Slide Rule History
Prologue

i den 16: e århundradet, engineering design som vi känner den idag, med sin betoning på exakta mätningar och fint beräknade toleranser, är otänkbart. Och ändå känner varje forskare, matematiker och alkemist att det finns grundläggande grundläggande matematiska relationer som ligger till grund för den naturliga världen.de främsta figurerna inom vetenskapen bidrar båda till skapandet av räknestickan och använder den i sitt arbete, inklusive Galileo, Napier, Gunter, Oughtred, Newton, Gauss, Watt, Priestley, Fulton, Fuller, Einstein, Fermi och Von Braun.

en snabb titt på de första fem av dessa män täcker skapandet och den första utvecklingen av räknestickan.

strax före räknestickan

Galileo Galilei populariserar sektorn i slutet av 16-talet. Sektorn är en graderad linjal som använder trigonometriska formler och en tjocklek för att beräkna kvadrater, kuber, reciprocals och tangenter av siffror. Galileos utformning av sektorn som ett matematiskt verktyg kan ses som det ögonblick då beräkningshjälpmedel upphör att baseras på räkning och istället utnyttjar de djupare relationerna mellan siffror. Hans uppfinning används fortfarande som navigationshjälpmedel på 20-talet … 300 år senare.John Napier utvecklar dramatiskt förståelsen av talförhållanden 1614 med sin uppfinning av logaritmer. Eftersom logaritmer är grunden för vilken räknestickan är byggd, börjar dess historia med rätta med honom. Hans tidiga koncept att förenkla matematiska beräkningar genom logaritmer möjliggör räknestickan som vi känner den idag.

kronologi för räknestickan

Napier själv bidrar med Napiers Ben 1617 och beräknar pinnar baserat på gelosia, eller gitter, multiplikationsmetod. År 1620 gör Edmund Gunter of London en rak logaritmisk skala och utför multiplikation och delning på den med hjälp av en uppsättning avdelare eller bromsok.

omkring 1622 William Oughtred, en anglikansk minister … idag erkänd som uppfinnaren av räknestickan … placerar två sådana skalor sida vid sida och glider dem för att läsa avståndsförhållandena och därmed multiplicera och dela direkt. Han utvecklar också en cirkulär räknesticka.i 1675 Sir Isaac Newton löser kubiska ekvationer med tre parallella logaritmiska skalor och gör det första förslaget mot användning av markören.1677, två år efter att Newton uppfann markören, fulländar Henry Coggeshall träets och snickarens styre. Newtons markör misslyckas med att fånga på den tiden. Coggeshall-regeln förblir i vanligt bruk 200 år senare. Hans design och dess standardisering flyttar räknestickan från ett verktyg för matematisk undersökning till specialiserade applikationer. Från och med 1683 populariserar Thomas Everard mätregeln, som används för att bestämma innehållet i öl -, vin-och spritfat och för att beräkna punktskatten därpå. Denna design, först skapad av William Oughtred 1633, ser utbredd användning långt in i 19th century.

1722 John Warner, en London instrumenthandlare, använder kvadrat och kub scales.By 1790 James Boulton och James Watt modifierar räknestickor för att förbättra deras noggrannhet och användbarhet. Genom 1799 deras Soho räknesticka bidrar till att inleda den industriella revolutionen. Det underlättar design och tillverkning av deras seminal maskin, ångmaskinen.

1815 Peter Roget, en engelsk läkare (och författaren till Roget ’ s Thesaurus), uppfinner en loggloggskala, som han använder för att beräkna rötter och krafter till valfritt antal eller bråkdel därav. Det betraktas då som en matematisk nyfikenhet. Femtio år senare, framsteg inom elektroteknik, termodynamik, dynamik och statik, och industriell kemi gör dessa skalor så nödvändiga att de återupptäcks. Under de kommande femtio åren ökar de från tre, till sex, till åtta skalor på räknestickan, som engineering utökar sitt grepp om modern beräkning. 1851 standardiserar en fransk artilleriofficer vid namn Amedee Mannheim en uppsättning av fyra skalor för de vanligaste beräkningsproblemen. De fyra skalorna inkluderar två dubbellängder, med namnet a & B, för kvadrater och kvadratrötter… och två singellängder, C & D, för multiplikation och division. Denna skala set blir grunden för räknesticka design för de kommande 100 åren och bär hans namn idag. Hans design och användning av en markör påskyndar den eventuella utbredda acceptansen av denna funktion.

tidigt på 19-talet de första räknestickor kommer i bruk i USA. Ex-president Thomas Jefferson har en, och Joseph Priestley erkänner sina fördelar i sitt kemiarbete, vilket inkluderar upptäckten av syre.

