The Slide Rule: A Computing Device That Put A Man On The Moon

The protractor and Bunsen burner. Hra na zobcovou flétnu v hodině hudební výchovy. Kreslení oblouků a kružnic kružítkem v geometrii. Tyto nástroje vzdělávacího řemesla se stanou součástí našich životů na jeden nebo dva semestry a pak jdeme dál.

Dnes začíná NPR Ed nový seriál zkoumající tyto ikony školní třídy. Začneme přístrojem, který byl kdysi nezbytný pro vyšší úroveň matematiky ve škole i na pracovišti, ale nyní téměř vymizel:

Pravítko.

„Vyndejte si baterie,“ říká Jim Hus a sleduje, jak jeho studenti před počítáním vyndávají tužkové baterie, které napájejí jejich kalkulačky. „Pojďme si ty úlohy na násobení zopakovat.“

Při dalších výpočtech budou Husovi třeťáci a čtvrťáci na střední škole Highland High School v indickém Highlandu používat jiný nástroj:

Před chytrým telefonem, notebookem a grafickou kalkulačkou existovalo posuvné pravidlo. Je to výkonné mechanické výpočetní zařízení, často ne větší než dvanáctipalcové pravítko, označené čísly – ale jeho část se zasouvá a vysouvá, aby se ukázaly vztahy mezi různými soubory čísel.

Zdroj: NPR

Kredit: LA Johnson

Tento zdánlivě jednoduchý nástroj má vážný životopis. Inženýři NASA používali posuvná pravidla při konstrukci raket a plánování mise, při níž přistálo Apollo 11 na Měsíci. Říká se, že Buzz Aldrin potřeboval své kapesní posuvné pravidlo pro výpočty na poslední chvíli před přistáním.

„Posuvné pravidlo je nástroj, který se používal při navrhování prakticky všeho,“ říká Deborah Douglasová, ředitelka sbírek a kurátorka vědy a techniky v muzeu MIT v Cambridge ve státě Massachusetts. Muzeum právě ukončilo tříletou výstavu věnovanou posuvným pravidlům. „Velikost kanalizačního potrubí, nosnost lepenkové krabice, dokonce i raketové lodě a auta.“

Takže, co je to posuvné pravidlo?

Posuvná pravidla jsou obvykle obdélníková a mají velikost pravítka. Jsou rozdělena na třetiny, horní a dolní část jsou pevně na místě, ale prostřední část se posouvá sem a tam. Každá část má stupnice – čísla a čárové značky pro výpočty.

První sestrojil William Oughtred, klerik vyučující matematiku v Anglii v roce 1600. Vycházel z objevu logaritmů Johna Napiera.

Ve své nejjednodušší podobě posuvné pravidlo sčítá a odčítá délky, aby vypočítalo celkovou vzdálenost. Pravítka však zvládají i násobení a dělení, zjišťují odmocniny a provádějí další složité výpočty.

Pro generace inženýrů, techniků a vědců bylo pravítko nezbytnou součástí jejich každodenního života. Až najednou přestalo být.

V roce 1972 přišla společnost Hewlett-Packard s první ruční elektronickou kalkulačkou. Prakticky ze dne na den se stalo posuvné pravidlo zastaralým.

„Smrt posuvného pravidla byla celkem okamžitá,“ říká Bob De Cesaris, který dohlíží na výrobu čipů ve společnosti Intel a vlastní jednu z největších sbírek posuvných pravidel v zemi. De Cesaris odhaduje, že jeho sbírka čítá téměř 4 000 posuvných pravidel.

Je také prezidentem Oughtred Society – skupiny 400 sběratelů a nadšenců, kteří se snaží zachovat historii těchto přístrojů (a kde se o nich můžete dozvědět nejrůznější informace).

A přesto, navzdory výpočetnímu výkonu, který má v dnešní době i váš kapesní telefon, není posuvné pravidlo tak docela mrtvé.

Tam a tam je učitelé jako Jim Hus stále používají ve výuce. Sestra Paula Irvingová, řeholnice z Tovaryšstva Ježíšova v Orleansu ve státě Massachusetts, vyučuje kurz počítačového programování pro středoškoláky, kteří se učí doma. A když probírá historii počítače, učí studenty, jak používat nástroj, který si pamatuje, když viděla svého otce, jak počítá rodinné finance.

Více než tisíc mil na západ Laurie Emery, učitelka matematiky na South Winneshiek High School v Calmaru ve státě Iowa, naučí svou třídu mladších žáků před počítáním, jak provádět složité výpočty bez kalkulačky.

Na Kalifornské univerzitě v San Diegu dokonce probíhá seminář pro prváky o posuvném pravidle, který od roku 2003 vyučuje profesor Joe Pasquale.

„Žijeme v době, kdy je výpočetní technika exponenciálně výkonnější, ale často o prováděných výpočtech ani nepřemýšlíme,“ říká Pasquale. „Prostě necháme počítač, aby za nás udělal všechnu práci.“

Pasquale říká, že na semináři jeho studenti často žasnou nad tím, že odpovědi posuvného počítadla dávají smysl.

Přemýšlet o matematice

„Na kalkulačce je hezké to, že nemusíte přemýšlet – ale je to také špatně,“ dodává. „Když používáte posuvné pravidlo, musíte se zapojit. Musíte o matematice přemýšlet.“

A to je jeden z hlavních důvodů, proč někteří učitelé stále lpí na starých „posuvných počítadlech“.

Debbie Douglasová z MIT říká, že i když posuvné počítadlo není tak přesné jako kalkulačka, studenti mohou pochopit myšlenku toho, co dělá. „Díky tomu se člověk opravdu zapojí do procesu.“

Jim Hus si ještě pamatuje, jak se v roce 1974 v prvním ročníku na Purdue rozhodl investovat 400 dolarů do kalkulačky a opustil své posuvné počítadlo.

Je to ale přístroj, na který nikdy nezapomene, a doufá, že na něj nezapomenou ani jeho studenti na střední škole Highland High School v Indianě. Plánuje, že jeho studenti postaví ve třídě posuvné pravidlo.

„Žertuji, že to bude největší posuvné pravidlo na světě,“ říká se smíchem. „Ale takhle studentům nedám do ruky jen nějaký nástroj, ale naučíme se, jak funguje, abychom měli přístup k vyšším matematickým pojmům.“