उंगलियों की गिनती से लेकर ग्राफिक्स स्क्रीन तक, कैलकुलेटर के विकास की पूरी कहानी

एक समय ऐसा था जब लिखित संख्याएं अस्तित्व में नहीं थीं। इंसान के पास गिनती करने के लिए केवल अपनी उंगलियां और पैर के अंगूठे ही थे। उंगलियों, पत्थरों और सीपियों का उपयोग करके भेड़ों और फसलों की गिनती करना एक सीमा तक ही संभव था। इसलिए मानव सभ्यता ने एबेकस (Abacus) का आविष्कार किया, जिसे कंप्यूटर हिस्ट्री म्यूजियम के अनुसार उंगलियों के अलावा सबसे पुराना लगातार उपयोग किया जाने वाला गणना उपकरण माना जाता है। एबेकस आज भी उपयोग में है, लेकिन यह गणना मशीनों के प्रति मानव जाति की रुचि की केवल एक शुरुआत थी। समय के साथ इन मशीनों में बड़े और क्रांतिकारी बदलाव हुए हैं।

दुनिया की पहली मैकेनिकल एडिंग मशीन का आविष्कार किसने और कब किया था?
इतिहास के पन्नों में पहली बार एडिंग मशीन (Adding Machine) का जिक्र 1623 में मिलता है। विल्हेम शिकार्ड (Wilhelm Schickard) को पहली एडिंग मशीन के आविष्कार का श्रेय दिया जाता है। यह बात तब सामने आई जब जोहान्स केपलर (Johannes Kepler) के जीवनी लेखक डॉ. फ्रांज हैमर ने दावा किया कि 1623 और 1624 में विल्हेम शिकार्ड द्वारा जोहान्स केपलर को लिखे गए दो पत्रों में कैलकुलेटिंग क्लॉक का चित्र मिला था। इस खोज से पहले यह माना जाता था कि ब्लेज़ पास्कल (Blaise Pascal) ने 1642 में पहली एडिंग मशीन बनाई थी। विल्हेम शिकार्ड की इस मशीन में गुणा करने वाला उपकरण, मध्यवर्ती परिणामों को रिकॉर्ड करने का तंत्र और 6-अंकीय दशमलव जोड़ने वाला उपकरण शामिल था।

ब्लेज़ पास्कल की मशीन पास्कलाइन कैसे काम करती थी और यह कितनी सफल रही?
ब्लेज़ पास्कल 17वीं सदी के फ्रांस के सबसे प्रसिद्ध दार्शनिकों, गणितज्ञों और आविष्कारकों में से एक थे। 1642 में, 19 वर्ष की आयु में, उन्होंने पहला पास्कलाइन (Pascaline) बनाया, जिसे दुनिया का पहला मैकेनिकल कैलकुलेटर भी कहा जाता है। अपने पिता को कर संग्राहक के रूप में बड़े घटाव और गुणा करते हुए देखकर, उन्होंने एक ऐसा उपकरण बनाने का फैसला किया जो इस समय लेने वाले काम को आसान कर सके। पास्कलाइन एक जटिल तंत्र वाला बॉक्स था, जिसमें बड़े नंबर डाले जा सकते थे। यह मशीन जोड़ और घटाव कर सकती थी, और जोड़-घटाव के लगातार उपयोग से गुणा और भाग भी कर सकती थी।

हालांकि यह एक क्रांतिकारी आविष्कार था, लेकिन इसका प्रभाव तुरंत नहीं दिखा। पास्कलाइन के केवल 50 के आसपास ही मॉडल बनाए गए थे। ये मशीनें आम लोगों की पहुंच से बाहर थीं और इन्हें मुख्य रूप से अमीर लोगों द्वारा एक महंगी और जटिल वस्तु के रूप में खरीदा जाता था। 1649 में फ्रांसीसी शाही दरबार से एक विशेष अधिकार मिलने के बाद केवल ब्लेज़ पास्कल ही इसे बना सकते थे। प्रत्येक मशीन हाथ से बनाई जाती थी, इसलिए इसे बनाने में बहुत समय लगता था। 1654 में उन्होंने इसका निर्माण बंद कर दिया।

