Антикитерский механизм: первый в мире компьютер с затонувшего древнего корабля
Небольшой греческий островок в Средиземном море площадью всего около 20 квадратных километров под названием Антикитера, расположенный на границе Эгейского моря, на протяжении практически всей своей истории был почти необитаем, да и сейчас его население не превышает полусотни жителей. Название его дословно означает «расположенный напротив Китеры» (Китера – другой остров, располагающийся в 38 километрах к юго-востоку).
Когда-то в прошлом Антикитера служил перевалочной базой для пиратов и контрабандистов. И, пожалуй, этим бы исчерпывалось все, чем он известен, если бы не события на рубеже XIX и ХХ веков.
В здешних прибрежных водах в 1900 году ныряльщики за губками, как обычно, собирали свой «урожай». Когда один из них – Элиас Стадиатос – в очередной раз вылез на палубу ржавой посудины, служившей ныряльщикам «базовой плавучей станцией», в глазах у него проскальзывали огоньки сумасшествия. Он невнятно бормотал, что видел на морском дне «кучу голых женщин». Однако, как вскоре выяснилось, бедолага вовсе не сошел с ума.
Спустившийся вслед за этим (4 апреля 1900 года) водолаз Ликопантис обнаружил на глубине около полусотни метров обломки древнего корабля, затонувшего в древние времена с бесценным грузом произведений искусства – предположительно, по пути в Рим.
В течение нескольких следующих месяцев ныряльщики поднимали со дна сокровища найденного клада: ювелирные и гончарные изделия, посуду, фурнитуру, множество других сокровищ, включая каменные статуи и бронзовые статуэтки. Постепенно к этому процессу подключились и археологи – греческое правительство снарядило экспедицию для осуществления операции по подъему того, что осталось от древнего судна. Поднимать его останки наняли тех же ныряльщиков.
В 1901 году со дна достали древнегреческую бронзовую статую юноши высотой 194 сантиметра, которая получила название Эфеб с Антикитеры. Но, как в дальнейшем выяснилось, вовсе не ей суждено было стать главной находкой в прибрежных водах острова Антикитера.
Среди поднятых 17 мая 1902 года предметов с затонувшего древнего судна оказался сильно изъеденный коррозией странный металлический предмет размером чуть более 30 сантиметров (с большую старинную книгу), обросший водорослями и буквально «въевшийся» в куски известняка. Ныряльщик вытащил его лишь потому, что заметил бронзу под слоем продуктов коррозии.
Первоначально – на фоне множества чудесных классических произведений искусства – предмет не показался заслуживающим внимания. Кроме того, на суше под воздействием воздуха он почти сразу развалился на несколько кусков, а то, что было его деревянным кожухом, рассохлось. Находку вообще могли бы просто выбросить, если бы археолог Валериос Стаис не заметил в ней наличие нескольких бронзовых шестеренок. И лишь много лет спустя выяснилось, что именно эта «штуковина» была самой ценной находкой.
Опубликованные Прайсом выводы показались научному сообществу настолько сомнительными, что некий профессор заявил Прайсу, что вероятность истинности его предположения крайне мала, разве что кто-то, проплывавший над этим местом более чем через тысячу лет после кораблекрушения древнего судна, выбросил данный механизм за борт.
В 1971 году, по-прежнему уверенный в своей правоте, Прайс убедил Греческую комиссию по атомной энергии провести эксперимент с использованием гамма-излучения для исследования этого куска бронзы. Полученные фотопластинки позволили Прайсу реконструировать устройство. Определив количество зубцов и то, как бронзовые шестерни сцеплялись друг с другом, он смог с помощью математических методов определить соответствие каждого диска определенному небесному телу. Прайс пришел к выводу, что реконструированный им механизм, который выглядит как прибор XVIII века, представляет собой механическую счетную машину.
Прайс заключил, что антикитерский механизм показывал положение Солнца и Луны на циферблатах, размеченных не на день или неделю, а на целых четыре года. Циферблат на передней стороне служил для отображения знаков зодиака и дней в году. Два циферблата с другой стороны были настроены на 2 цикла.
