Первыми, вероятно, догадались заменить камешки на абаке бусинками (или шариками), нанизанными на прутики, проволоки или веревки, хитроумные китайцы. Их разновидность абака называлась суаньпань и представляла собой прямоугольную раму, внутри которой горизонтально и параллельно друг другу протянуты проволоки. Линейка, расположенная перпендикулярно проволокам, делила суаньпань на две неравные части. В большом отделении («земля») на каждой проволоке было нанизано по 5 шариков, в меньшем («небо») – по 2; первые как бы соответствовали пяти пальцам руки, вторые – двум рукам. Проволоки соответствовали десятичным разрядам.
Японский абак – соробан – происходит от китайского суаньпаня, который был завезен в Японию в XV–XVI веках. Соробан проще своего предшественника, у него на «небе» на один шарик меньше, чем у суаньпаня.
Наконец, на рубеже XVI–XVII веков появляется русский абак – счеты.
Долгое время считалось, что счеты тоже произошли от китайского суаньпаня. Однако в начале 60–х годов XX столетия ленинградский ученый И. Г. Спасский провел специальное исследование и выяснил, что российские умельцы скорее всего сами придумали счеты. Поэтому на наших счетах нет вертикальной перегородки, а для представления чисел использована десятичная (а не пятеричная) система счисления.
Десятичный же строй счетов, по–видимому, пошел оттого, что в 30–е годы XVI века московское правительство, возглавляемое Еленой Глинской, матерью малолетнего Ивана Грозного, провело денежную реформу, объединив московскую и новгородскую денежные системы. Московская деньга, составлявшая в то время 1/200 рубля, и ее половина – полушка – стали половиной и четвертью новой основной монетной единицы, которая получила название «копейка». Благодаря введению копейки рубль стал делиться на 100 основных единиц.
Впрочем, в то время слова «счеты» еще не существовало. Устройство именовалось «дощаным счетом». Один из его ранних образцов представлял собой два соединенных ящика, разделенных по высоте перегородками. В каждом ящике было два счетных поля с натянутыми веревками или проволочками. На верхних 10 веревках по 9 косточек (четок), на 11–й их четыре, на остальных веревках – по одной. Существовали и другие варианты «дощаного счета».
Название прибора изменилось в XVII столетии. Так, в «Переписной книге домной казны патриарха Никона 1658 г.» среди «рухляди» Никонова келейного старца Сергия упомянуты «счоты», которые, по свидетельству археологов и иcториков, тогда уже стали изготовлять на продажу.
Вообще широкое использование российскими купцами невиданного на Западе счетного инструмента отмечали в XVn–XVIII столетиях многие иностранцы. Так, английский капитан Перри, находившийся в России с 1698 по 1712 год, писал в своей книге, что для счета русские «пользуются изобретенным ими особым прибором с нанизанными на проволочные прутья шариками от четок или бусами»...
Ко времени посещения капитаном Перри России счеты уже приняли вид, существующий и поныне. Впрочем, на протяжении последующих столетий было предложено немало модификаций этого элементарного, но полезного прибора.
Например, в 1828 году генерал–майор русской армии Ф. М. Свободский предложил прибор, состоявший из нескольких обычных счетных полей, которые использовались для запоминания промежуточных результатов при умножении и делении или других действиях.
Счетами занимался и известный русский математик академик В.Я. Буыяковский. В 1867 году В.Я. Буняковский изобрел «самосчеты» для многократных сложений и вычитаний.
Русские счеты широко использовались при начальном обучении арифметике в качестве учебного пособия.
А благодаря известному французскому математику и механику Ж. Понселе, который познакомился со счетами в Саратове, будучи военнопленным, счеты перекочевали во Францию, а затем появились и в других странах Европы.
Этот нехитрый прибор благополучно дожил и до наших дней. Например, недавно в Думе при голосовании вдруг отказало электронное табло, вице–спикер, ведший заседание, ничуть не смущаясь телекамер, достал конторские счеты и принялся лихо щелкать костяшками, суммируя голоса «за» и «против».
И все же счеты больше предпочитали финансисты. А вот инженеры для своих расчетов до недавнего времени сплошь и рядом использовали другой счетный прибор – логарифмическую линейку.
Она буквально спасла многих людей от изнурительного механического труда. А то ведь чиновник британского адмиралтейства Сэмюэл Пепис 4 июля 1662 года отметил в своем дневнике, что пришел в контору к пяти часам утра только для того, чтобы привести в порядок свои расчеты и подучить таблицу умножения. И, заметьте, Пепис был хорошо образованным для своего времени человеком, имел диплом Кембриджа, а впоследствии даже стал президентом Королевского общества и другом Исаака Ньютона.
Спас всех Джон Непер, про которого астроном Иоганн Кеплер писал тюбингенскому профессору математики В. Шиккардуг «...Некий шотландский барон, имени которого я не запомнил, выступил с блестящим достижением: он каждую задачу на умножение и деление превращает в чистое сложение и вычитание...» В 1614 году он опубликовал знаменитый трактат «Описание удивительных таблиц логарифмов».
Однако пользоваться таблицами было не совсем удобно. Поэтому вслед за изобретением логарифмов делаются попытки механизировать логарифмические вычисления. Наиболее удачной была идея профессора астрономии Грэшемского колледжа Эдмунда Гюнтера. Он построил логарифмическую шкалу, которая использовалась вместе с двумя циркулями–измерителями.
В России первое описание шкалы Гюнтера было сделано соратником Петра I, профессором Морской академии А. Д. Фархварсоном. Он родился в Шотландии, был профессором математики Абердинского университета, а приехав в Россию, стал преподавателем в Математической и навигацкой школах в Москве, затем Морской академии в Петербурге.
В академии Фархварсон преподавал арифметику, геометрию, тригонометрию, геодезию и навигацию. И рассказал своим слушателям об изобретении, сделанном на его родине. Тем более что вскоре англичанин Уильям Отред, священник и математик, придал изобретению Гюнтера более удобный вид – круговая шкала стала линейной Случилось это примерно в 1630 году.
В 1654 году англичанин Роберт Биссакер предложил конструкцию прямоугольной логарифмической линейки, сохранившуюся в принципе до нашего времени. Его линейка состояла из трех самшитовых планок длиной около 60 см; две внешние удерживались вместе медной оправкой, а третья (движок) свободно скользила между ними. Каждой шкале на неподвижных, планках соответствовала такая же на движке. Шкалы имелись на обеих сторонах линейки.
Потом линейку еще неоднократно усовершенствовали, предлагая разное размещение шкал, а сам великий Ньютон в 1675 году предложил разместить на ней еще и «бегунок» – подвижное стеклышко с риской. Использование «бегунка» намного ускоряет и упрощает вычисления.