帕斯卡计算机：第一台受专利保护的计算机

来源：科技日报

清华科学博物馆制作的帕斯卡计算器的互动模型图片来源：清华科学博物馆

科海拾贝

1642年，年仅19岁的法国数学家、物理学家、哲学家布莱兹·帕斯卡（Blaise Pascal，1623－1662年）发明了一种机械计算机，它能够实现自动进位，可进行加减乘除4种运算，史称帕斯卡计算机（Pascal’s arithmetic machine，也被称为Pascaline，以下简称帕斯卡机）。帕斯卡机享有诸多第一：它是第一台投入生产的计算机、第一台商用计算机、第一台受专利保护的计算机、第一台被写入百科全书的计算机等，其历史价值不言而喻。

帕斯卡研发计算机的初衷，是为了减轻父亲繁重的税务计算负担。

当时，法国流通三种货币单位：里弗（livre）、苏（sol）、德尼厄尔（denier），1里弗等于20苏，1苏等于12德尼厄尔，这极大增加了财税工作的计算量和复杂度。帕斯卡的计算机从设想到定型，至少经历三代大幅改进：“如果您想了解这台机器的发明，我可以欣然地告诉您，它目前呈现的样子，和我一开始的尝试截然不同。最初的那台机器，无论在材料还是形式上，都与现在的不同，尽管很多人会喜欢它，但它并不能令我完全满意。在不断改进它的过程中，我不知不觉中又制作出了第二种类型，但我依然觉得不够方便，无法接受。为了加以修正，我又设计了第三种，它带有，结构上也非常简单……在很多人的要求下，我用它运行了好几次，始终运转良好。”

帕斯卡的设计思路能够迅速落地，转化为模型，显然得到了当地工匠的支持。他写道：“要不是得益于一位工人的帮助，我的一切理论设想都无法实现，他的手艺极其高超，按照我告诉他的尺寸和比例，用锉刀和锤子，把机器的零件一一加工出来。”与帕斯卡合作的工人不止一人，不过，他并没有提及他们的名字或所属行会。但不难猜想，这些工人应该来自金匠或钟表作坊。

帕斯卡和工匠的关系是微妙的。研发道路上的种种困难没有将其击垮，而击垮他的恰恰是工匠。根据他的记载，就在研发进行了几个月之后，鲁昂街头已经出现了仿品。这是一位钟表匠在他的模型基础上制造的一台类似的机器：“他（指这位表匠）除了熟练操弄工具外毫无才华，缺乏几何学和机械学知识……，他不过制作了一件无用的玩意儿，表面看上去是真的，外表打磨得也不错，但内部结构很差，根本无法使用。”他接着写道，当时人们并不了解这台机器的用途，只是觉得新奇，一位收藏家甚至将它买下，放到了自己的珍奇屋里。整件事让帕斯卡感觉异常绝望，甚至产生了放弃的想法：“这个小怪胎（cepetit avorton）的出现，让我灰心到了极点，继续完成模型的热情顿时冷却了，我遣散了所有的工人（tous les ouvriers，表明与他合作的工匠不止一个），决定放弃整个计划，因为我意识到，还会出现这样胆大妄为的人，他们会利用这个新想法制造仿冒品，在公众面前摧毁这个新生事物的使用价值。”

通过这段自白不难发现，在研究计算机的过程中，帕斯卡的动机已经发生了转变。如果研制计算机仅仅是为了帮助父亲解决税务计算上的麻烦，他大可继续完成发明，而不必理会他人拙劣的仿制品。显然，此时帕斯卡已经将计算机当作了自己智力劳动的结晶，剽窃行为不仅让他深受侮辱，而且将会摧毁人们对于计算机器这种新事物的信心（当然，也会直接影响帕斯卡机未来的销路）。

帕斯卡不知道的是，一个多世纪前佛罗伦萨和威尼斯的工匠们，已经发展出了某种制度性的保障，以确保这种智力劳动（如今被称为知识产权）不会被随意侵犯。好在当时法国的大法官塞吉耶知道这种专利保护制度。帕斯卡的朋友送给了他一台样机，他十分喜欢，鼓励帕斯卡进一步改良机器，并承诺在法律上给予新发明保护。正是有了这一承诺，帕斯卡才得以继续计算机的开发工作。这也是他专门写了一篇致塞吉耶的献词的原因。1649年5月22日，“特许状”正式颁布。它规定，未经帕斯卡本人允许，任何工匠不得擅自仿制该机器或制作类似的改进机型，外国人也不得在法国土地上出售或展示该机器，违者将处以3000里弗的罚款，其中的三分之一归帕斯卡所有。帕斯卡应该是最初拥有现代意义上发明专利的学者之一，而帕斯卡机也成为了第一台受到专利保护的计算机，它的研发过程无意中推动了现代专利制度的完善。

（作者系清华大学科学史系助理教授、科学博物馆研究复原项目组负责人。来源：科学的历程公众号，编辑有所删减）

常见的压力单位之间如何换算？

常见的压力单位之间如何换算？

郑州市质量技术监督检验测试中心 李虎

压力是力和面积的导出量。在国际单位制中，力的单位为牛顿，面积单位为平方米，则压力单位为牛顿/平方米，用符号N/m2表示，为纪念著名科学家帕斯卡，压力单位又称帕斯卡或简称帕，符号为Pa。1Pa=1N/m2。由于帕单位太小，工程上常用kPa（1kPa=10a），和MPa(1MPa=106Pa）表示。我国规定帕斯卡为压力的法定单位。

鉴于医疗领域的特殊性，血压的计量单位有两种，分别是kPa(千帕斯卡)和mmHg(毫米汞柱)。血压千帕斯卡和毫米汞柱的换算关系为血压1kPa等于7.5mmHg，或是1mmHg等于0.133kPa。

提示:收缩压120mmHg也就是收缩压为16kPa,舒张压为80mmHg，也就是舒张压为10.6kPa。

由于历史的原因、单位制的不同以及使用场合的差异，压力还有多种不同的单位。目前工程技术部门仍在使用的压力单位又工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。各种压力单位的换算关系见下表：