Компьютер в виде корабля
Обновлено: 07.07.2024
Среди предметов, поднятых с затонувшего корабля, оказался бесформенный ком корродированной бронзы, покрытой известковыми отложениями, принятый сначала за обломок статуи. В 1902 году его изучением занялся археолог Валериос Стаис. Расчистив его от известковых отложений, он, к своему удивлению, обнаружил сложный механизм, наподобие часового, с множеством бронзовых шестеренок, остатками приводных валов и измерительных шкал. Также удалось разобрать некоторые надписи на древнегреческом языке.
Пролежав 2000 лет на морском дне, механизм дошел до нас в сильно поврежденном виде. Деревянный каркас, на котором он, по всей видимости, крепился, полностью распался. Металлические детали сильно деформировались и подверглись коррозии. Кроме того, многие фрагменты механизма были утрачены.
В 1903 году в Афинах вышла первая официальная научная публикация с описанием и фотографиями Антикитерского механизма, как было названо это устройство.
Прайс предполагал, что Антикитерский механизм был создан около 85-80 г. до н.э. Однако радиоуглеродный анализ (1971) и эпиграфические исследования надписей отодвинули предполагаемое время его создания до 150-100 гг. до н.э.
В 1978 г. известный французский исследователь Жак-Ив Кусто еще раз обследовал место находки, но не нашел больше останков Антикитерского механизма.
Большой вклад в изучение Антикитерского механизма внес Майкл Райт, сотрудник Лондонского музея науки и Имперского колледжа в Лондоне, применивший для исследования оригинальных фрагментов метод линейной рентгеновской томографии. Первые результаты этого исследования были представлены в 1997 году, что позволило существенно скорректировать выводы Прайса.
Продолжает свои исследования и Майкл Райт, представивший в 2007 году модифицированную модель Антикитерского механизма.
Совместными усилиями исследователей Антикитерский механизм постепенно открывает свои тайны, расширяя наши представления о возможностях античной науки и техники.
Оригинальные фрагменты
Все сохранившиеся металлические части Антикитерского механизма изготовлены из листовой бронзы толщиной 1-2 миллиметра. Многие фрагменты практически полностью преобразовались в продукты коррозии, однако во многих местах все еще можно различить изящные детали механизма.
В настоящее время известно 7 больших (A-G) и 75 малых фрагментов Антикитерского механизма.
Фото 1. Антикитерский механизм, фрагменты A-G. Радиография. Масштаб не соблюден
Фото 3. Антикитерский механизм, фрагмент A
Фрагмент B, размером около 124 миллиметра (фото 4) состоит в основном из оставшейся части верхнего циферблата задней панели с двумя сломанными валами и следами еще одной шестеренки. Фрагменты A и B примыкают друг к другу, в то время как фрагмент E, размером около 64 миллиметров, на котором расположена еще одна небольшая часть циферблата, помещается между ними. Соединенные вместе, они позволяют рассмотреть устройство задней панели, состоящей из двух больших циферблатов, имеющих вид спирали из четырех и пяти концентрических сходящихся колец, расположенных один над другим на прямоугольной пластине, высота которой примерно в два раза больше ширины. На недавно обнаруженном фрагменте F также располагается кусочек заднего циферблата со следами деревянных деталей, образующих сочленение в углу пластины.
Фото 4. Антикитерский механизм, фрагмент B
На всех этих фрагментах можно различить следы бронзовых пластин, располагавшихся поверх циферблатов. Они были плотно заполнены надписями. Некоторые их кусочки удалили с поверхности основных деталей в процессе очистки и хранения, другие же снова собрали в то, что ныне известно в качестве фрагмента G. Оставшимся разрозненным частям, в основном это мельчайшие кусочки, присвоили номера.
