは、1歯の歯車は数桁の桁上げにしか適さないことに気付いた。桁数が多いと、長い桁上げを伝達するために必要な力によって、そのような歯車は損傷を受けるだろう。^[7]

2 つのマシンは本質的に異なっており、パスカルのマシンは主に加算用に設計され、(補数を使用して) 減算用に設計されていました。シカードの設計の加算機は、あまりに多くのダイヤル間で繰り上がりが必要な場合など、まれに動作が停止した可能性がありますが、入力ダイヤルの動きを逆にすることで、スムーズに減算を行うことができました。これはパスカリンでは不可能なことでした。(レプリカを使った実験では、たとえば 3 つ以上のダイヤル間で繰り上がりを行おうとして動作が停止した場合、操作者にはそれが明らかであり、操作者は介入して追加の繰り上がりを実行できるようにマシンを支援できることが示されています。これはパスカリンほど効率的ではありませんが、致命的な欠陥ではありません。) シカードの加算機には、出力が使用可能なダイヤルに対して大きすぎる場合に音声警告を出す機能もあります。これはパスカリンには備わっていませんでした。

パスカルは、最初は父親が使用するために、後には商品化するために、スムーズに機能する加算機を作ろうとしたが、シッカードの設計における加算機は、乗算を支援するために導入されたようである（ネイピアの棒を使用した部分積の計算を通じて、このプロセスは除算を支援するためにも使用できる）。

• Ignis versicolor e coelo sereno delapsus、et Tubingae spectatus anno Christi 1623 (ラテン語)。テュービンゲン: テオドリクス・ヴェルリン。 1623年。

• オコナー、ジョン J.、ロバートソン、エドマンド F.、「ヴィルヘルム・シッカード」、マクチューター数学史アーカイブ、セント・アンドリュース大学
• Schickard 1623 - 最初の機械式計算機- 1623 年の Schickard 計算機の設計と使用法に関する情報