2020年12月12日，由九三学社中央青工委、北京市委青工委指导，清华大学科学博物馆、清华大学科学史系、九三学社海淀区委青工委、海淀第六综合支社联合主办的“小科学大梦想”系列公益科普活动第十二期走进清华大学科学博物馆回顾“人类计算器具史”成功举办。这是今年疫情过后首次采用“线下主题讲座与观展+线上直播”的方式开展的公益科普活动。为进一步向“未来的小科学家们”推广清华大学科学博物馆与“神机妙算——计算器具历史展”，本次活动邀请清华大学计算机领域专家讲述计算机发展史，启迪科学精神，引领亲子家庭走近科学，走近清华大学科学博物馆。同时，通过活动招募期间对展览进行文字、图片的展示和推荐，引导更广泛人群关注“神机妙算——计算器具历史展”。
清华大学科学博物馆事业发展部负责人范爱红致辞
活动开始前，首先清华大学科学博物馆事业发展部负责人范爱红发表致辞。在致辞中她介绍了清华大学科学博物馆的主要情况，她表示清华大学科学博物馆建好之后将成为中国大学所设立的第一家综合类收藏型科学博物馆，目前科学博物馆有4000多件藏品，并且这里正在举办的有“神机妙算——计算器具历史展”和“百年器象——清华大学科学仪器历史展”两个展览，今天的活动将围绕计算器具历史进行主题演讲与参观。她对九三学社海淀青工委、海淀第六综合支社搭建的平台及为活动的充分准备表示感谢，并预祝本次活动圆满成功，愿小朋友们在活动中学到知识，在未来实现人生梦想。
九三学社海淀第六综合支社主委徐文致辞
接着，九三学社海淀第六综合支社主委，徐文发表讲话，她指出小科学大梦想活动是聚焦于青少年的科普活动，通过线下线上双渠道让科学家与小朋友们零距离接触，其中本次参加现场活动的小朋友由来自北京蒲公英中学、清华附小、以及合肥润安公学的同学组成，并特别介绍蒲公英中学是一所公益学校，也是九三学社海淀第六综合支社长期公益支持的一所农民工子弟学校，很开心这次活动能够让蒲公英中学的孩子们也有近距离接触科学的机会。最后她对清华大学科学博物馆，清华科学史系的老师给予的大力支持表示感谢，祝清华大学科学博物馆越办越好，活动圆满成功。
最后，九三学社北京市委副秘书长兼组织部部长郭艺发表讲话，她表示很高兴作为清华校友返回校园参加活动，同时也非常高兴小科学大梦想的科普活动已经成功举办十二期，哪怕疫情期间也不曾间断，非常不容易。她表示九三学社秉承“爱国、民主、科学”的传统和宗旨，开展科普活动也是九三学社的传统，相信“小科学大梦想”系列活动可以激励更多小朋友学科学、爱科学，长大后致力于祖国的科学事业。她对清华大学科学史系、清华大学博物馆的老师们对本次活动的大力支持表示感谢，并对九三学社北京市委组织部副部长黄琳亲临现场指导工作给予感谢。
“神机妙算——计算器具历史展”策展人司宏伟做主题演讲
本次活动主讲人邀请到清华大学科学史系博士后，“神机妙算——计算器具历史展”总策展人司宏伟，以“计算之美”为主题做科普报告。
司老师结合展览实际，按古算之谜、机械之巧、电子之光三部分内容对人类计算器具发展史进行了极简评说。他首先介绍了原始社会的手指计数和结绳计数，两种计数均为古代手动计算工具，其中手指计数比起身体其它部位，手指用起来更加方便，也更具生命力（沿用至今），这也是人类默认使用十进制技术的根本原因。而结绳计数是通过结绳来计数，可以较为长久地保存数量信息，世界上不止一个民族曾采用结绳计数。
讲座现场
然后，司老师介绍了中国古代三种有代表性的手动计算工具，算筹、算、算表和算盘。算筹，它是中国古代的主要计算工具，可追溯到商朝，一般由木棍、竹条或兽骨做成，通过排列和摆放算筹可以施行加、减、乘、除、开方等运算，也可用来求解方程，这样的计算方式统称为“筹算”。
在清华大学2008年入藏的2400余支战国竹简中，有一组21支简形制特殊，编联成册后可形成一个数表形式的实用计算工具，被定名为《算表》，其核心由“九”至“一”及其乘积“八十一”至“一”诸数构成的乘法表，可以用来计算任意两位数的乘法。算盘，在古代称得上是当之无愧的计算神器，它的功能与算筹同样强大，因框架和算珠制成一体，携带和使用比算筹方便得多。中国算盘发展至明朝就基本取代了算筹。