Первый цикл осуществляла система шестерен с передаточным соотношением 254:19, которая использовалась для моделирования движения Солнца и Луны относительно неподвижных звезд. Это соотношение выбрано на основе так называемого Метонова цикла, который позволяет проводить согласование лунного месяца и солнечного года. 254 сидерических месяца (периода обращения Луны относительно неподвижных звезд) с большой точностью составляют 19 тропических лет или 254-19=235 синодических месяца (периода смен фаз Луны).
Второй цикл соответствовал 223 лунным (синодическим) месяцам – по его завершении цикл солнечных и лунных затмений повторяется.
Эти циклы позволяли вычислять положения светил в будущем, для чего можно было задавать настройки, вращая специальную ручку. Положение Солнца и Луны выводилось на циферблат с одной из сторон механизма.
В реконструкции Прайса присутствовала дифференциальная передача, которая, как ранее считалось, изобретена не раньше XVI века. С ее помощью вычислялась разность положений Солнца и Луны, которая соответствует фазам Луны. Она выводилась на другой циферблат.
По схеме Прайса британский часовщик Джон Глив построил работающую копию механизма.
Райт пришел к выводу, что в реконструкции Прайса имеются фундаментальные ошибки. В частности – предположение о наличии дифференциальной передачи в механизме не соответствует действительности. При этом однако Райт подтвердил общее заключение Прайса о том, что механизм служил для моделирования движения небесных тел.
В 2002 году Райт предложил свою реконструкцию, в которой было уж 76 шестеренок. Получилась сложная рабочая модель Солнечной системы – по сути эдакий «портативный планетарий». По предположению Райта, антикитерский механизм мог моделировать движение не только Солнца и Луны, но и пяти известных в древности планет – Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна…
В 2005 году под эгидой Министерства Культуры Греции стартовал греко-британский проект по изучению антикитерского механизма (Antikythera Mechanism Research Project). В проекте участвуют ученые из британского Кардиффского университета (в частности, профессор Майк Эдмундс и математик Тони Фрит) и из двух греческих университетов, в распоряжении которых самая современная техника для исследований.
Число бронзовых шестерен в реконструированной модели было увеличено до 37 (реально уцелело лишь 30). Механизм имел двухстороннее исполнение – вторая сторона использовалась для предсказания солнечных и лунных затмений. Примерный срок изготовления механизма отодвинут от ранее определенного и составляет на текущий момент 100-150 лет до нашей эры.
Перевод обнаруженных рентгеновскими методами надписей также показал, что древнее устройство не только предсказывало солнечные затмения, но и упорядочивало календарь с учетом четырехлетнего цикла, имевшего важнейшее значение – одна из шкал прибора использовалась для записи дат панэллинистических Игр (предтечи современных Олимпийских игр), которые проводились раз в четыре года и служили «общепринятой хронологической вехой» для древних греков.
Несмотря на столь впечатляющие открытия, назначение антикитерского механизма так и остается до конца неизвестным. К сожалению, более детальное изучение принципов работы прибора и определение его функционального назначения осложняется неизвестным изначальным числом колец и шестерней. Не известно также – целый прибор достался исследователям или только его часть.
Целый ряд новых загадок дали и обнаруженные надписи, перевод которых немало озадачил исследователей. Им удалось подробно рассмотреть шкалы на задней стенке антикитерского механизма, в том числе названия всех 12 месяцев античного календаря. В статье для журнала «Nature» группа ученых во главе с математиком и кинематографистом Тони Фризом из Antikythera Mechanism Research Project (Кардифф, Уэльс) сообщила, что названия месяцев, «как это ни неожиданно, оказались коринфского происхождения». При этом названия этих месяцев ранее не были известны и относятся к так называемому метоническому календарю, который был разработан для того, чтобы увязать длительность лунных месяцев с солнечным годом. Таким календарем пользовались, например, вавилоняне как минимум начиная с V века до нашей эры.
Связь механизма с коринфянами оказалась неожиданностью для ученых, так как остальной груз корабля, по-видимому, происходил из восточной части Средиземноморья – с Родоса и Пергама. Названия месяцев, начертанные на корпусе прибора, по словам исследователей, «практически абсолютно совпадают» с названиями из календарей, происходящих из Иллирии и Эпира – областей в Северо-Западной Греции – а также с острова Корфу. Названия семи месяцев указывают также на возможные связи с Сиракузами. Все это привело их к гипотезе о «наследии, восходящем к Архимеду».
