W 1900 roku, w przeddzień Wielkanocy, dwa statki łowców gąbek wracające z wybrzeża Afryki zakotwiczyły na małej greckiej wyspie Antikythera (Antikythera) na Morzu Egejskim, położonej między wyspą Kreta a południowym krańcem Grecji kontynentalnej - Peloponezem. Tam, na głębokości około 60 metrów, nurkowie odkryli pozostałości starożytnego statku.
Sponge Divers, 1900
W następnym roku greccy archeolodzy, z pomocą nurków, rozpoczęli badania zatopionego statku, który okazał się być rzymskim statkiem handlowym, który rozbił się w latach 80-50. PNE. Według najbardziej prawdopodobnej hipotezy statek płynął z wyspy Rodos, najprawdopodobniej do Rzymu z trofeami lub „prezentami” dyplomatycznymi. Jak wiecie, podbojowi Grecji przez Rzym towarzyszył systematyczny eksport dóbr kultury do Włoch.
Wśród przedmiotów podniesionych z zatopionego statku znajdowała się bezkształtna bryła skorodowanego brązu, początkowo wzięta za fragment posągu. W 1902 roku archeolog Valerios Stais zaczął go badać. Po oczyszczeniu go z osadów wapna, ku swemu zdziwieniu odkrył złożony mechanizm, podobny do zegarka, z wieloma brązowymi zębatkami, pozostałościami wałków napędowych i skalami pomiarowymi. Udało nam się też rozpoznać napisy w języku starożytnej Grecji.
Po spędzeniu 2000 lat na dnie morskim mechanizm dotarł do nas w bardzo zniszczonej postaci. Drewniana rama, do której najwyraźniej była przymocowana, całkowicie się rozpadła. Części metalowe są silnie zdeformowane i skorodowane. Ponadto wiele fragmentów mechanizmu zostało utraconych. W 1903 r. W Atenach ukazała się pierwsza oficjalna publikacja naukowa z opisem i zdjęciami mechanizmu z Antykithiry, jak nazywano to urządzenie.
Czyszczenie urządzenia wymagało żmudnej pracy, która trwała ponad dekadę. Jego rekonstrukcja wydawała się niemal beznadziejna i długo pozostawała słabo poznana, aż zwróciła na siebie uwagę angielskiego fizyka i historyka nauki Dereka J. de Solla Price. W 1959 roku magazyn Scientific American opublikował artykuł Price'a „The Ancient Greek Computer” na temat mechanizmu z Antykithiry i kamienia milowego w jego badaniach.
Film promocyjny:
Przeprowadzone w 1971 roku analizy radiowęglowe i badania epigraficzne napisów pozwoliły ustalić, że urządzenie to powstało w latach 150-100 pne. Badanie mechanizmu za pomocą radiografii rentgenowskiej i gamma dostarczyło cennych informacji na temat wewnętrznej konfiguracji urządzenia.
Wszystkie zachowane metalowe części mechanizmu z Antykithiry są wykonane z brązu o grubości 1-2 milimetrów. Wiele fragmentów jest prawie całkowicie przekształconych w produkty korozji, ale w wielu miejscach nadal można dostrzec delikatne szczegóły mechanizmu. Obecnie znanych jest 7 dużych i 75 małych fragmentów tego mechanizmu.
Już na wstępnym etapie badań, dzięki zachowanym napisom i łuskom, mechanizm z Antykithiry został zidentyfikowany jako rodzaj urządzenia dla potrzeb astronomicznych. Według pierwszej hipotezy było to jakieś narzędzie nawigacyjne, być może astrolabium - rodzaj kołowej mapy gwiaździstego nieba z urządzeniami do wyznaczania współrzędnych gwiazd i innych obserwacji astronomicznych, za którego wynalazcę uważa się starożytnego greckiego astronoma Hipparcha (ok. 180-190-125 pne). PNE).
Szybko jednak stało się jasne, że stopień miniaturyzacji i złożoności mechanizmu z Antykithiry jest porównywalny z zegarem astronomicznym z XVIII wieku. Zawiera ponad 30 kół zębatych z zębami w kształcie trójkątów równobocznych. Ta duża złożoność i nienaganna jakość wykonania sugerują, że miał wielu poprzedników, których nie odkryto.
Zgodnie z drugą hipotezą, mechanizmem była „płaska” wersja mechanicznego globu niebieskiego (planetarium) stworzonego przez Archimedesa (ok. 287–212 pne), o którym pisali starożytni autorzy.