år 1870 producerar Tyskland två jättar i bildregelvärlden, Dennert och Pape (tillverkare av Aristo) och Faber (senare Faber-Castell). Dennert-och Pape-bidragen från” engine divided ” (graverade) skalor och den stabila avsättningen av celluloid på trä är revolutionerande.

räknestickan betydelse för den industriella revolutionen, och effekterna av den industriella revolutionen på räknestickan, demonstreras av spridningen av mönster. Från 1625 till 1800, de första 175 åren efter uppfinningen, registreras totalt 40 räknestickor, inklusive cirkulära och spiralkonstruktioner. De kommande 100 åren, från 1800 till 1899, skapas 250 räknestickor och tillverkare. Över 90 mönster registreras i den första 10 åren av 20-talet.

cylindriska räknare med extra långa logaritmiska skalor uppfanns av George Fuller av Irland 1878 och Edwin Thacher av New York 1881. Produktionen av Thachers kalkylator tas snart över av ett Hoboken, New Jersey instruments company, Keuffel och Esser, som tidigare hade importerat räknestickor till salu.

en revolutionerande linjär räknesticka konstruktion med skalor på både fram och bak och med en markör som hänvisar till alla skalor samtidigt patenteras 1891 av William Cox … en uppfinning han kallar ”duplex räknesticka”. Det säljs av K&E.

vikta skalor CF, DF och CIF läggs på bildregler om 1900 för att minska mängden rörelse och återställning av bilden.

Loggloggskalor i tre sektioner visas omkring 1901, vilket möjliggör mycket exakt beräkning av krafter och rötter till valfritt antal eller bråk.

räknestickan förra århundradet … den 20: E

vårt förra århundradet kunde inte ha byggts utan räknestickan, men dess direkta bevis är nästan helt saknas för oinformerade ögat.

i USA grips denna oumbärlighet mest framgångsrikt av Keuffel och Esser. Detta företag går från att importera regler på 1870-talet till att bygga ett komplext beräkningsinstrument (Thacher-kalkylatorn) på 1880-talet till att tillverka sina egna räkneregler på 1890-talet. Deras bidrag är legion, inklusive CI-skalan, deras fanatiska hängivenhet till precision, deras användning av färgade skalor och snedställda kursiv för att hjälpa till i läsriktningen.

en annan väg till marknadsdominans antas i Japan av Jiro Hemmi. Hemmi experimenterar systematiskt med både naturliga basmaterial och celluloid, som sätter sig på bambu som kärna, och kombinerar detta med mycket modern tillverkning (inklusive celluloid ytlaminering), vilket resulterar i både hög kvalitet och kvantitet. På 1960-talet producerar Hemmi årligen en miljon räknestickor.

epilog

ingenjörsfilosofin går vidare. Och triumfer 20th Century design blir begränsningar för räknestickan.

Einstein gynnar en Nestler-räknesticka i sitt arbete. Tillvägagångssätten till Golden Gate-bron och Redstone-rakets tryckprofil är utformade med enkla Rietz-baserade räknestickor … E. H. Lowrys Dietzgen Phillips 1725 respektive Wernher Von Braun ’ s Nestler 23. Pickett räknestickor ger akut beräkningskraft ombord Apollo uppdrag med sin N600-ES modell. Pickett N3 och N4 tar sina platser tillsammans med K&e Decilon och Post Versalog vid utformningen av F16-stridsflygplanet.

men strukturell design och första principer i fysik söker båda svar på hur strukturer kommer att reagera på förändrade belastningar och krafter. Vindhastigheter, tidvattenfriktion och interstellär kollision kräver alla dynamiska beräkningsmodeller, snarare än svaret på ett statiskt strukturellt problem. Stora, långsamma, feta datormotorer utformade för dessa frågor ger upphov till den snygga fyrfunktionskalkylatorn. K&E: s travails med sin Analon slide rule-modell är ett utmärkt exempel på förändringen i tekniska krav som överträffade slide rule. Den fyra funktion elektroniska kalkylatorn är ett symptom lika mycket som en orsak till denna förändring.

räknesticka forskare har uppskattat att möjligen 40 miljoner räknestickor producerades i världen i 20-talet ensam. Bland dessa finns många typer av special räknestickor som utvecklats och gjorts för specifika tillämpningar såsom kemi, lantmäteri, el och elektronik, artilleri varierar, hydraulik, ånga och förbränningsmotorer, betong och stålkonstruktioner, radio och andra specialområden.

räknestickan har en lång och framstående anor … från William Oughtred 1622 till Apollo uppdrag till månen … ett spann på tre och ett halvt sekel … det användes för att utföra designberäkningar för praktiskt taget alla större strukturer som byggdes på denna jord under den långa perioden av vår historia … ett fantastiskt arv för något så mekaniskt enkelt.