Разгадаване на мистериите на Аникитерския механизъм

Преди 2000 години гърците построили това, което може би е първият компютър в света

Ще разберем ли някога напълно как работи?

Годината е 72 пр.н.е. и Римската република вече е с еднопосочен билет към империята. Все по-нарастващата средиземноморска сила е въвлечена в пореден конфликт, а римският завоевател Луций Луциний Лукул е наел серия кораби, за да превозва богатства от новоразграбените региони.

Въпреки че повечето кораби в крайна сметка достигат местоназначението си в пристанището Остия, югозападно от Рим, един гръцки кораб – натоварен с бижута, монети, статуи, стъклени изделия и бронзови шедьоври – никога не пристига. Докато корабът прекосява Егейско море , силна буря го хвърля в скалистите брегове на остров, наречен Антикитера. Сблъсъкът разкъсва дебелия пет инча корпус на кораба, карайки го да потъне на повече от 100 фута под вълните, докато накрая се озовава на потопен склон край брега на острова, пише Popular Mechanics.

Това е историята – или поне една от историите – за това как един от най-объркващите археологически обекти в света, механизмът от Антикитера , е започнал своето 2000-годишно пребиваване на дъното на Егейско море. Определянето на произхода на механизма, включително мистерията как и кога корабът е потънал , е само началото.

Гмуркачи първи изкопали механизма – смятан за древен астрономически календар и един от най-ранните предшественици на съвременния компютър – край бреговете на Антикитера в началото на 20-ти век. Оттогава математици, часовникари, металурзи, астрофизици и подводни археолози се опитват да разберат това фрагментирано, корозирало и влудяващо сливане на зъбни колела, щифтове и циферблати.

Всъщност устройството е почти толкова известно със своята непълнота, колкото и със своята сложност. Сега, съхраняван в Националния археологически музей в Атина, Гърция, е открита само една трета от механизма с размерите на кутия за обувки, разпръснат върху 82 фрагмента с различни размери. Останалата част е изгубена в морето.

Повече от век по-късно, откритията – и противоречията – около едно от най-невероятните археологически открития в човешката история само нарастват.

Древните гърци са имали дарбата да правят почти невъзможното възможно. Някои от най-великите средиземноморски философи са се занимавали с електричество, парна енергия и дори математически анализ повече от хилядолетие преди Научната революция да постави тези идеи в основата на съвременната наука.

Въпреки това, сложността на механизма на Антикитера шокира изследователите.

Изрязано с милиметрова прецизност, вероятно с помощта на древни инструменти като вертикални стругове и дъгови бормашини, устройството съдържаше десетки зъбни колела, които работеха заедно в зашеметяващ дисплей на астрономическа информация.

С прозрения, събрани от останалите фрагменти, учените знаят, че ръчно завъртян циферблат от предната си страна е проследявал движението на слънцето, луната и другите пет планети, известни на древността: Меркурий, Венера, Марс , Юпитер и Сатурн. Другата страна на устройството е помещавала още два кръгли циферблата. Горният циферблат е компенсирал несъответствието в периодите между лунния месец и слънчевата година, докато долният е изчислявал както лунните, така и слънчевите затъмнения. Той дори е съдържал отделен, по-малък циферблат за отбелязване на спортни събития като Олимпийските игри.

Антикитерският механизъм е бил по същество сложен небесен календар и е забележително доказателство за изтънчеността на древногръцката астрономия. Гърците са закъснели в астрономията в сравнение с вавилонците и египтяните. Гръцкият философ Талес от Милет от VI век пр.н.е. поставя началото на вековна традиция да използва геометрията, за да разбере светлинния слой над нас. С течение на времето гърците започват да създават все по-сложни геометрични модели на космоса. В крайна сметка те отливат тези модели в бронзова миниатюра на часовников механизъм.

Постигането на това ниво на механична сложност не беше лесно. Например, когато се гледа от Земята, Луната изглежда ускорява, когато е най-близо до планетата или в перигея си, за разлика от когато е най-далеч или в апогея си. За да уловят това неравномерно движение, създателите на устройството са използвали епициклични зъбни колела (зъбни колела, монтирани върху други зъбни колела), закрепени върху ексцентрична ос, съдържаща механизъм с щифт и шлиц, за да представят тази фина лунна аномалия.

И това е само луната.

С течение на времето солите и минералите в морската вода реагирали с медните елементи на механизма, корозирайки устройството до неузнаваемост.

Преди откриването на механизма, археолозите, изучаващи древността, са разкривали само зъбни колела от водни мелници и вятърни мелници – груби механични зъбни колела, обяснява Тони Фрийт, почетен професор в Университетския колеж в Лондон и съосновател на (вече несъществуващия) изследователски проект за механизмите от Антикитера. „Тази прецизна зъбна предавка... е просто напълно непозната от древния свят.“

Това „извънвремевно“ качество обяснява как устройството (за съжаление) запълва цял епизод от телевизионния сериал „ Древни извънземни“ на канал History и се превръща в централното място за пътуване във времето на Макгъфин в „Индиана Джоунс и циферблатът на съдбата“ от 2023 г. Дори известният физик от 20-ти век Ричард Файнман, човек, много добре запознат с привидните невъзможности на квантовия свят, описва механизма като „почти невъзможен“ след посещение в Националния археологически музей в Атина.

Този анахронизъм е отчасти причината Фрийт да изучи механизма. 78-годишният Фрийт притежава почти енциклопедични познания за механизма на Антикитера – неговите вътрешни механизми, историята му и многото хора, които са играли роля в неговата история – и говори за чистия гений на устройството с ентусиазъм и сериозност.

Въпреки че Фрийт е завършил математика в Кеймбридж и Бристъл, той развива страст към киното и е прекарал голяма част от кариерата си, работейки по документални филми и телевизионни специални предавания по теми, вариращи от преживяванията на младежите във Великобритания до натуралното земеделие в Субсахарска Африка.

През 2000 г. колега предположи, че механизмът от Антикитера може да се окаже идеалната тема за нов документален филм. Фрийт веднага се заинтригува и започна да разработва предложение. „Изготвих предложение и обиколих телевизионни комисари, а те попитаха: „Какво ново?““, спомня си той в интервю по-рано тази година. „Не можехме наистина да им дадем нова история за това.“

Така Фрийт започнал да се вглежда в предишни изследвания и случайно попаднал на основополагащия труд на Дерек Дж. де Сола Прайс от 1974 г., „ Зъбни колела от гърците“ , който отново представил на света чудото на механизма от Антикитера. Скоро мимолетното увлечение на Фрийт разцъфтяло в пълноценна научна мания.

Прайс, който почина през 1983 г., беше един от първите пионери в съвременните изследвания на механизмите на Антикитера. Макар че не беше първият, който осъзна неговата сложност, той беше един от първите, които наистина схванаха дълбоките последици, заложени в корозиралата му зъбна предавка. След като изучи устройството в Атина през 1958 г., Прайс изнесе презентация на конференцията на Американската асоциация за развитие на науките във Вашингтон, окръг Колумбия, и сравни механизма с компютър - ново изобретение по онова време. Презентацията създаде медийна сензация и в една статия той оприличи откритието на механизма на „отваряне на пирамида и намиране на атомна бомба“.

Прайс не е бил просто защитник на устройството. Той е направил и редица важни открития, включително това, че то проследява времето във връзка с движението на небесните тела, и е затвърдил теорията, че то е по-скоро компютър или калкулатор, отколкото декоративен предмет.

Докато Прайс се стремял предимно да разбере как функционира механизмът, той също така размишлявал за неговия създател и подкрепял предишни твърдения, че Архимед може би е бил умът зад машината.

Роден в Сиракуза, Сицилия, около 287 г. пр.н.е., Архимед развива мания по математиката от ранна възраст. След като учи в Египет, той се завръща в Сиракуза, където прави изумителни открития, включително изчисляването на пи, изобретяването на Архимедовия винт (все още използван за напояване на културите днес) и основните закони на хидростатиката. Възможно е той също така да е създал серия оръжия – един доклад описва гигантски нокът, който можел да повдига кораби от вода, докато друг разказ описва смъртоносен лъч, задвижван от огледало, който използвал слънчевата светлина, за да изгаря нахлуващите кораби – но тази изобретателност не е достатъчна, за да спаси Сиракуза от римската обсада около 212 г. пр.н.е.

Архимед не оцелява в битката, но някои доказателства сочат, че неговите механични сферати или сфери са оцелели. Римският държавник Цицерон описва в своя трактат от 52 г. пр.н.е. „ За републиката “, че след битката римският проконсул и новоизпечен завоевател на Сиракуза, Марк Клавдий Марцел, откраднал едно от астрономическите творения на Архимед. Този подобен на кълбо обект очертавал движенията на слънцето и луната и на петте планети, които гръцките астрономи наричали „скитници“.

Въпреки че описанието на Цицерон не съвпада напълно с механизма от Антикитера, това кратко споменаване на дълго ценената сиракузка плячка на Марцел подкрепя теорията, че Архимед е притежавал механичните познания, за да възпроизведе движението на нашата слънчева система.

„Известният сицилианец [Архимед] е бил надарен с по-голям гений, отколкото човек би си представил, че е възможно да притежава едно човешко същество“, пише Цицерон, цитирайки учения Фил, който според сведенията е бил свидетел на действието на устройството след обсадата.

От своя страна, Фрийт е съгласен, че е вероятно известният гръцки философ да е играл роля в създаването на механизма. „Механизмът от Антикитера е толкова умен, толкова гениален и толкова необикновен“, казва той, „че би трябвало да е някой като Архимед“, който е имал солидни математически и астрономически познания.

Учените не са успели да определят точно кога е бил построен този конкретен механизъм, но повечето го поставят някъде между трети и първи век пр.н.е. - след смъртта на Архимед, но десетилетия преди той в крайна сметка да бъде изгубен в морето.

Може да е копие на Архимедов оригинал или да съдържа итерации от други астрономи от епохата, като Аполоний от Перга, Хипарх от Никея или Посидоний от Родос, изобретател, чиято работа е описана в друг трактат на Цицерон. „След като построили Партенона, всички го копирали“, казва Фрийт. „Има малки копия на Партенона по целия гръцки свят.“

Независимо кой го е създал, Фрийт казва, че механизмът, който е показан днес, вероятно не е първият проект и че цяла линия от тези устройства може да е съществувала в цялото Средиземноморие. Би било почти невъзможно за един велик учен да седне и да проектира механизма от нулата, без първо да направи по-прости устройства, обяснява Фрийт. „Но ние нямаме нито едно от тях.“

Учените рядко обичат да работят с извадка от един екземпляр, но не е открит друг механизъм – или дори някаква по-ранна версия на механизъм. Кратка разходка из Националния археологически музей в Атина ще разкрие зали, пълни със статуи, вази и други съкровища на древния свят. Но ще намерите само един механизъм от Антикитера – или поне една трета от него.

Най-четени