पहला काम करने वाला कैलकुलेटर और पहला कमर्शियल मैकेनिकल कैलकुलेटर कौन सा था?
1773 में फिलिप मथायस हैन (Philip Matthäus Hahn) ने पहला काम करने वाला कैलकुलेटर तैयार किया। उन्होंने अपनी मशीन को 1672 में गॉटफ्रीड विल्हेम लाइबनिज़ (Gottfried Wilhelm Leibniz) द्वारा बनाए गए स्टेप्ड रेकनर पर आधारित किया था। इसके बाद 1820 में चार्ल्स जेवियर थॉमस डी कोलमार (Charles Xavier Thomas de Colmar) ने अरिथमोमीटर (Arithmometer) का आविष्कार किया। यह जोड़, घटाव, गुणा और भाग जैसी चारों बुनियादी संक्रियाओं को पूरा करने वाली पहली व्यावसायिक रूप से सफल गणना मशीन थी। 1851 में इसके उत्पादन के साथ ही मैकेनिकल कैलकुलेटर उद्योग की शुरुआत हुई और यह प्रथम विश्व युद्ध तक उपयोग में रहा।

इलेक्ट्रॉनिक युग की शुरुआत कैसे हुई और पहला ट्रांजिस्टर कैलकुलेटर कौन सा था?
गणना मशीनों के इतिहास में एक बड़ा बदलाव तब आया जब आईबीएम (IBM) ने 1954 में आईबीएम 608 मशीन पेश की। यह पहली गणना मशीन थी जिसमें वैक्यूम ट्यूब के बजाय सॉलिड-स्टेट ट्रांजिस्टर का उपयोग किया गया था। इस मशीन को कई बड़ी अलमारियों में रखा जाता था। इसकी कीमत 83,210 डॉलर थी या इसे 1,760 डॉलर प्रति माह पर किराए पर लिया जा सकता था। इस मशीन की मुख्य मेमोरी 9 अंकों वाली 40 संख्याओं को स्टोर कर सकती थी और एक सेकंड में 4,500 जोड़ कर सकती थी। इसमें 3,000 से अधिक जर्मेनियम ट्रांजिस्टर लगे थे।

दुनिया का पहला इलेक्ट्रॉनिक डेस्कटॉप कैलकुलेटर एनिएटा कैसे बना?
1961 में ब्रिटेन की बेल पंच (Bell Punch) कंपनी ने दुनिया का पहला इलेक्ट्रॉनिक डेस्कटॉप कैलकुलेटर बाजार में उतारा, जिसे एनिएटा (ANITA) नाम दिया गया। कंपनी मुख्य रूप से टिकट पंच बनाने के लिए जानी जाती थी। 1956 में नॉर्बर्ट किट्ज़ (Norbert Kitz) को इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके नई मशीन विकसित करने के लिए लाया गया था। काफी शोध के बाद उन्होंने एक ऐसी इलेक्ट्रॉनिक मशीन बनाई जिसमें केवल कीबोर्ड की कुंजियां ही घूमने वाले हिस्से थे।

1961 में हैम्बर्ग के एक व्यापार मेले में इसका पहला मॉडल एनिएटा मार्क 7 पेश किया गया और उसी साल अक्टूबर में लंदन में एनिएटा मार्क 8 लॉन्च किया गया। एनिएटा मार्क 8 में लगभग 170 वैक्यूम ट्यूब, एक डिकाट्रॉन दशक काउंटर ट्यूब और न्यूमीकेटर डिस्प्ले ट्यूब का उपयोग किया गया था। एनिएटा का नाम इतनी तेजी से लोकप्रिय हुआ कि कंपनी ने इसे ही ब्रांड नाम बना लिया। यह मशीन यूरोप में भारी सफल रही और दो साल से अधिक समय तक बाजार में इसके टक्कर का कोई दूसरा इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर नहीं था।