讲座现场，小朋友与策展人互动交流
接下来，司老师介绍了三种西方早期的手动计算工具，纳皮尔算棒、比例规和计算尺。纳皮尔算棒，由数根写有数字的木棒或骨棒组成，其原理是流星雨欧亚大陆的“格子乘法”，可大大减省乘法运算的过程。比例规，16世纪它以伽利略为代表的欧洲学者发明，它像愿鬼一样可以开合，两脚似直尺，上面镌写有各种刻度，利用相似三角形原理进行乘、除、比例等计算。滑动计算尺，1622年英国的威廉奥特雷德在对数直尺基础上发明的，不仅可以进行加、减、乘、除、乘方和开方运算，还能计算三角函数、指数函数和对数函数等。
接下来，司老师介绍了近代机械计算装置——机械之巧，他表示用机械齿轮模拟计数古已有之，但直到17世纪机械计算器才付诸实践，受制造工艺制约，到19世纪中叶各种商用计算器才大规模使用，也反应出资本主义市场经济和工业发展的内在需求。但是，后来出现的差分机和分析机的使用，尤其是分析机出现程序控制思想，则预示了未来电子计算机的发展方向。
小朋友在现场认真地做笔记
最后，司老师介绍了现代电子计算设备——电子之光。20世纪初，人们发现电磁继电器可以构成逻辑电路，逐以取代复杂齿轮进行的计算，但在历史上它仅作为过渡时期的计算器，存在时间相对较短。后来，阿兰·麦席森·图灵发明出通用电子数字计算机的理论模型，约翰·冯·诺依曼构想出现代计算机的体系结构。1946年，世界第一台完全独立运行的通用电子数字计算机问世，至今已发展到第四代电子计算机。20世纪70年代，美国出现了世界第一台微机“牛郎星8800”，它为个人电脑奠定了革命性的基础，更是激发了比尔·盖茨创立微软公司，乔布斯创立苹果电脑公司。除了计算机的微型化为个人所用之外，其巨型化的发展也更为科学研究所用。如我国的“天河一号”、“天河二号”、“神威·太湖之光”，其中“天河二号”更是蝉联8连冠世界超级计算机排行榜。
最后，司老师与小朋友们对未来的计算机共同展望，并介绍了量子计算机、人工智能计算机等未来的计算机。精彩讲座结束后，司老师热情的对现场小朋友们的问题进行逐一解答。
清华大学科学博物馆高级顾问杨玲与全体获奖小朋友合影留念
在活动期间的互动问答环节，司老师巧妙地将一系列问题设计在计算器具发展的重要节点中，引发小朋友们真实的感受到从古至今计算器具的一步步发展史和演变史。从这些有趣的问题当中，不仅激发了孩子们充分的思考，而且还身临其境地让大家感受到科技发展为推动人类社会发展带来的重大变革。踊跃参与回答问题的小朋友还得到了由清华大学博物馆馆长吴国盛教授所著并签名的图书《科学的故事》和清华大学纪念章作为鼓励。由九三学社中央委员会组织部部长、九三学社第十四届中央委员会常委、清华大学科学博物馆高级顾问杨玲为获奖小朋友亲自颁发奖品，并与全体获奖小朋友合影留念。
随后，由清华大学科学博物馆的两位志愿者姚婧宇和周璐为小朋友们讲解导览“神机妙算——计算器具历史展”和“百年器象——清华大学科学仪器历史展”，并进行全程直播。
“神机妙算——计算器具历史展”展示80件馆藏的计算器具珍品，小朋友们通过参观历史展，回顾了这段漫长的人类计算器具发展进步史。
“百年器象——清华大学科学仪器历史展”展示大量珍贵的清华科技文物，让小朋友们通过参观科学仪器，了解科学发展的历程。
合影留念
活动的最后，部分现场参与活动的小朋友合影留念。相信这次活动会让更多的小朋友们产生更多对于数学逻辑、推理计算的兴趣，在平日的生活中将每一次奇思妙想转化为致力于推动科学事业远大理想的潜动力。在未来，九三学社将继续发挥所拥有的高、中级知识分子和科技人才的优势，以丰富有趣的公益科普讲座活动，让孩子们与前沿科学家零距离互动，营造尊重科学、向往科学的社会氛围。
通过这次活动，孩子们也受到了爱国主义教育，激发他们树立科技报国的远大理想。“百年器象”展厅有两弹一星的《以身许国图》，“天河一号”登顶世界超算第一的展出，让钱憧小朋友坚持把亲手做的小国旗留在清华科博，我们相信留下来的还有一颗“热爱祖国和向往科学”的心。
活动结束后，大家的感悟十分真切
撰文：代方舟
摄影：彭轶楣
