Name: 最初のコンピューターはなぜランプで作られていたのか (Por que os primeiros computadores eram feitos de lâmpadas)
Uploaded: 2026-03-26T22:35:19.000Z
Duration: 17 min 2 s
Description: VoiceTubeの動画で発音を聞きながら英語表現を覚えよう！学べる英語：

A era moderna da eletrônica começou com a lâmpada, mas não da maneira que você imagina.

電子工学の現代は電球から始まりましたが、皆さんが想像するような方法ではありません。

As primeiras lâmpadas tinham um filamento de carbono selado num bulbo de vidro a vácuo.

最初期の電球は、真空ガラス球に封入された炭素フィラメントを使っていました。

Quando uma diferença de potencial era aplicada através do filamento, a corrente passava por ele, aquecendo-o a mais de 1.700 °C, tão quente que ele brilhava.

フィラメントに電位差がかかると、電流が流れ、フィラメントは1700℃以上に加熱され、光るほど熱くなりました。

Se houvesse muito oxigênio no bulbo, o filamento teria queimado imediatamente; essa era a razão do vácuo.

球根内に酸素が多すぎると、フィラメントはすぐに燃え尽きてしまいます。それが真空にした理由です。

Mas, do ponto de vista da eletrônica, o verdadeiro avanço veio de uma observação curiosa feita por Thomas Edison.

しかし、電子工学の観点から見ると、真の進歩はトーマス・エジソンによる興味深い観察から生まれました。

Ele percebeu que, ao longo da vida útil de uma lâmpada, o vidro ficava descolorido, tornando-se amarelo e depois marrom, mas apenas de um lado.

彼は、電球の耐用年数の間に、ガラスが変色し、黄色から茶色へと変わっていくことに気づきましたが、それは片側だけでした。

では、一体何が起こっていたのでしょうか？

Bem, o filamento aquecido emite não só luz e calor, mas também elétrons.

実は、加熱されたフィラメントは光と熱だけでなく、電子も放出していたのです。

Você pode imaginar que eles estão sendo liberados da superfície daquele carbono.

それらの電子が、あの炭素の表面から放出されていると想像してみてください。

Esse fenômeno, chamado emissão termoiônica, já havia sido descoberto por outros cientistas de forma independente até 27 anos antes.

この熱電子放出と呼ばれる現象は、すでに27年も前に他の科学者たちによって独立して発見されていました。

Mas, depois de Edison, isso se tornou amplamente conhecido;

しかし、エジソンの後、これは広く知られるようになりました。

na verdade, por um tempo, a emissão de elétrons de um filamento aquecido foi chamada de efeito Edison.

実際、一時的に、加熱されたフィラメントからの電子の放出はエジソン効果と呼ばれていました。

Agora, esses elétrons flutuando por aí estavam desobstruídos porque estavam em um vácuo.

さて、そこを漂っていた電子は、真空だったため、邪魔されませんでした。

Mas como havia uma diferença de potencial entre os fios que levavam ao filamento, os elétrons eram atraídos para o fio positivo.

しかし、フィラメントにつながる電線の間に電位差があったため、電子は正の電線に引きつけられました。

Então eles aceleravam em direção a ele e a maioria passava direto e colidia com o vidro, ao longo do tempo, descolorindo-o.

それで、それらはそちらに向かって加速し、ほとんどはまっすぐ通り過ぎてガラスに衝突し、時間の経過とともに、それを変色させました。

Vale ressaltar que Edison estava usando corrente contínua;

エジソンは直流を使用していたことを指摘しておく価値があります。

se ele estivesse usando corrente alternada, então ambos os lados teriam sido descoloridos.

もし交流を使っていたら、両方の側が変色していたでしょう。

Mas foi essa observação que preparou o terreno para uma revolução eletrônica e, eventualmente, para os primeiros computadores digitais.

しかし、この観察が電子工学の革命、そして最終的には最初のデジタルコンピューターの基盤を築いたのです。

Em 1904, John Ambrose Fleming patenteou um dispositivo muito parecido com a lâmpada de Edison, mas com um acréscimo importante: um segundo eletrodo dentro da lâmpada.

