วิลเฮล์ม ชิคการ์ด: ผู้ออกแบบเครื่องคิดเลขกลไกที่ถูกลืมนานสามศตวรรษ

เมื่อถามว่าใครสร้างเครื่องคิดเลขกลไกเครื่องแรก คำตอบที่คนส่วนใหญ่คุ้นคือเบลส ปาสกาล (Blaise Pascal) ในทศวรรษ 1640 แต่เมื่อราวสองทศวรรษก่อนหน้านั้น มีนักวิชาการชาวเยอรมันคนหนึ่งออกแบบเครื่องที่ทำสิ่งเดียวกันไว้แล้ว และเรื่องราวของเขาก็ถูกลืมไปเกือบสามร้อยปี เขาคือ วิลเฮล์ม ชิคการ์ด (Wilhelm Schickard) ผู้เสียชีวิตเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม ค.ศ. 1635 ที่เมืองทือบิงเงิน ประเทศเยอรมนี ด้วยวัย 43 ปี จากโรคกาฬโรค (แหล่งข้อมูลบางแห่งระบุวันที่ 23 ตุลาคม)

ชีวิตและการศึกษา

ชิคการ์ดเกิดเมื่อวันที่ 22 เมษายน ค.ศ. 1592 ที่เมืองแฮร์เรนแบร์ก แคว้นเวือร์ทเทิมแบร์ก เขาศึกษาที่มหาวิทยาลัยทือบิงเงิน ซึ่งเน้นเทววิทยาและภาษา และเชี่ยวชาญภาษาตะวันออกหลายภาษา จนได้เป็นศาสตราจารย์ภาษาฮีบรูของมหาวิทยาลัย ต่อมาเขายังสอนดาราศาสตร์ และเป็นผู้สนใจแผนที่ การสำรวจ และเครื่องมือทางดาราศาสตร์ เช่น ดาวเคราะห์จำลองแบบพกพา ปัจจุบันหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ชื่อ “ชิคการ์ด” ถูกตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา

จุดเปลี่ยนสำคัญเกิดขึ้นในเดือนตุลาคม ค.ศ. 1617 เมื่อเขาได้พบกับโยฮันเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) นักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ เคปเลอร์ประทับใจในความสามารถของเขามาก จึงขอให้ชิคการ์ดช่วยแกะแม่พิมพ์ภาพประกอบหนังสือ Harmonices Mundi และช่วยคำนวณตารางบางส่วน ทั้งสองเป็นเพื่อนร่วมงานกันต่อมาด้วยการแลกเปลี่ยนจดหมาย

เครื่องคำนวณปี ค.ศ. 1623

ภาระของนักดาราศาสตร์ในสมัยนั้นคือการคำนวณตารางตำแหน่งดาวเคราะห์ ซึ่งต้องคูณหารตัวเลขจำนวนมหาศาลด้วยมือ ชิคการ์ดเห็นปัญหานี้และคิดว่าเครื่องจักรน่าจะช่วยได้ ในจดหมายถึงเคปเลอร์ลงวันที่ 20 กันยายน ค.ศ. 1623 เขาบรรยายเครื่องมือที่เขาเรียกว่า “Rechenuhr” หรือ “นาฬิกาคำนวณ” (Calculating Clock) พร้อมเสนอให้ใช้คำนวณตารางทางดาราศาสตร์

ตามที่จดหมายและภาพวาดบรรยาย เครื่องนี้ประกอบด้วยส่วนหลักหลายส่วน ส่วนหนึ่งเป็นกลไกบวกและลบแบบฟันเฟืองที่มีระบบทดเลข (carrying tens) ซึ่งเป็นจุดที่ยากที่สุดของเครื่องคิดเลขกลไก อีกส่วนหนึ่งใช้ก้านคูณของเนเปียร์ (Napier’s bones) ติดตั้งเป็นทรงกระบอกหมุนได้เพื่อช่วยคูณและหาร ผู้ใช้สามารถป้อนตัวเลขที่ต้องการเข้าเครื่องโดยตรง ซึ่งนักประวัติศาสตร์เรียกว่าเครื่องแบบป้อนตรง (direct entry) เครื่องรองรับจำนวนหกหลัก และตามคำบรรยายยังมีกระดิ่งที่ดังเมื่อผลลัพธ์เกินความจุ

