Какими же были традиционные средства счета и что придумал Блез для их изменения? В середине XVII века считали обычно либо, так сказать, с пером в руках, осуществляя все операции в уме, либо с помощью жетонов, заменявших запоминание цифр: например, если при сложении достигали десятка, то в сторону откладывали специальный жетон, и счет начинался с единицы. В конце всего процесса вычисления жетоны различных цветов и достоинства (20, 50, 100 единиц и т. д.) складывались вместе и подсчитывались. О популярности такого подсчета в XVII веке свидетельствует и первая сцена «Мнимого больного» Мольера. Однако этот способ, отмечает Паскаль, имеет существенный недостаток, связанный с потерей времени на отбор и распределение жетонов; что же касается вычислений с помощью пера, то они напрягают внимание, загромождают память, утомляют ум, и в них, следовательно, легко допустить ошибку.

Блез хочет избавиться от балласта ненужных сложностей. Размышляя над трудностями отцовской службы, он решает механизировать вычисления и приходит в 1642 году к идее счетной машины, выполняющей арифметические действия «без пера и жетонов» способом «столь новым, сколь и удобным».

Блез Паскаль был фактически первым изобретателем арифметической машины, вложившим в ее создание много тяжелого и последовательного труда, сил и здоровья. Создать ее проект, замечает Блез, ему позволили те знания в геометрии, физике и механике, которые он приобрел в отроческие годы.

Эта машина, состоящая из сложной системы зацеплений зубчатых колес, совершает сложение и вычитание. Ее существенная и принципиальная особенность заключается в том, что с помощью своеобразного рычажка каждое колесо того или иного разряда (единиц, десятков, сотен), «совершая движение на десять арифметических цифр, заставляет двигаться следующее только на одну цифру». (Этот принцип счетчика оборотов используется в настоящее время в таксометре.)

Подобный инструмент из-за сложности и тонкости своих конструктивных элементов требовал большой точности и мастерства в исполнении задуманной модели. «… С применением любой вообразимой теории, – пишет Паскаль, – я был бы не в силах сам осуществить мой собственный замысел без помощи работника, который в совершенстве владел бы токарным станком, напильником и молотком, чтобы отделать детали машины в соответствии с теми размерами и пропорциями, которые я назначил для них согласно теоретическим правилам…» Но вот здесь-то и начинаются существенные трудности. «У ремесленников было больше знаний в практике своего искусства, нежели в науках, на которых оно основано», и поэтому Блезу приходится постоянно присутствовать самому при изготовлении тех или иных деталей, объяснять схемы и чертежи, направлять работу мастеров, заставляя их переделывать формы, пропорции и расположение неверно обработанных блоков.

Первая модель не приносит удовлетворения молодому изобретателю, во второй тоже есть существенные неполадки, вызванные шероховатыми движениями зубчатых зацеплений, что толкает Блеза на мучительные поиски новых решений.

Во время этих поисков на долю Паскаля выпадает серьезное испытание, связанное с подделкой арифметической машины и, следовательно, с его приоритетом и славой в данной области. В

Руане нашелся один рабочий, пишет он двумя годами позже, часовщик по профессии, который по простому рассказу о его первой модели дерзнул сделать свою, действовавшую через особый вид движения; но так как простак не имел иного таланта, кроме искусного манипулирования своими инструментами, и не имел никакого понятия о том, существует ли вообще в мире математика и механика, то он сделал отшлифованный и внешне красивый, но совершенно непригодный для работы механизм. Однако, замечает Блез, лишенный достоинств механизм лишь в силу своей новизны вызвал известный интерес среди несведущих жителей города, и нашелся даже один любознательный руанец, который приобрел «этого недоноска» и поместил его в своем кабинете, заполненном многими редкими и любопытными вещами. «Вид маленького уродца был неприятен мне до такой степени и так охладил пыл, с которым я работал над завершением моей модели, что я тотчас же рассчитал рабочих и решил полностью отказаться от своего предприятия».

Паскаль болезненно воспринимает неожиданное соперничество смекалистого и ловкого часовщика и не помышляет более о возобновлении попыток осуществить свой замысел, но его старшие друзья-математики считают, что работу необходимо продолжить, и ищут удобного случая, чтобы рассказать об арифметической машине канцлеру Сегье.

Канцлер подробно знакомится с проектом Паскаля и одобряет его, призвав молодого ревнителя математики непременно продолжать начатую работу. Призыв этот возбуждает затухший было энтузиазм: по словам самого конструктора, Монсеньор, соблаговоливший говорить о простом наброске в хвалебных тонах, позволил ему переменить прежнее решение и сделать новые усилия на избранном поприще.

В 1645 году требовательный к себе Паскаль счел наконец возможным завершить работу над арифметической машиной. Одну из первых готовых моделей он дарит канцлеру с пространным посвящением, в котором описывает трудности традиционных методов вычислений, излагает историю создания машины и ее предназначение и благодарит за оказанное покровительство, надеясь на дальнейшую поддержку.

Изготовленные Блезом модели сопровождаются «Предуведомлением всем тем, кто будет иметь любознательность видеть арифметическую машину и пользоваться ею». В этом «Предуведомлении…» изобретатель подчеркивает два момента: две вещи, пишет он, могут смутить ум «друга-читателя». Найдутся лица, которые скажут, что машина должна быть менее сложной. Такое замечание могут сделать люди, которые действительно имеют какие-то познания в механике или геометрии, но не умеют соединить их друг с другом и присовокупить к знанию физики. Пользуясь несовершенными общими теориями, они в своих воображаемых концепциях считают возможными многие вещи, которые на самом деле таковыми не являются. Эти теории и концепции тотчас же рушатся при реальных затруднениях, встречающихся в практической реализации замысла со стороны используемого материала, его обработки, взаимного расположения частей, движения которых должны быть свободными и не мешать друг другу, и т. д. На подобные замечания недоучившихся ученых Блез может представить разные, менее сложные модели, но они не отвечают поставленным изобретателем условиям: простая и быстрая в работе «маленькая машина» должна одновременно быть легкой и удобной, прочной и надежной в разных обстоятельствах. Для достижения этой цели он использовал множество путей: «Я имел терпение сделать до пятидесяти различных моделей: одни деревянные, другие из слоновой кости, из эбенового дерева, из меди, пока не создал машину, которую предъявляю тебе теперь и которая, хотя и состоит из большого количества мелких деталей, все же настолько прочна, что все нагрузки, которые ей предстоит выдержать при перевозке на любые расстояния, не могут ни испортить ее, ни причинить ей даже малейшего повреждения». (Паскаль сам тщательно проверяет машину на прочность и перевозит ее на расстояние в 250 лье.) Таким образом, для соответствия предъявленным требованиям более простого и надежного функционирования механизм по необходимости должен обладать сложной конструкцией, в чем «друг-читатель», заканчивает Блез первую часть своего предуведомления, может заметить нечто вроде парадокса.

Вторая причина, которая может внушить подозрение дорогому читателю, состоит в том, что не исключено распространение плохих копий машины – результат ремесленного самодовольства. В таком случае надо хорошо отличать истинные оригиналы от несовершенных плодов неведения и дерзости мастеровых: чем ловчее они в своем искусстве, тем сильнее следует бояться их тщеславия, заставляющего браться за новые произведения, принципов и правил создания которых они не знают; поэтому эти ремесленники работают на ощупь, в результате чего после большого количества затраченного времени и труда появляются маленькие монстры, которым недостает основных членов, а другие члены бесформенны и непропорциональны. Всем интересующимся наукой следует отличать эти недоноски, бросающие тень на настоящие изобретения, от подлинных, в создании которых искусству помогает теория. И ремесленнику, каким бы искусным он ни был, не обойтись без помощи человека, знающего правила теории. Настоящая же арифметическая машина «может быть порождена лишь в законном и необходимом союзе теории и искусства».

В конце «Предуведомления…» Блез выражает пожелание: «Теперь (дорогой читатель), когда я полагаю, что довел свою машину до состояния, в котором ее можно показывать, ты будешь мне благодарен за мои заботы о том, чтобы все счетные операции, такие трудные, сложные, длинные и ненадежные прежде, стали бы легкими, быстрыми и надежными».

В 1649 году Паскаль официально получает на свое изобретение королевскую привилегию, в которой отмечается большой успех молодого человека, проявившего с ранних лет склонность к математике, и описывается своеобразие арифметической машины. Привилегия эта действительно «совершенно особая»: по просьбе изобретателя запрещаются подделки не только его собственной модели, но и изготовление любых видов счетных машин без разрешения Паскаля; иностранцам (торговых или иных профессий) не разрешается выставлять и продавать подобные машины во Французском королевстве, даже если они сделаны за его пределами. Нарушивший эти предписания обязан выплатить штраф в три тысячи ливров (одна треть его предназначалась для казны, другая – для парижской больницы, последняя – Паскалю или тому, кто будет иметь его права).

В настоящее время сохранилось семь экземпляров арифметической машины, четыре из которых находятся в Парижском музее искусств и ремесел, один – в музее города Клермона, два – в частных коллекциях. Одна из машин Парижского музея удостоверена собственноручной записью Паскаля.

Идея, положенная в основу машины, во второй половине XVII века широко использовалась многими учеными, проводившими дальнейшие исследования в области механизации счета. В частности, в 70-е годы Лейбниц предложил конструкцию более сложного, сумматорно-множительного механизма. Норберт Винер в своей книге «Кибернетика» называет Лейбница «святым» и «покровителем кибернетики», который занимался исчислением умозаключений, «содержавшим в зародыше думающую машину». В другой книге, «Кибернетика и общество», Винер говорит о Паскале как об изобретателе, внесшем «действительный вклад в создание современного настольного арифмометра». Однако некоторые науковеды считают Паскаля более отдаленным предшественником столь модной в XX веке науки. В «Мыслях» Блез так пишет о своем изобретении: «Арифметическая машина осуществляет действия, которые ближе к действиям мысли, чем все, производимое животными; но она не делает ничего такого, что указывало бы на то, что у нее есть воля, как она есть у животных». В этом высказывании Паскаля как бы выражены возможности и пределы всякого кибернетического моделирования действительности. Любое кибернетическое устройство, подобно арифметической машине в своей области, выше животного и приближается к действию мозга человека в плане механического отбора и обработки высокоорганизованной информации, но оно гораздо ниже животного и бесконечно удаляется от человека в плане высшей оценки полученных сообщений и выбора на ее основе свободных решений.

В работе над счетным механизмом Паскаль показал себя не только абстрактным математиком, оперирующим теоретическими понятиями, но и искусным инженером, сумевшим преодолеть многие трудности механического и технического порядка в процессе воплощения первоначального замысла, проявив при этом трудолюбие, настойчивость и большое терпение. Вместе с тем нельзя не заметить того порою резкого, раздраженно-беспокойного тона, который сопровождал работу всякий раз, когда речь заходила о правах на интеллектуальную собственность, о приоритете в вопросах изобретения и изготовления машины. Рано разбуженное юношеское тщеславие («Восхищение портит все с детства. «Ах, как хорошо это сказано! Как хорошо он поступил! Как он умен!» и т. д…» – это осуждение неумеренной похвалы в «Мыслях» основано, безусловно, на собственном опыте Блеза), соединенное с бесконечной верой в себя и в силу своей науки, придавало научной деятельности Паскаля чересчур непримиримый, несколько агрессивный и шумный характер. В ней не было и намека на то понимание человеческого поведения, которое исподволь вырабатывалось у Блеза к последним годам его жизни: «Скрытые хорошие поступки ценнее всего. Когда я вижу такие дела в истории, они мне очень нравятся. Но они все же не были совершенно тайными, ибо о них стало известно; если даже все было сделано для их сокрытия, то немногое, что их обнаружило, портит все остальное. Самое лучшее здесь то, что их хотели скрыть». В эту же пору Паскаль был настроен диаметрально противоположно, и гордости молодого исследователя было чем питаться – счетная машина стала широко известна не только во Франции, но и за ее пределами: в 1646 году польская королева пожелала приобрести для себя два экземпляра. В Париже поэт Далибре распространял сонет, посвященный «господину Паскалю-сыну» и его машине: бесподобное искусство замечательного гения, говорилось в сонете, позволило сделать счет, это занятие разумных людей, достоянием самых закоренелых тугодумов и освободить их от напряжения памяти и рассудка; такой ум постепенно проникает и подчиняет себе все происходящее в мире. «Слава так приятна, – запишет Блез в «Мыслях», – что мы ее любим, с чем бы она ни соединялась, даже хоть со смертью». На сей раз она соединилась с арифметической машиной, молва о которой явилась своеобразной рекламой, видимо небезразличной для Блеза: ведь недаром в «Предуведомлении…» он неоднократно подчеркивает отличные эксплуатационные качества своего механизма – его надежность, удобство и простоту. Да и королевская привилегия была не чем иным, как патентом, позволявшим продавать модели счетной машины в максимально благоприятных условиях. Паскаль, затративший много семейных средств на реализацию изобретения, хотел воспользоваться коммерческой перспективой, и какая-то часть изготовленных машин была продана. Пока он находится в Руане, в Париже роль маклера берет на себя Роберваль. В «Предуведомлении…» сообщалось полное профессорское звание, адрес, дни и часы приема господина Роберваля, который кратко и бесплатно объяснит всем любопытствующим действие арифметической машины и продаст ее.

Но особых доходов это предприятие Паскалям не приносит: высокая цена машины (100 ливров), трудности, связанные с ее изготовлением и серийным производством различных запасных деталей, замедляют распространение изобретения. А вот здоровье Блеза, и без того хрупкое, подорвано долгой и напряженной работой: по свидетельству Жильберты, с восемнадцати лет он не помнит ни одного дня, когда был бы совершенно здоров…