1904年、ジョン・アンブローズ・フレミングはエジソンの電球と非常によく似たデバイスを特許取得しましたが、重要な追加がありました。それは電球の中に2つ目の電極があったことです。

Carregando positivamente essa placa em relação ao filamento, os elétrons eram acelerados pelo vão, fechando o circuito.

フィラメントを正に帯電させると、電子は空間を加速し、回路を閉じました。

Se a placa estivesse um pouco negativa em relação ao filamento, repeliria os elétrons e não haveria corrente.

もしプレートがフィラメントに対してわずかに負であれば、電子を反発し、電流は流れなくなります。

Fleming chamou o seu dispositivo de rua de mão única para eletricidade.

フレミングはこの装置を電気の「一方通行の道」と呼びました。

Como apenas um dos eletrodos era aquecido, os elétrons só podiam fluir dali para a placa, e não no sentido contrário.

電極の片方だけが加熱されていたため、電子はそこからプレートへしか流れず、逆方向には流れませんでした。

O dispositivo foi chamado de diodo termiônico e foi usado inicialmente para detectar sinais de rádio, mas também podia converter corrente alternada em corrente contínua.

この装置は熱電子ダイオードと呼ばれ、当初は無線信号の検出に使われましたが、交流を直流に変換することもできました。

Os cientistas rapidamente perceberam que um design mais eficiente tinha o filamento no centro e o outro eletrodo, a placa ou ânodo, como um cilindro ao seu redor.

科学者たちはすぐに、より効率的な設計ではフィラメントが中心にあり、もう一方の電極であるプレートまたはアノードがその周りを円筒状に囲んでいることに気づきました。

Essa geometria capturava mais elétrons que saíam do filamento e permitia que correntes maiores fluíssem.

この形状は、フィラメントから放出される電子をより多く捉え、より大きな電流を流すことを可能にしました。

Com um desses diodos, era possível converter corrente alternada em corrente contínua irregular.

このダイオードの1つを使えば、交流を不規則な直流に変換することができました。

Combinando alguns diodos e um capacitor, obtinha-se uma corrente contínua relativamente estável.

いくつかのダイオードとコンデンサを組み合わせることで、比較的安定した直流が得られました。

Isso foi muito importante: o primeiro dispositivo prático de válvula, modelo para todas as válvulas que dominariam a indústria nos 50 anos seguintes.

これは非常に重要でした。最初の実用的なバルブデバイスであり、その後の50年間、業界を席巻するすべてのバルブのモデルとなったのです。

No começo do século XX, o grande problema da eletrônica era amplificar.

20世紀初頭、電子工学における大きな問題は増幅でした。

O rádio era recém-inventado, mas o seu alcance era limitado pela falta de equipamentos confiáveis para amplificar sinais fracos.

ラジオは発明されたばかりでしたが、弱い信号を増幅するための信頼できる機器がなかったため、その到達範囲は限られていました。

As chamadas telefônicas eram limitadas a até 1.300 km, pois além disso o sinal ficava fraco demais para ser ouvido.

電話の通話は最大1,300kmに制限されていました。それ以上になると、信号が弱すぎて聞こえなくなったからです。

Uma forma inicial de amplificação foi criada para o funcionamento do telégrafo, chamada relé.

初期の増幅方法の一つは、電信の動作のために作られたリレーと呼ばれるものでした。

Num relé, há um eletroimã e, quando a corrente passa por esse eletroimã, ele atrai um interruptor, acionando um segundo circuito.

リレーでは電磁石があり、この電磁石に電流が流れると、スイッチを引きつけ、2番目の回路をオンにします。

Quando a corrente no eletroimã cessa, o interruptor é liberado e o segundo circuito se abre novamente.

電磁石の電流が止まると、スイッチが解放され、2番目の回路が再び開きます。

Este dispositivo amplifica pontos e traços do código Morse em uma linha telegráfica.