ชิคการ์ดสั่งให้ช่างทำเครื่องหนึ่งสำหรับเคปเลอร์ แต่ในจดหมายฉบับถัดมา เขารายงานว่าเครื่องนั้นถูกไฟไหม้เสียหายในโรงงาน และเขาไม่เคยสร้างเครื่องใหม่ขึ้นมาแทน ปัจจุบันไม่มีเครื่องจริงของเขาหลงเหลือ

ความลืมเลือนและการค้นพบใหม่

เหตุผลที่ผลงานของชิคการ์ดไม่เป็นที่รู้จักคือจดหมายและภาพวาดที่ส่งถึงเคปเลอร์ในปี ค.ศ. 1623 และ 1624 ยังคงอยู่ในเอกสารของเคปเลอร์ และถูกค้นพบอีกครั้งในปี ค.ศ. 1935 แล้วสูญหายไปอีกครั้งในสงครามโลกครั้งที่สอง กว่าที่โลกจะรู้ว่ามีเครื่องนี้ก็ในปี ค.ศ. 1957 เมื่อฟรันซ์ ฮัมเมอร์ (Franz Hammer) ผู้เขียนชีวประวัติเคปเลอร์ ประกาศว่าพบภาพวาดเครื่องคำนวณที่เก่ากว่าเครื่องของปาสกาลราวยี่สิบปี

ดังนั้น ในความหมายของ “ผู้บุกเบิก” ชิคการ์ดเป็นผู้ออกแบบเครื่องคำนวณแบบกลไกรุ่นแรกที่เรารู้จัก แต่ไม่ใช่ผู้ที่มีอิทธิพลต่อผู้ที่ตามมา ปาสกาล ไลบ์นิซ และชาลส์ แบบเบจ ล้วนไม่ได้รู้จักผลงานของเขา และต้องคิดแนวคิดเรื่องทดเลขและเครื่องคำนวณขึ้นเองอีกครั้ง

มีผู้สร้างแบบจำลองตามภาพวาดของเขาในศตวรรษที่ 20 โดยบรูโน ฟอน ไฟรทัก เลอริงฮอฟฟ์ (Bruno von Freytag Löringhoff) แห่งทือบิงเงิน ซึ่งเขียนหนังสือเกี่ยวกับเครื่องนี้ในปี ค.ศ. 1987 ส่วนนักวิจัยอย่างฟรีดริช วิลเฮล์ม คิสเตอร์มันน์ (F. W. Kistermann) ก็ตรวจสอบสถาปัตยกรรมของเครื่องและตั้งคำถามว่ามันใช้งานได้จริงมากเพียงใด ซึ่งยังคงเป็นประเด็นที่นักประวัติศาสตร์ถกเถียงกันอยู่

ปีสุดท้ายและโศกนาฏกรรม

ชีวิตของชิคการ์ดช่วงหลังตกอยู่ภายใต้เงาของสงครามสามสิบปี เมื่อสงครามและโรคระบาดเข้าถึงเมืองทือบิงเงิน เขาต้องหนีไปอยู่นอกเมืองชั่วคราว ในเวลาไม่ถึงหนึ่งปี ภรรยาและบุตรของเขาเสียชีวิตจากโรคระบาดแทบทั้งครอบครัว ต้นเดือนตุลาคม ค.ศ. 1635 เขากลับมาทือบิงเงินเพื่อปกป้องบ้านและห้องสมุดจากการปล้นสะดม แล้วล้มป่วยด้วยโรคกาฬโรคในเวลาต่อมา และเสียชีวิตเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม ค.ศ. 1635

มรดก

ปัจจุบันชื่อของเขาปรากฏในสถาบันวิทยาการคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยทือบิงเงิน (Wilhelm-Schickard-Institut) และพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์การคำนวณ ผลงานของเขาเตือนใจว่าประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีไม่ได้เป็นเส้นตรงเสมอไป ความคิดที่ดีอาจเกิดขึ้นก่อนเวลาและถูกลืมไป ก่อนจะถูกค้นพบอีกครั้งเมื่อโลกพร้อมจะเข้าใจมัน