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在智能手机和电子计算器出现之前,人们长期使用纯机械结构的计算工具,CURTA就是其中设计最完备的便携计算器。

它诞生于二战的纷飞战火,曾经被大量使用在需要快速计算的场合,直到1972年才停产。之后也一直没有被成功复制过。

今天就来讲讲这枚迷人的精密机械背后的故事:

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在电子计算器出现之前长达30年的岁月里,CURTA 都一直代表着机械便携计算器领域的最高水准。

对于很多人而言,计算简直是每天工作的一部分。也许你的办公桌上摆着一台有液晶板、廉价又方便的计算器;也许你像我一样,只用手机里的计算机来完成日常的一些计算工作。但在智能手机、电子计算器之前,人们长期使用的计算工具却是纯机械结构的。

今天来讲一个充满传奇经历的机械计算装置:CURTA计算器。

原型机:粒粒普特(Liliput)

故事要从二战时,战火纷飞的欧洲开始讲起——

1943年的一天,布痕瓦尔德集中营里又关进来一位犹太人,他四十一岁,名叫科特·赫兹塔克(Curt Hertzstark),他出身于奥地利犹太家庭,父亲经营着一家机械制造公司,本住在维也纳城边,生活乐无边。他本想做一番自己的事业。从1938年开始,在父亲公司做技术经理的赫兹塔克,就致力于设计制造一种轻便、精巧的机械计算器。

他首先发明了用单塔筒阶式鼓轮( Single stepped drum ),来代替多层塔筒的机械设计——这种设计的好处在于,不仅可以使用“九补码” ( nines' complement )来实现减法或除法,并且可以简化机械计算器的结构设计,让它更加轻盈便携,使用方便。

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上图中是一部1910年制造的早期加法机,它的每个数字旁都有它相应的九补码。

“九补码”的原理是,如果我们希望进行减法运算:A-B,就用9减去B的每一位,得到b,再加上A,去掉最高位后加1得出差值。比方说,要计算788 139减去4 890,首先找出004 890的九补码,即:995 109。然后将788 139与995 109相加,得到1 783 248。去掉最高数位得到783 248,最后加上1得出答案:783 249。好吧我知道你没有认真在算啦,不过今天的计算机,也在电路当中使用着同样的技术。

正像中学历史课本里写的那样,1938年3月,德国纳粹迅速兼并了奥地利,从此揭开了人类的灰暗历史。在维也纳,纳粹找上门来,征用了赫兹塔克父亲的机械制造公司,来为德军研制军用机械。赫兹塔克的家族产业由此被迫转向,而他的构想,也只能一直停留在专利、图纸和一些原型验证机上。他把原型机命名为“粒粒普特(Liliput)”,顺便说一句,这个词是小说《格列佛游记》中,小人国的名字。

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这一枚“粒粒普特”现在是在列支敦士登的机械博物馆里的,市面上已经非常罕见。历经战火和岁月,这些八十年前的老物件的每一个零件,都是由手工精湛的钟表匠和机械师手工制造而成。

首批量产:CURTA Type I

话说,赫兹塔克被投入集中营,身后的牢门就沉重地关上了。你要是喜欢穿越的话,我建议千万不要尝试纳粹集中营,这种地方你不要去。集中营糟糕的饮食和起居环境,繁重的体力劳动,让赫兹塔克的身体状况不断恶化,差点挂掉。

不过没过多久,他的才华就被德国人所知,因为他的一位最佳损友怀着不知道是什么的奇怪动机,告诉纳粹说这人是个天才,你们要对他好一点。于是乎,他又被押到了集中营的工厂里,给希特勒研发袖珍机械计算器,以便在德国人臆想出来的胜利日来向元首献礼。

现在回头看来,赫兹塔克是无比幸运的,工厂里相对宽松的环境,让赫兹塔克身体渐渐恢复,也让他可以专注于思考,而且,能让他在战争中幸存下来。

1945年4月11日,此君还在假模假样继续画图纸,顺便消极怠工,却发现北边开来几辆吉普车——哈,原来是盟军打到了这里。美国大兵顺手解放了这个布痕瓦尔德集中营,一位军官看了看赫兹塔克说,行了,你走吧。

没过多久,第二次世界大战在欧陆战场结束,他凭借着对机械的天才记忆力,把头脑中的蓝图画了出来,随后找来一些机械大牛和老练工匠来征询意见,这些人看后,纷纷觉得已经十分完善了,应该可以很快做出来并且顺利运转。