このデバイスは、電信回線上のモールス信号の点と線を増幅します。

Mas sua saída binária significa que ele é incapaz de amplificar os sinais complexos e analógicos de chamadas telefônicas e ondas de rádio.

しかし、その二進数的な出力は、電話やラジオ波の複雑でアナログな信号を増幅できないことを意味します。

É por isso que foi uma grande inovação em 1906, quando Leed Forest pegou o diodo e adicionou outro eletrodo dentro do bulbo.

だからこそ、1906年にリー・ド・フォレストがダイオードを取り出し、バルブ内に別の電極を追加したことは、大きな革新だったのです。

Esse eletrodo não era uma peça sólida de metal, mas sim uma malha de fios espaçada, e foi colocado entre o filamento, ou cátodo, e o ânodo.

その電極は、金属の塊ではなく、間隔を空けたワイヤーのメッシュで、フィラメント、つまりカソードとアノードの間に配置されました。

Com três eletrodos ele passou a ser chamado de tríodo.

3つの電極を持つことから、このデバイスは三極管と呼ばれるようになりました。

Agora, uma grande diferença de potencial podia ser aplicada entre o ânodo e o cátodo, mas a quantidade de elétrons que realmente fluía entre eles era controlada pela voltagem na grade, como esse novo eletrodo passou a ser conhecido.

これにより、アノードとカソードの間に大きな電位差をかけることができるようになりましたが、実際にそれらの間で流れる電子の量は、この新しい電極、つまりグリッドにかかる電圧によって制御されました。

Se a grade tivesse carga negativa, repelia os elétrons do filamento, impedindo seu fluxo ao ânodo.

グリッドが負の電荷を持っていた場合、フィラメントからの電子を反発し、アノードへの流れを妨げました。

Se a grade estivesse levemente positiva, os elétrons seriam atraídos para longe do filamento, passando pelos orifícios da grade e acelerando em direção ao ânodo.

グリッドがわずかに正であれば、電子はフィラメントから引きつけられ、グリッドの穴を通り抜け、アノードに向かって加速しました。

Então, dessa forma, uma pequena mudança na voltagem da grade pode controlar uma grande voltagem no ânodo.

このようにして、グリッドの電圧のわずかな変化が、アノードの大きな電圧を制御できるようになりました。

E a resposta é rápida, então você pode obter amplificação de alta frequência.

そして、応答が速いため、高周波の増幅を得ることができます。

Eu gosto de pensar nisso como estar no topo de um penhasco alto, abrindo e fechando uma válvula em um grande cano de água.

高い崖の上に立って、大きな水道管のバルブを開閉しているようなものだと考えています。

Quer dizer, não é preciso muita energia para girar a válvula, mas essa pequena entrada é convertida numa enorme saída de água caindo do penhasco.

つまり、バルブを回すのに多くのエネルギーは必要ありませんが、この小さな入力は、崖から落ちる膨大な水出力に変換されるのです。

この三極管に電力を供給しているのですか？

そこが熱くなっているのがわかりますね。

Então o amarelo é a entrada e O amarelo indica a entrada e o roxo a saída.

黄色が入力で、紫が出力ということですね。

Há cerca de 2 volts de variação na entrada, resultando em 5, 10, 15 volts de variação na saída.

入力で約2ボルトの変化があり、出力では5ボルト、10ボルト、15ボルトの変化が得られます。

Para essa demonstração, estávamos usando apenas 24 volts no ânodo.

このデモンストレーションでは、アノードには24ボルトしか使用していませんでした。

Se tivéssemos usado uma voltagem mais alta, poderíamos ter conseguido muito mais amplificação, e as pessoas realmente faziam isso.

もっと高い電圧を使えば、さらに大きな増幅が得られたでしょうし、実際にそうしていました。

Esse foi o aparelho que permitiu nossas primeiras chamadas de longa distância.

これが、最初の長距離電話を可能にした装置でした。

Usando válvulas, a primeira chamada transcontinental de Nova York para São Francisco aconteceu entre 25 de janeiro de 1915.