Фото 5. Антикитерский механизм, фрагмент C
Фото 6. Антикитерский механизм, фрагменты B, A и C (слева направо): вид сзади
Фрагмент D состоит из двух колесиков, совмещенных друг с другом посредством тонкой плоской пластины, проложенной между ними. Данные колесики имеют не совсем круглую форму, вал, на которых они должны располагаться, отсутствует. Для них не находится места на прочих дошедших до нас фрагментах и, таким образом, их назначение установить не удается.
Все фрагменты Антикитерского механизма хранятся в Национальном археологическом музее в Афинах. Фрагменты A, B и C демонстрируются в экспозиции музея.
Фото 7. Антикитерский механизм, фрагмент D
Назначение и функции
По уровню миниатюризации и сложности Антикитерский механизм сопоставим с астрономическими часами XVIII века. Он содержит более 30 шестеренок с зубьями в форме равносторонних треугольников. Столь высокая сложность и безупречное изготовление позволяют предположить, что у него имелся ряд предшественников, которые не были обнаружены.
Таким образом, существование в древности механизмов, сопоставимых по сложности с Антикитерским, находит подтверждение у античных авторов, хотя ни один из них не дошел до нас.
Компьютерная реконструкция механизма
Дальнейшие исследования подтвердили, что Антикитерский механизм являлся астрономическим и календарным калькулятором, использовавшимся для прогнозирования позиций небесных светил в небе, и мог служить также как планетарий для демонстрации их движения. Таким образом, речь идет о более сложном и многофункциональном устройстве, чем небесный глобус Архимеда.
Плохая сохранность и фрагментарность дошедших до нас частей Антикитерского механизма делают любую попытку его реконструкции гипотетической. Тем не менее, благодаря кропотливой работе исследователей, мы можем с достаточной уверенностью представить, хотя бы в общих чертах, его устройство и функции.
После установки даты прибор, предположительно, приводили в действие вращением ручки, расположенной на боковой грани корпуса. Большое ведущее колесо с 4 спицами (фото 3) было связано с помощью многоступенчатых зубчатых передач с многочисленными шестеренками, вращавшимися с различной скоростью и, в конечном итоге, перемещавшими указатели на циферблатах.
Механизм имел три основных циферблата с концентрическими шкалами: один на передней панели и два на задней панели. На передней панели имелось две шкалы: неподвижная внешняя, представляющая эклиптику (большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), разделенная на 360 градусов и на 12 отрезков по 30 градусов со знаками Зодиака, и подвижная внутренняя, имевшая 365 делений по числу дней в египетском календаре, использовавшемся греческими астрономами. Погрешность календаря, вызванная большей реальной продолжительностью солнечного года (365,2422 дней), могла корректироваться поворотом календарного циферблата на 1 деление назад за каждые 4 года. (Следует отметить, что юлианский календарь, содержащий дополнительный день в високосные годы, был введен только в 46 г. до н.э.).
Передний циферблат имел, вероятно, по крайней мере, три стрелочных индикатора: один с указанием даты, а два других с указанием положений Солнца и Луны относительно плоскости эклиптики.
Указатель положения Луны позволял учитывать особенности ее движения, открытые Гиппархом. Гиппарх нашел, что лунная орбита представляет собой эллипс, наклоненный на 5 градусов к плоскости земной орбиты. Луна движется по эклиптике быстрее вблизи перигея и медленнее в апогее, что в хорошем приближении следует второму закону Кеплера для угловой скорости. Чтобы учесть эту неравномерность, использовалась хитроумная система зубчатых передач, включавшая две шестеренки со смещенным относительно оси вращения центром тяжести.
Логично предположить, что имелся аналогичный механизм, показывающий движение Солнца в соответствии с теорией Гиппарха, однако передача этого механизма (если он существовал) была утрачена.
На передней панели располагался также механизм с индикатором фаз Луны. Сферическая модель Луны, наполовину посеребренная, наполовину черная, показывалась в круглом окошке, демонстрируя текущую фазу Луны.