एनिएटा के बाद पॉकेट कैलकुलेटर और नई तकनीकों का विकास कैसे हुआ?
1960 के दशक के मध्य में सिलिकॉन ट्रांजिस्टर सस्ते हो गए। बेल पंच ने एकीकृत सर्किट यानी इंटीग्रेटेड सर्किट को अपनाया। 1971 तक लार्ज स्केल इंटीग्रेशन चिप्स के इस्तेमाल से मशीनों का आकार छोटा होने लगा। 1971 में ही बसिकॉम (Busicom) ने दुनिया का पहला पॉकेट के आकार का और रेड एलईडी डिस्प्ले वाला कैलकुलेटर हैंडी जारी किया। इसकी कीमत 395 डॉलर थी। बाद में अमेरिकी कंपनी रॉकवेल (Rockwell) ने बेल पंच की कैलकुलेटर इकाई को खरीद लिया। रॉकवेल ने एक चिप पर पूरा सर्किट डाल दिया, लेकिन पॉकेट कैलकुलेटर बाजार में बढ़ती प्रतिस्पर्धा के कारण 1970 के दशक के अंत तक बेल पंच और एनिएटा का नाम बाजार से गायब हो गया।

मैकेनिकल कैलकुलेटर और इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर के बीच मुख्य अंतर क्या हैं?
मैकेनिकल और इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर के काम करने के तरीके में बहुत बड़ा फ़र्क होता है। मैकेनिकल कैलकुलेटर में भौतिक गियर, लीवर, पहिए और कैम होते हैं। ये मशीनें हाथ की ताकत (क्रैंक या स्प्रिंग) से चलती हैं और भौतिक घटकों की हलचल के आधार पर धीमी गति से गणना करती हैं। इनका आकार बहुत बड़ा और वजन काफी ज्यादा होता था, और लगातार घर्षण के कारण इनमें टूट-फूट का खतरा रहता था। इनमें परिणाम देखने के लिए नंबर वाले डायल या छपे हुए पेपर टेप का इस्तेमाल होता था।

दूसरी ओर, इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर पूरी तरह से माइक्रोचिप, सिलिकॉन ट्रांजिस्टर और एकीकृत सर्किट पर आधारित होते हैं। ये बिजली, बैटरी या सौर ऊर्जा से चलते हैं। इनमें डेटा प्रोसेसिंग के लिए बाइनरी लॉजिक गेट्स का उपयोग होता है, जिससे गणनाएं लगभग तुरंत हो जाती हैं। ये वजन में बेहद हल्के, पतले और जेब में रखने लायक होते हैं। इनमें परिणाम देखने के लिए एलसीडी या एलईडी स्क्रीन होती है। यांत्रिक घिसाव न होने के कारण ये लंबे समय तक चलते हैं, हालांकि सर्किट खराब होने का खतरा रहता है।

ग्राफिंग कैलकुलेटर से लेकर टच स्क्रीन और कलर डिस्प्ले तक का सफर कैसे तय हुआ?
समय के साथ इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर और उन्नत होते गए। 1967 में टैक्सास इंस्ट्रूमेंट्स (Texas Instruments) ने कैल टेक नाम से पहला हैंडहेल्ड कैलकुलेटर विकसित किया। 1974 में हेवलेट-पैकार्ड (Hewlett-Packard) ने 795 डॉलर में एचपी-65 नाम का पहला प्रोग्राम योग्य कैलकुलेटर लॉन्च किया, जो अंतरिक्ष में जाने वाला पहला कैलकुलेटर भी बना।

1985 में कैसिओ (Casio) ने 422 बाइट्स मेमोरी और 82 वैज्ञानिक कार्यों के साथ पहला ग्राफिंग कैलकुलेटर कैसिओ एफएक्स-7000जी लॉन्च किया। 2003 में शार्प (Sharp) ने पहला स्टायलस-आधारित टच ग्राफिंग कैलकुलेटर बनाया। इसके बाद 2010 में कैसिओ ने प्रिज्म नाम से पहला फुल-कलर ग्राफिंग कैलकुलेटर बाजार में उतारा, जिससे छात्रों को मोनोक्रोम डिस्प्ले से हमेशा के लिए छुटकारा मिल गया। एबेकस से शुरू हुआ यह सफर आज अत्याधुनिक रंगीन स्क्रीन और शक्तिशाली चिप्स तक पहुंच चुका है, जिसने गणित और विज्ञान की दुनिया को पूरी तरह से बदल दिया है।

संदर्भ
1. https://tinyurl.com/y8y8hb9o
2. https://tinyurl.com/2ak9jr5h
3. https://tinyurl.com/h3ko9zg