バルブを使用することで、ニューヨークからサンフランシスコへの最初の大陸横断電話は、1915年1月25日に行われました。

ええ、これで10ボルトになるはずです。

É difícil ver a grade aqui porque, assim como no diodo cilíndrico, a melhor configuração para um tríodo é ter uma configuração cilíndrica.

ここでグリッドを見るのは難しいですが、円筒形ダイオードと同じように、三極管の最適な構成は円筒形であることです。

O ânodo fica do lado de fora, a grade está cilindricamente dentro dele e o cátodo ou filamento está no centro.

アノードが外側にあり、グリッドがその内側に円筒状に配置され、カソードまたはフィラメントが中央にあります。

A invenção do tríodo foi muito importante.

三極管の発明は非常に重要でした。

Rádios, televisores, quaisquer eletrônicos que as pessoas tinham era alimentado por válvulas.

ラジオ、テレビ、人々が持っていたあらゆる電子機器は、バルブで動いていました。

Você teria tantas delas em casa, mesmo até os anos 60 e 70, mas as válvulas não tinham terminado de revolucionar a eletrônica.

60年代や70年代でさえ、家庭にはたくさんのそれらがありましたが、バルブは電子工学に革命を起こし終えていませんでした。

Em sua tese de 1937, Claude Shannon encontrou uma conexão entre circuitos elétricos e um ramo da matemática conhecido como álgebra booleana.

1937年の論文で、クロード・シャノンは電気回路とブール代数として知られる数学の一分野との関連性を見出しました。

Trabalhando em meados do século XIX, George Boole estava tentando encontrar uma base matemática para a lógica.

19世紀半ばに活動していたジョージ・ブールは、論理の数学的基盤を見つけようとしていました。

No sistema dele, uma afirmação verdadeira era representada como 1 e uma afirmação falsa como 0.

彼のシステムでは、真の命題は1で表され、偽の命題は0で表されました。

E Boole também desenvolveu algumas operações, como o E.

そしてブールは、ANDのようないくつかの演算も開発しました。

Se ambas as afirmações A e B fossem verdadeiras, então o resultado também seria verdadeiro.

もし命題Aと命題Bの両方が真であれば、結果も真になります。

O que Shannon percebeu foi que as operações de Boole podiam ser representadas como circuitos eletrônicos, que havia uma equivalência entre afirmações matemáticas e circuitos elétricos.

シャノンが気づいたのは、ブールの演算は電子回路として表すことができ、数学的な命題と電気回路の間には等価性があるということでした。

Para montar esses circuitos no mundo real, bastavam alguns interruptores.

これらの回路を現実世界で構築するには、いくつかのスイッチがあれば十分でした。

Nesse mesmo ano, 1937, George Stebbits construiu a primeira calculadora digital.

同じ1937年に、ジョージ・ステビッツは最初のデジタル計算機を製作しました。

Ela podia somar dois números binários de um bit, ou seja, ela podia somar dois números, desde que fossem 0 ou 1.

この計算機は、2つの1ビットの二進数を加算することができました。つまり、0か1の数であれば2つまで加算できたのです。

A calculadora usava um relé, interruptor eletromecânico originário da telegrafia.

この計算機は、電信から生まれた電気機械式スイッチであるリレーを使用していました。

Havia duas entradas: se elas ficassem abertas, a entrada era 0; se fechadas, era 1.

2つの入力があり、開いたままだと入力は0、閉じていると1でした。

A saída era mostrada com duas lâmpadas: se nenhuma luz estivesse acesa, a resposta era 0.

出力は2つの電球で示されました。どちらの電球も点灯していなければ、答えは0でした。

Se a luz de saída acendesse, a resposta era 1; se a de transporte acendesse, era 2.

出力ランプが点灯すれば答えは1、キャリーランプが点灯すれば2でした。

O diagrama do circuito funciona assim: se nem a chave A nem a B estiverem fechadas, ou seja, somando 0 mais 0, então nenhuma corrente passa pelo circuito e nenhuma lâmpada acende.