Существует точка зрения, что механизм мог иметь указатели для всех пяти планет, известных грекам (это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн). Но ни одна передача, отвечающая за такие планетарные механизмы, не найдена, за исключением одной системы передач (фрагмент D), назначение которой неясно. В то же время недавно обнаруженные надписи, в которых упоминаются стационарные точки планет, позволяют предположить, что Антикитерский механизм мог также описывать их движение.
Фото 8. Зодиакальная шкала, календарная шкала и парапегма
Фото 9. Фрагмент текста парапегмы
Таким образом, прибор мог показывать взаимное расположение светил на небесной сфере на конкретную дату, что могло иметь практическое применение в работе астрономов и астрологов (астрология широко практиковалась в Древнем мире), избавляя от сложных и трудоемких расчетов.
Однако в 2008 году руководитель Проекта по исследованию Антикитерского механизма Тони Фриз и его коллеги обнаружили на этом циферблате названия 4 панэллинских игр (Истмийских, Олимпийских, Немейских и Пифийских), а также игр в Додоне. Олимпийский циферблат должен быть включен в существующую зубчатую передачу, перемещавшую указатель на 1/4 оборота за год.
Это подтверждает, что Антикитерский механизм мог использоваться для расчетов дат религиозных праздников, связанных с астрономическими событиями (в том числе Олимпийских и других священных игр), а также служить для коррекции календарей на основе Метонова цикла. Это имело важное практическое значение в Греции, где почти каждый полис имел собственный гражданский календарь, что создавало невероятную путаницу.
На шкале циферблата, показывающего цикл Сарос, имеются символы Σ для лунных затмений (ΣΕΛΗΝΗ, Луна) и Η для солнечных затмений (ΗΛΙΟΣ, Солнце) и цифровые обозначения, выполненные греческими буквами, предположительно указывавшие на дату и час затмений. Удалось установить корреляции с реально наблюдавшимися затмениями.
Это подтверждает, что прибор мог использоваться для прогнозирования лунных и, возможно, солнечных затмений.
Антикитерский механизм был заключен в деревянный ящик, на дверцах которого находились бронзовые таблички, содержащие руководство по его применению с астрономическими, механическими и географическими данными. Интересно, что среди географических названий в тексте встречается ΙΣΠΑΝΙΑ (Испания по-гречески), что является старейшим упоминанием страны в этой форме, в отличие от Иберии.
Рентгеновское изображение (слева) и компьютерная модель (справа) блока, ответственного за моделирование обращения Луны (фото T. Freeth et al.).
«Это устройство просто экстраординарное, оно единственное в своём роде, — говорит Майк Эдмундс (Mike Edmunds), профессор из университета Кардиффа (Cardiff University), возглавляющий исследование механизма. – Его дизайн превосходен, и астрономия совершенно точна… С точки зрения исторической ценности этот механизм я считаю дороже Моны Лизы».
В новой работе учёные использовали точные рентгеновские сканеры для реконструкции строения шестерёнок, а также для распознавания почти стёртых надписей на поверхности устройства.
Как показал тщательный анализ, проведённый с помощью этой современной аппаратуры, на солнечном календаре, на передней панели механизма были указатели для Солнца и Луны под названиями «золотая маленькая сфера» и просто «маленькая сфера» соответственно. Кроме того, обнаружились отметки, устанавливавшие соответствие между зодиаком и солнечным календарём.
Что касается другого солнечного календаря на обратной стороне механизма, то удалось выяснить, что он использовался для предсказания солнечных и лунных затмений.
Также исследователи смогли на этот раз узнать, что это устройство даже учитывало неравномерность движения Луны, вызванную тем, что наш спутник обращается не по круговой, а по эллиптической орбите. Для этого авторы антикитерского чуда сделали «лунную» шестерёнку со смещённым центром вращения.
На этот раз получилось уточнить датировку механизма. По данным радиоуглеродного анализа получалось, что эту штуковину изготовили около 65 года до нашей эры. Но как следует из надписей, которые учёные смогли прочитать благодаря рентгеновской аппаратуре, прибор несколько старше – его создали в 150-100 году до нашей эры.