果然,两个月之后,三台计算器被制造了出来。赫兹塔克将多年来的构想,变为了现实。

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赫兹塔克设计 CURTA 的思考路径和此前的机械设计师不同,用今天的眼光来看,倒像一名优秀的产品经理。

CURTA 的用户体验非常好——人们可以单手操作它,所以大大延展了它的使用场景;尽管它的精密程度绝不低于手表,但非常坚固耐用。从原型机也可以看出,CURTA 的外形没有太大的变化,并且和当时大多数机械计算器相比,小巧很多。

CURTA Type I 型的生产最后放在了列支敦士登,原因蛮复杂的,过程也比较艰辛。

首先,重建父亲公司希望渺茫,而刚刚离开集中营的赫兹塔克,不希望自己再度落入极权主义的虎口,因此没有留在德国东部。同时,他的弟弟恩斯特也在四处寻求厂址、到处拉投资,并且开始了和瑞士的Jost 公司的谈判,这家公司的主要业务是生产打字机和机械计算器。

瑞士是不错的选择,素有“钟表王国”的美誉,而且还有巧克力吃。在阿尔卑斯北麓,从苏黎世一直延伸到列支敦士登、慕尼黑一线,打个今天的比方,就是机械时代的硅谷。这里汇集着全世界天才设计师和能工巧匠们的智慧,是赫兹塔克比较中意的创业宝地。

事情早期进展非常缓慢,转机缘于一位显贵的人物的关注。

有一天,赫兹塔克得到了列支敦士登公国皇室的接见,见到了王子弗朗兹·约瑟夫二世,这位王子睿智过人,直到战后重建任务艰巨,布局和战略对于这个只有41平方公里的小国意义非凡,同时认为机械技术、制造业,必将在战后重建中有所担当。

有皇室加持背景,事情自然会有飞速的进展。

赫兹塔克在列支敦士登的毛伦( Mauren )开始了创业历程,新的公司叫做康尼塔 AG(Contina AG),赫兹塔克拥有35%的股份。在此期间,他还拿到了美国专利。专利图长这样:

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我们知道,刚开始赫兹塔克给这个计算器起名叫做“粒粒普特”,然而公司其他人并不太喜欢这个名字。

1948年的巴塞尔设计博览会上,他认识了一位科技媒体从业者拉玛克思小姐,西方哪一个国家都去过的她,给了赫兹塔克一些人生的经验。她说,赫兹塔克先生制作的计算器,正如同他的女儿,所以不如干脆用“科特”对应的女性名称“科塔”来命名。赫兹塔克说那好吧,改成 CURTA。名字就这样被确定下来了。

1948年的金秋,阿尔卑斯山区迎来了最美的时节,收获的季节里,铭刻着“康尼塔”的首个 CURTA 计算器正式下线。到了产品成熟阶段,每个 CURTA 的售价是125美元。

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科特·赫兹塔克的名字和也镌刻在康尼塔公司生产 CURTA 机身上。"

科特·赫兹塔克的名字和也镌刻在康尼塔公司生产 CURTA 机身上。

CURTA 的早期型号的返修率高达 3% 。原因倒不是机械故障,是因为人们拿到这样精密的机器之后,总是非常好奇,试图拆解和观察这一枚小小的机械如何运作。

我相信各位有过类似的体会,小的时候拆钟表,装回去发现多了两个零件。

这种情况发生在自己身上时绝不是笑话。想象一下如果把你爸爸的手表拆了,你就会看见你爸爸拿着皮带缓缓走来对你说:你若安好,便是晴天,你若安不好……安不好 CURTA,就只能寄回给工厂。这种精密的玩意,只拆开简单,但要装回去,必须要使用专业工具,并且有深厚的机械技术经验。手欠的人常常大吼一声“你妹啊!”然后把一堆零件打包寄回工厂,要求重新组装,所以才造成了这么高的返修率。

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很快,康尼塔制造的 CURTA 就流传到全世界,并有了新的外号。有的人称它“胡椒磨”,因为在进行运算时,需要摇动机身顶端的摇把,这个动作让人想起吃牛排时在牛排上磨碎胡椒的过程(饿了)。

另一个外号更传神,叫做“数学手雷”。也许是因为二战刚结束,人们看到这个黑乎乎的金属圆柱体还带有拉环,自然联想到手雷——只不过它不会爆炸,而是能计算,所以是个“数学手雷”。

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迭代与进化:CURTA Type II

1954年,在CURTA Type I的基础上,赫兹塔克又研制出了它的重要迭代型号,CURTA Type II。新的CURTA 机械结构上有了很多改良,部件数量增多了近150个,达到了719个,并且尺寸、重量也大了一些。

最重要的改进是,II 型将 I 型的计算能力大幅度提高,I 型可以通过设定销来输入8位有效数字,有6位转子计数器,计算得到11位有效数字的结果;而 II 型则支持11位输入,8位转子计数器,并输出15位有效数字的结果。

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从结果的有效数字而言,比今天大多数日用电子计算器不知高到哪里去了。如果你使用iOS原生计算器,横置手机屏幕进入科学计算器界面,你会发现它的有效数字达到16位,也只不过比80年前的这个迷人机械装置多出一位数而已。

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同时,在设计上,CURTA 也堪称机械艺术登峰造极的经典。I 型适合小巧的淑女,小巧不失稳重,II 型适合型男,瑰丽阳刚,配合头层小牛皮皮套,彰显智慧绅士风采。设定销采用了不同的颜色,整机的金属质感也造就了无与伦比的精密机械感。

相信对于和我一样的机械控而言,看上一眼就会欣喜若狂——

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有爽到吗?

迟暮:无法仿制的传奇

电气时代到来,人类的机械技能树继续朝别的方向进化。更小巧的电子计算器被发明了出来,逐渐占领市场,而 CURTA 也在1972年正式停产。

在长达30年的历史中里,CURTA 是毋庸置疑的、最棒的便携机械计算器。CURTA 是机械设计和计算数学融合的制高点,甚至可以称作是机械时代的艺术品。它的功能也十分强大,II 型的计算精度达到惊人的15位,胜任四则运算,平方,立方,开平方等复杂运算,对于会计、统计类的运算也都不在话下。这一切,都要归功于那位在机械前痴迷的少年,然而岁月带给他非凡的经历,他也慢慢走向暮年。

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时光走到了八十年代,在1988年10月27日,科特·赫兹塔克在列支敦士登去世,享年86岁。

CURTA 从原型机“粒粒普特”开始,陪伴他一同走过了半个世纪。老爷子这一辈子,堪称精彩。

直到今天,全球的机械爱好者还会到处寻找 CURTA ,而且从1972年停产之后,再没有人仿制出过CURTA,所以它也是全世界收藏家寻觅的宝物。毕竟,它代表了人类机械时代的技术巅峰。

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CURTA 的操作并不算太复杂,但需要使用者认真学习来掌握使用它进行运算的操作。在转子阶式鼓轮运转时,你也可以感受齿轮转动的细腻、精密,从而为赫兹塔克的天才巧思深深折服。

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CURTA 应用非常广泛,银行老板渐渐发现审计师不用带着公文包大小的计算器,就能快速算清琐碎的、精确到美分的帐目;财务也从蓝领变成白领,因为之前大型计算器需要经常上油,容易弄脏他们的袖口,同时,CURTA 也深受商务人士和飞行员的欢迎。随身携带的计算装置,可以为他们的工作提供强有力的保障。

举个例子,从60年代一直到80年代,汽车拉力赛的工作人员都配备着 CURTA ,用以在恶劣的赛道环境中,实现稳健、便捷的计算需求。每个检查站都有使用 CURTA 的赛事人员,所以他们又被戏称为“CURTA 摇把”(CURTA Crankers)。

直到90年代,依然有些老牌汽车拉力选手和领航员还继续使用 CURTA,来计算赛程和平均速度。它可靠,无需任何能源,因此在户外可以一直使用,并且可以方便地用单手进行操作,计算过程中的操作数值都可以随时显示,进行锁定,数码表盘也很清晰,容易识别。

CURTA 在全球范围内都有大量拥趸,不仅因为它实用,可靠,还因为它精巧的设计和独特的工业美学,由内而外散发着迷人的机械质感。

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现如今,随身计算当然早已不是问题。也许 CURTA 只能在你所有电子设备都没电的时候才有用到的机会。

但 CURTA 意义非凡。它象征着技术与理性之美,超越战争的丑陋:即使经历战火和集中营,也无法摧毁天才的创造力,阻止一件传奇设计的诞生。

从这个意义上而言,CURTA 是人类意义上的情怀之作,当它历经磨难、灿烂重生时,也重建了人性光辉,并在几十年中继续帮助人类坚定前行!

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