回路図は次のように機能します。キーAもBも閉じられていない場合、つまり0+0を足す場合、回路に電流は流れず、電球は点灯しません。

Se a entrada A estivesse fechada, a corrente passaria pelo solenoide, criando um campo magnético que puxaria o interruptor para fechar.

入力Aが閉じられると、電流がソレノイドを流れ、磁場が発生してスイッチを引き込み、閉じるのです。

E isso conecta a lâmpada de saída à energia e desconecta a lâmpada de transporte.

これにより、出力ランプが電源に接続され、キャリーランプが切断されます。

Assim, a lâmpada de saída acende, o que significa que a resposta é 1.

出力ランプが点灯するので、答えは1となります。

E a mesma coisa aconteceria quando a entrada B estivesse fechada e a A aberta.

そして、入力Bが閉じられてAが開いている場合も同じことが起こります。

Mas se você fechasse tanto A quanto B simultaneamente?

では、AとBの両方を同時に閉じたらどうなるでしょうか？

Então não há corrente passando pelo solenoide, mas haveria uma corrente vinda da bateria conectada a A, que está ligada à lâmpada 1.

すると、ソレノイドには電流は流れませんが、Aに接続されたバッテリーからの電流が流れ、それがランプ1につながっています。

Então ela acende, indicando que 1 mais 1 é igual a 2.

そのため、ランプが点灯し、1+1=2であることを示します。

これがデジタル時代の幕開けです。

そして、それは決して華やかなものではありませんでした。

Stebbits construiu seu dispositivo com algumas baterias, lâmpadas e relés que ele tinha por aí, e, para as entradas, ele cortou uma lata de tabaco.

ステビッツは、手元にあったいくつかのバッテリー、電球、リレーを使って装置を組み立て、入力にはタバコ缶を切り抜いて使いました。

Ele construiu isso em uma noite na mesa da cozinha, por isso ficou conhecido como Model K.

彼はこれをキッチンテーブルで一晩かけて作ったため、モデルKとして知られるようになりました。

O circuito que Stebbits construiu agora é chamado de meio-somador.

ステビッツが作ったこの回路は、現在ハーフアダーと呼ばれています。

Mas se você olhar para esse circuito pelos olhos de Claude Shannon, percebe que, na verdade, são duas portas lógicas.

しかし、クロード・シャノンが見たなら、これは実際には2つの論理ゲートだと気づくでしょう。

A lâmpada de saída deve acender quando A ou B, mas não ambos, estiverem fechados.

出力の電球は、AかBのどちらか一方、あるいは両方ではない場合に点灯するはずです。

Então isso é conhecido como uma porta, ou exclusivo.

これは「排他的論理和」ゲートとして知られています。

Já a lâmpada de Vaium só deve acender quando tanto A quanto B estiverem fechados, então isso é uma porta E.

一方、VAIUMの電球は、AとBの両方が閉じている場合にのみ点灯するはずなので、これは「論理積」ゲートです。

Este circuito usa versões elétricas dos operadores booleanos, tis, or e e.

この回路は、ブール演算子の「NOT」、「OR」、「AND」の電気的なバージョンを使用しています。

É possível construir outros operadores booleanos como portas eletrônicas, para coisas como OU, NOR e NAND.

「OR」、「NOR」、「NAND」などの電子ゲートとして、他のブール演算子を構築することも可能です。

E você pode dizer: "Qual é o grande lance?" Quero dizer, o grande lance é que você acabou de enganar um monte de elétrons para fazerem matemática para você.

「それで、何がすごいんだ？」と言うかもしれません。すごいのは、たくさんの電子をだまして計算をさせていることです。

もちろん、それは非常に単純な計算です。

É possível conectar vários meios-somadores para criar circuitos mais complexos capazes de realizar cálculos avançados.

複数の半加算器を接続することで、高度な計算を実行できるより複雑な回路を作成することが可能です。

Foi exatamente isso que Stebbits e colegas dos Bell Labs fizeram.

ベル研究所のステビッツと同僚は、まさにそれを行いました。