Обычно утверждается, что устройство, созданное Архимедом, якобы имело много общего с антикитерским механизмом. И это подспудно создает у читателя ощущение, что изготовление подобных механизмов было древним грекам по плечу – чуть ли не обычным делом. Но обратимся к первоисточникам.
Марк Туллий Цицерон в философском трактате «О государстве», рассказывая об устройстве, созданном Архимедом, пишет следующее:
«Но – сказал Галл – такая сфера, на которой были бы представлены движения Солнца, Луны и пяти звезд, называемых странствующими и блуждающими, не могла быть создана в виде сплошного тела; изобретение Архимеда изумительно именно тем, что он придумал, каким образом, при несходных движениях, во время одного оборота сохранить неодинаковые и различные пути. Когда Галл приводил эту сферу в движение, происходило так, что на этом шаре из бронзы Луна сменяла Солнце в течение стольких же оборотов, во сколько дней она сменяла его на самом небе, вследствие чего и на небе сферы происходило такое же затмение Солнца, и Луна вступала в то же место, где была тень Земли, когда Солнце из области…» [далее текст утерян].
«…на переднем циферблате отмечались фазы прохождения Солнца и Луны через Зодиак по египетскому календарю. Два задних циферблата отображали соответственно цикл единого синодического периода обращения (время между молодой и полной Луной) и лунный год, состоящий из 12 синодических периодов обращения (месяцев). Другие диски отражали цикл 4 солнечных лет и 235 синодических периодов обращения (месяцев), что соответствует 19 солнечным годам. Это число очень важно, потому что это повторяющийся цикл. Древние астрономы должны были заметить цикличность наступления равноденствия и солнцестояния, а также изменения фаз Луны в этом 19-летнем цикле. Шестерни были спроектированы так, чтобы с помощью этого механизма как можно точнее вычислить астрономический коэффициент, равный 13,368267. Создателям фактически удалось добиться коэффициента 254/19, что соответствует 13,368421 – следовательно, достигнута точность 1/86000».
При такой фантастической точности (чуть более одной тысячной доли процента!) сравнивать антикитерский механизм с устройством Архимеда, описанным Цицероном, это все равно что ставить в один ряд современный компьютер и бухгалтерские счеты – вроде бы и то, и другое позволяет проводить арифметические вычисления…
Исследователи, изучавшие этот механизм, приходят к выводу, что его работа была основана на гелиоцентрической теории устройства Солнечной системы, то есть на положении о том, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца (кроме Луны, которая вращается вокруг Земли). Между тем древние греки придерживались мнения Аристотеля о вращении Вселенной вокруг Земли, которое в итоге вылилось в широко известную геоцентрическую систему Птолемея, где Солнце вращалось вокруг Земли вместе с Луной, а другие планеты хоть и двигались по довольно сложным траекториям, но также в итоге обращались вокруг Земли.
Заметим, что человечеству понадобилось более тысячи лет, чтобы перейти от системы Птолемея к гелиоцентрической системе Коперника, которая даже уже после своего опубликования с трудом пробивала себе путь, поскольку еще долгое время давала при расчетах результаты хуже системы Птолемея. Причина была в том, что в системе Коперника орбиты планет были круглыми, а не эллиптическими как в реальности. А в антикитерском механизме задолго до Коперника уже не только используется именно гелиоцентрическая система, но и учтена, как уже указывалось, даже эллиптичность движения Луны!..
Антикитерский механизм не просто намного превышает уровень знаний древних греков того периода, которым он официально датируется, а в корне противоречит научной школе того времени!.. Греки якобы создали то, что они по своим знаниям создать никак не могли…
Показательно и то, что другие известные более поздние астрономические шестереночные календари византийского и исламского периодов, находящиеся ныне в разных музеях мира, несравненно более примитивны. Антикитерский механизм остается уникальной находкой такого рода.
В целом же можно констатировать, что антикитерский механизм вполне подходит на роль «божественного» предмета или по крайней мере некоей хорошо исполненной копией прототипа, принадлежавшего древней высоко развитой цивилизации богов, которые подобным уровнем знаний как раз обладали.
Лекция об антикитерском механизме:
Свежие комментарии