Najwcześniejsza wzmianka o kuli ziemskiej Archimedesa pochodzi z I wieku pne. W dialogu słynnego rzymskiego mówcy Cycerona „On the State” rozmowa między uczestnikami rozmowy sprowadza się do zaćmień słońca, a jeden z nich mówi:
Pamiętam, jak kiedyś razem z Guyem Sulpiciusem Gallem, jednym z najbardziej uczonych ludzi w naszym kraju, odwiedzałem Marka Marcellusa … i Gallus poprosił go o przyniesienie słynnej „kuli”, jedynego trofeum, którym pradziadek Marcellusa chciał udekorować swój dom po zdobyciu Syrakuz, miasto pełne skarbów i cudów.
Często słyszałem, jak ludzie mówili o tej „kuli”, którą uważano za arcydzieło Archimedesa i muszę przyznać, że na pierwszy rzut oka nie znalazłem w niej nic specjalnego. Piękniejsza i lepiej znana wśród ludzi była inna sfera, stworzona przez tego samego Archimedesa, którą ten sam Marcellus podarował Świątyni Walecznych.
Ale kiedy Gallus zaczął nam wyjaśniać budowę tego urządzenia z wielką znajomością sprawy, doszedłem do wniosku, że Sycylijczyk ma talent większy niż człowiek. Albowiem Gallus powiedział, że … solidna kula bez pustek została wynaleziona dawno temu … ale - powiedział Gall - - takiej kuli, na której reprezentowane są ruchy Słońca, Księżyca i pięciu gwiazd, zwanych … wędrującymi, nie można stworzyć w postaci ciała stałego.
Wynalazek Archimedesa jest niesamowity właśnie dlatego, że wymyślił, jak podczas różnych ruchów podczas jednego obrotu zachować odmienne i różne ścieżki. Kiedy Gall wprawił tę kulę w ruch, tak się złożyło, że na tej brązowej kuli księżyc zastępował słońce na tyle obrotów, ile w ciągu ilu dni zastąpił je w samym niebie, w wyniku czego to samo zaćmienie słońca nastąpiło na niebie kuli i księżyca wszedł w tę samą metę, gdzie był cień ziemi, gdy słońce wyszło z regionu … (Lacuna).
Nic nie jest wiarygodne na temat wewnętrznego mechanizmu niebiańskiego globu Archimedesa. Można przypuszczać, że składał się ze złożonego systemu kół zębatych, podobnie jak mechanizm z Antykithiry. Archimedes napisał książkę o urządzeniu niebiańskiego globu - „O tworzeniu sfer”, ale niestety zaginęła.
Cyceron pisze również o innym podobnym urządzeniu wykonanym przez Posidoniusza (ok. 135 - 51 pne), stoickiego filozofa i naukowca, który mieszkał na wyspie Rodos, skąd mógł wypłynąć statek z mechanizmem z Antykithiry: „Gdyby tylko kiedykolwiek przywiózł do Scytii lub Wielkiej Brytanii tę kulę (sphaera), którą nasz przyjaciel Posidonius niedawno zrobił, piłkę, której indywidualne obroty odtwarzają to, co dzieje się na niebie ze Słońcem, Księżycem i pięcioma planetami w różne dni i noce, a następnie kto jest w tych barbarzyńskich krajach czy wątpiłbyś, że ta piłka jest wytworem doskonałego powodu?” (Cyceron. O naturze bogów, II, 34)
Dalsze badania wykazały, że mechanizm z Antykithiry był kalkulatorem astronomicznym i kalendarzowym używanym do przewidywania pozycji ciał niebieskich na niebie, a także mógł służyć jako planetarium do zademonstrowania ich ruchu. Tak więc mówimy o bardziej złożonym i wielofunkcyjnym urządzeniu niż niebiański glob Archimedesa.
Według jednej z hipotez urządzenie to powstało w Akademii, założonej przez stoickiego filozofa Posidoniusza na greckiej wyspie Rodos, znanej wówczas jako centrum astronomii i „inżynierii mechanicznej”. Spekuluje się również, że inżynierem, który opracował urządzenie, mógł być astronom Hipparch (ok. 190-120 pne), który również mieszkał na wyspie Rodos, ponieważ zawiera mechanizm wykorzystujący jego teorię ruchu księżyca.
Jednak najnowsze odkrycia uczestników Projektu Badań Mechanizmu z Antykithiry, opublikowane 30 lipca 2008 w czasopiśmie Nature, sugerują, że koncepcja mechanizmu powstała w koloniach Koryntu, co może wskazywać na tradycję sięgającą Archimedesa.