Кстати, с надписями исследователи поработали особенно успешно. Раньше считалось, что распознано 95% текста, тогда как новое исследование добавило к этому знанию не 5%, а почти удвоило его! Это знание оказалось очень ценным – благодаря новым надписям учёные смогли подтвердить представление о том, что механизм помимо упомянутых объектов мог вычислять конфигурации Марса, Юпитера и Сатурна, в чём специалисты раньше сомневались.
Также в реконструкции, сделанной исследователями, 37 колёс, хотя у механизма, хранящемся в афинском Национальном археологическом музее (National Archaeological Museum of Athens), всего 30 деталей, остальные 7 – просто «гипотетические».
«Из-за фрагментарности находки такие предположения неизбежны. Однако с ними новая модель выглядит очень убедительно», — считает Франсуа Шарет (François Charette), исследователь из университета Людвига–Максимилиана (Ludwig-Maximilians-Universität), не принимавший участия в исследовании.
В международной исследовательской команде собрались эксперты по разным отраслям научного знания: астрономы, математики, компьютерщики, археологи и другие. Специалисты, по информационным технологиям, кстати, назвали антикитерский механизм аналоговым компьютером.
И хотя учёные располагают нерабочим экземпляром прибора, они планируют сделать его точную компьютерную модель, а также работающую копию.
Антикитерский механизм, вероятно, был создан во второй половине II века до н.э. Это время расцвета эллинистической астрономии, связанного с именами таких ученых, как Посидоний и Гиппарх.
Гиппархом Никейским был составлен каталог звездного неба, впоследствии использованный Птолемеем, открыта прецессия равноденствий, достаточно точно описаны видимые движения Луны, Солнца и пяти известных тогда планет, определено расстояние от Земли до Луны и размеры последней, очень близкие действительным. Найденное Гиппархом значение синодического месяца всего на 0,5 секунды меньше принимаемого сегодня. Теория Гиппарха позволяла предсказывать лунные затмения с точностью до одного-двух часов и, хотя и с меньшей точностью, солнечные затмения.
Посидоний произвел вычисление расстояния от Земли до Солнца, составившее 5/8 действительного (фантастический результат для того времени).
Веком раньше творил Аристарх Самосский, создатель первой в истории гелиоцентрической системы (на 1800 лет раньше Коперника), и его младший современник Архимед, величайший ученый античного мира и предтеча науки Нового времени.
Многие достижения античной науки казались бы сегодня невероятными, не будь они зафиксированы в дошедших до нас трудах древних ученых. При всей сложности Антикитерского механизма, не имеющей аналогов до Нового времени, он, как представляется, построен на базе астрономических и математических теорий, разработанных греческими учеными к 150-100 г. до н.э. Так что для его трактовки нам не нужно обращаться к Deus ex machina.
Современные исследователи, занятые реконструкцией Антикитерского механизма, сходятся в том, что он, скорее всего, был уникальным устройством. Однако есть близкие по времени свидетельства Цицерона о механических планетариях Архимеда и Посидония. Это позволяет предположить, что существовала древнегреческая традиция создания сложных механизмов, которая впоследствии была передана Византии и исламскому миру, где аналогичные сложные механические устройства были построены мусульманскими инженерами и астрономами в Средние века. Эти устройства были гораздо проще, чем Антикитерский механизм, но они имеют так много точек соприкосновения, что кажется очевидным, что они пришли из общей традиции.
Став жертвой стихии и людской алчности, Антикитерский механизм на две тысячи лет выпал из научного оборота. Но благодаря тому же несчастному случаю, обернувшемуся счастливой случайностью, он сохранился до наших дней и попал в руки современных исследователей, заставив пересмотреть многие из наших оценок античной науки и техники.
А вот еще вам несколько загадок древности: Чье лицо у Сфинкса ? или вот еще - Террасы Морай (Cusco Moray)
Читайте также: