1642年，法国哲学家、数学家帕斯卡发明了世界上第一台机械式计算机，利用齿轮传动原理，通过手摇操作可进行加减运算。1674年，德国数学家莱布尼茨在其基础上改进优化，制造的机械计算机能够完成加减乘除四则运算。虽然这类机械计算机并不是现代意义上的计算机，但这一思想对此后计算机的发展产生了重大的影响。


机械式计算机由杠杆、齿轮等机械部件而非电子部件构成。最常见的例子是加法器和机械计数器，它们使用齿轮的转动来增加显示的输出。更复杂的例子可以进行乘法和除法。一般有成千上万个零件，出现故障时维修人员必须将其拆散、更换零件、重新组装、再对整台计算器进行校验，确保正常运行。

科学家帕斯卡利用了齿轮啮合原理制造了十进制加法器，当齿轮旋转一周，10个齿中最长的齿会和更高位数的齿轮啮合实现进位。同样的道理，反过来旋转则是减法计算。

如果要计算千位数和万位数，单靠转动齿轮计算不太现实，于是帕斯卡将装置改造成借助重力进位的一种高级齿轮形式sautoir。

莱布尼茨在帕斯卡加法器基础上，用齿轮改造发明了带有乘法功能的计算器。手柄转动周数代表被乘倍数，长轴不同位置对应齿数不同，可完成乘法的计算。（长轴齿轮上有9个长度递增的齿）

莱布尼茨的机械计算器很好用，但长轴太长不利于搬运，后来由鲍德温和奥德纳想到可变齿数的齿轮，长长的计算轴才被缩短。

后来，美国牧师菲尔特将计算器和打印结合，让计算结果直接可以记录下来。发明的计算器造型有点像老式打字机。这种全键盘计算器，在电子计算机被发明出来之前，被广泛使用了相当长的时间。

机械计算机在二战期间达到顶峰，它们构成了复杂投弹瞄准器的基础，包括Norden以及类似的船舶计算设备，诸如美国的Torpedo Data Computer和英国的海军部消防队。值得注意的是，早期航天器的机械飞行仪表提供的计算输出为表面位移的指示，而不是数字形式。从尤里·加加林的第一次载人航天到2002年，每个载人的苏联/俄罗斯航天器Vostok、Voskhod和联盟号宇宙飞船都配有Globus仪器，通过移动微型地球仪显示航天器在地球上方的位移，加之纬度和经度指标。

机械计算机继续在1960年代使用，但很快被1960年代中期出现的使用阴极射线管输出的电子计算器取代。1970年代，随着低廉的手持式电子计算器推出，这一进化达到顶峰。机械计算机在1970年代逐渐消失，到1980年代绝迹。

机械计算器虽然已经过时，但身上却拥有一种令人叹为观止的机械之美。

古鲁斯克是一位机械工程师，下面咱们就展示一下摄影师 Kevin Twomey 拍摄的古鲁斯克收藏的一些老式的机械计算器。