Pomimo słabego zachowania i fragmentacji części mechanizmu z Antykithiry, dzięki żmudnej pracy badaczy, możliwe jest ogólne przedstawienie z wystarczającą pewnością jego struktury i funkcji.
Po ustawieniu daty urządzenie było prawdopodobnie obsługiwane przez obracanie pokrętła znajdującego się z boku obudowy. Duże 4-ramienne koło napędowe było połączone wielostopniowymi zębatkami z wieloma biegami obracającymi się z różnymi prędkościami i poruszającymi tarczami.
Mechanizm miał trzy główne tarcze z koncentrycznymi skalami: jedną z przodu i dwie z tyłu. Na panelu przednim znajdowały się dwie łuski: stała zewnętrzna, reprezentująca ekliptykę (duży okrąg sfery niebieskiej, wzdłuż której zachodzi pozorny roczny ruch Słońca), została podzielona na 360 stopni i 12 segmentów po 30 stopni ze znakami zodiaku oraz ruchoma wewnętrzna, która miała 365 podziałów według liczby dni w kalendarzu egipskim, który był używany przez greckich astronomów. Błąd kalendarza spowodowany dłuższym rzeczywistym czasem trwania roku słonecznego (365,2422 dni) można było skorygować, obracając tarczę kalendarza o 1 działkę wstecz co 4 lata.
Przednia tarcza prawdopodobnie miała trzy wskazówki: jeden z datą, a dwa pozostałe z położeniami Słońca i Księżyca względem płaszczyzny ekliptyki. Wskaźnik położenia księżyca umożliwiał uwzględnienie nierównomierności jego ruchu spowodowanej tym, że satelita Ziemi porusza się nie po kołowej, lecz eliptycznej orbicie. W tym celu wykorzystano pomysłowy system przekładni, który obejmował dwa koła zębate z przesuniętym środkiem ciężkości względem osi obrotu.
Na przednim panelu znalazł się również mechanizm ze wskaźnikiem fazy księżyca. Sferyczny model Księżyca, w połowie posrebrzany, w połowie czarny, został pokazany w okrągłym oknie, pokazującym aktualną fazę księżyca.
Istnieje pogląd, że mechanizm mógłby mieć wskaźniki dla wszystkich pięciu planet znanych Grekom (są to Merkury, Wenus, Mars, Jowisz i Saturn). Ale nie znaleziono ani jednej transmisji odpowiedzialnej za takie mechanizmy planetarne. Jednocześnie niedawno odkryte inskrypcje, które wspominają o stacjonarnych punktach planet, sugerują, że mechanizm z Antykithiry również mógłby opisywać ich ruch.
Wreszcie na cienkiej brązowej blaszce pokrywającej przednią tarczę znajdowała się parapegma - kalendarz astronomiczny pokazujący wschody i zachody poszczególnych gwiazd i konstelacji, na co wskazują greckie litery odpowiadające tym samym literom na skali zodiakalnej.
W ten sposób urządzenie mogło pokazywać względne położenie luminarzy na sferze niebieskiej w określonym dniu, co mogłoby mieć praktyczne zastosowanie w pracy astronomów i astrologów, eliminując złożone i żmudne obliczenia.
Z tyłu były dwie duże tarcze. Górna tarcza, która miała kształt spirali z pięcioma zwojami i 47 rozgałęzieniami w każdym zakręcie, przedstawiała cykl Metonic, nazwany na cześć ateńskiego astronoma i matematyka Metona, który zaproponował go w 433 pne. Służył do koordynowania czasu trwania miesiąca księżycowego i roku słonecznego w kalendarzu księżycowo-słonecznym.
Jak zauważył starożytny grecki naukowiec z I wieku pne Gemini w swoich „Elementach astronomii”, Grecy składali ofiary bogom zgodnie ze zwyczajem swoich przodków, a zatem „muszą utrzymywać porozumienie ze Słońcem w latach, a z Księżycem w dniach i miesiącach”.
Na górnej tarczy tylnej ścianki znajdowała się również tarcza pomocnicza, podzielona na cztery sektory, przypominająca drugą tarczę współczesnego zegarka naręcznego.
W 2008 roku szef projektu badawczego mechanizmu z Antykithiry Tony Freese i jego koledzy znaleźli na tej tarczy nazwy 4 Igrzysk Panhelleńskich - Isthmian, Olympic, Nemean i Pythian, a także Igrzysk w Dodonie. Tarcza olimpijska musiała zostać włączona do istniejącego mechanizmu zębatego, który przesuwał wskazówkę o 1/4 obrotu na rok.
Potwierdza to, że mechanizm z Antykithiry może służyć do obliczania dat świąt religijnych związanych z wydarzeniami astronomicznymi (w tym igrzysk olimpijskich i innych świętych igrzysk), a także służyć do korygowania kalendarzy opartych na cyklu metonicznym.
U dołu z tyłu znajdowała się 223-komorowa spiralna tarcza przedstawiająca cykl Saros. Saros, prawdopodobnie odkryty przez astronomów babilońskich, to okres, po którym, z powodu powtarzania się względnego położenia Słońca, Księżyca i węzłów orbity Księżyca na sferze niebieskiej, zaćmienia Słońca i Księżyca powtarzają się w tej samej kolejności. Saros obejmuje 223 miesiące synodyczne, czyli około 18 lat 11 dni 8 godzin.
Na skali tarczy przedstawiającej cykl Saros znajdują się symbole Σ oznaczające zaćmienia Księżyca (ΣΕΛΗΝΗ, Księżyc), symbole Η oznaczające zaćmienia Słońca (ΗΛΙΟΣ, Słońce) oraz cyfry zapisane greckimi literami, prawdopodobnie wskazujące datę i godzinę zaćmień. Możliwe było ustalenie korelacji z faktycznie obserwowanymi zaćmieniami.
Mniejsza podtarcza wyświetla „potrójny Saros” lub „cykl Exceligmos” (gr. Ἐξέλιγμος), podając okres nawrotu zaćmień w całych dniach. Pole tej tarczy jest podzielone na trzy sektory: jeden czysty i dwa z oznaczeniami godzinowymi (8 i 16), które należy dodać co drugi i trzeci Saros w cyklu, aby uzyskać czas zaćmień. Potwierdza to, że instrument mógł zostać użyty do przewidywania zaćmień Księżyca i prawdopodobnie Słońca.
Komputerowa rekonstrukcja mechanizmu
Mechanizm z Antykithiry został zamknięty w drewnianym pudełku, na którego drzwiach znajdowały się tabliczki z brązu zawierające instrukcje jego użycia z danymi astronomicznymi, mechanicznymi i geograficznymi. Co ciekawe, wśród nazw miejscowości w tekście występuje ΙΣΠΑΝΙΑ (po grecku Hiszpania), która jest najstarszą wzmianką o kraju w tej formie, w przeciwieństwie do Iberii.
Dzięki staraniom naukowców Mechanizm z Antykithiry stopniowo odkrywa swoje tajemnice, poszerzając naszą wiedzę o możliwościach starożytnej nauki i technologii. W 1974 roku w swoim artykule „Greckie przekładnie - komputer kalendarza BC” Price przedstawił model teoretyczny mechanizmu z Antykithiry, na podstawie którego australijski naukowiec Allan George Bromley z Uniwersytetu w Sydney i zegarmistrz Frank Percival stworzyli pierwszy działający model. Kilka lat później brytyjski wynalazca planetarium John Gleave zaprojektował dokładniejszy model, który był zgodny ze schematem Price'a.
Duży wkład w badania mechanizmu z Antykithiry wniósł Michael Wright, pracownik London Science Museum i Imperial College London, któremu w 2002 roku udało się odtworzyć całkowitą rekonstrukcję urządzenia, aw 2007 roku zaprezentował zmodyfikowany jego model. Okazało się, że mechanizm Antikyker umożliwia symulację nie tylko ruchów Słońca i Księżyca, ale także Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna.
W 2016 roku naukowcy przedstawili wyniki swoich wieloletnich badań. Na pozostałych 82 fragmentach urządzenia udało się rozszyfrować 2000 liter, w tym 500 słów. Jednak opis, zdaniem naukowców, mógł zająć 20 000 znaków. Opowiedzieli o przeznaczeniu urządzenia, w szczególności o wyznaczeniu dat 42 zjawisk astronomicznych. Ponadto położono w nim funkcje przewidywania, w szczególności kolor i rozmiar zaćmienia słońca, a na jego podstawie określono siłę wiatrów na morzu (Grecy odziedziczyli to przekonanie po Babilończykach).
„To urządzenie jest po prostu niezwykłe, jedyne w swoim rodzaju” - powiedział Mike Edmunds, profesor z Cardiff University, który kieruje badaniami nad mechanizmem. „Jego konstrukcja jest doskonała, a astronomia absolutnie dokładna… Pod względem wartości historycznej uważam ten mechanizm za droższy niż Mona Lisa”.