Антикітерський механізм - перший аналоговий комп'ютер Стародавньої Греції

Антикітерський механізм - древній артефакт, знайдений в 1901 році на дні Егейського моря. До цього дня його вважають однією з головних загадок античної цивілізації. Дана знахідка розвінчала всі міфи про примітивну техніку давнини і змусила вчених переглянути думки щодо тодішніх технологій. В наші дні її навіть називають «першим аналоговим комп'ютером».

Історія відкриття

Навесні 1900 року два судна з ловцями губок, повертаючись від африканських берегів Егейським морем, кинули якорі біля невеликого грецького острова під назвою Антикітери. Він розташовується між південною частиною материкової Греції і островом Крит. Тут, на глибині близько 60 метрів, нирці помітили руїни стародавнього судна.

Через рік грецькі археологи почали досліджувати затонулий корабель за допомогою водолазів. Це було римське торгове судно, яке зазнало аварії ще в 80-50 роках до нашої ери. Серед його руїн було знайдено безліч артефактів: мармурові та бронзові статуї, амфори та інше. Деякі з творів мистецтва, піднятих з дна Егейського моря, потрапили в Афінський археологічний музей.

Згідно найбільш логічною гіпотезою, судно, завантажене трофеями або дипломатичними дарами, прямувало в Рим з острова Родос. Як відомо, при завоюванні Римом Греції відбувався систематичний вивіз до Італії культурних цінностей. Серед знахідок, піднятих із затонулого корабля, був шматок корродированої бронзи, позбавлений будь-якої форми через щільний шар вапняних відкладень. Спочатку його прийняли за уламок статуї.

Перші дослідження того самого шматка проводив археолог Валеріос Стаіс. Позбувшись від вапняних відкладень, він, на свій великий подив, виявив досить складний механізм з великою кількістю шестерень, приводних валів, а також вимірювальних шкал. На предметі також проглядалися давньогрецькі написи, деякі з них вдалося розшифрувати. Пролежавши на морському дні близько двох тисяч років, механізм сильно забився. Дерев'яний каркас, на якому, як видно, кріпилися всі частини приладу, повністю розпався. Металеві деталі піддалися сильній корозії і деформації. Дослідження ускладнювалося також тим, що деякі елементи механізму були втрачені. У 1903 році вийшла перша наукова публікація, в якій було представлено опис Антикітерського механізму - так назвали загадковий пристрій.

Реконструкція Прайса

Робота з розчищення приладу була дуже кропіткою і тривала кілька десятиліть. Його реконструкцію визнали практично безнадійною справою, тому тривалий час прилад не вивчався. Все змінилося, коли він привернув увагу англійського історика і фізика Дерека де Соллі Прайса. У 1959 році вчений опублікував статтю «Давньогрецький комп'ютер», яка стала важливою віхою в дослідженні знахідки.

Згідно з припущенням Прайса, грецький Антикітерський механізм був створений приблизно в 85-80 рр. до н. е. Однак проведений в 1971 році радіовуглецевий і епіграфічний аналізи відсунули передбачуваний період створення ще на 20-70 років.

У 1974 році Прайс представив теоретичну модель механізму. На її підставі австралійський дослідник Аллан Джорджі спільно з годинникарем Френком Персивалем виготовили першу робочу модель. Кілька років по тому британським винахідником Джоном Глива була сконструйована більш точна копія Антикітерського механізму.

У 1978 році французький дослідник Світового океану Жак-Ів Кусто відправився на місце знахідки, щоб знайти інші останки артефакту. На жаль, його спроба не увінчалася успіхом.

У 2005 році стартував міжнародний проект, що отримав назву «Дослідження Антикітерського механізму». Під егідою Міністерства культури Греції в ньому, крім греків, взяли участь вчені з Великобританії і Америки. У тому ж році на місці загибелі римського судна знайшли нові фрагменти механізму. За допомогою новітніх технологій було прочитано близько 95% нанесених на апарат написів (близько двох тисяч символів). Майкл Райт тим часом продовжував свої дослідження і в 2007 році представив модифіковану модель стародавнього пристрою. Через рік з'явилася книга про Антикітерський механізм, яку видав британський вчений Джо Мерчант.
Спільними зусиллями вчених з різних куточків Землі артефакт відкривається сучасній людині все більше, розширюючи тим самим наші уявлення про рівень розвитку античної науки і техніки.

Оригінальні фрагменти

Всі фрагменти, що збереглися до сьогоднішнього дня зроблені з листової бронзи. Її товщина в різних частинах пристрою коливається в діапазоні 1-2 міліметри. Як можна побачити на фото, Антикітерський механізм за дві тисячі років практично повністю коррозіював, проте на більшості його фрагментів ще можна ідентифікувати витончені деталі складного пристрою. На сьогоднішній день відомо про 7 великих (AG) і 75 малих фрагментів загадкового артефакту.

Основна частина збережених елементів внутрішнього механізму - залишки 27 шестерень діаметром 9-130 мм, розміщених в складній послідовності на 12 окремих вісях - була розміщена всередині найбільшого фрагмента (217 мм), що отримав індекс «А». Більшість коліщаток доклали до валів, що обертаються в отворах, пророблених в корпусі. На підставі обриси останків корпусу (одна грань і прямокутний стик) можна припустити, що деталь була прямокутної. Концентричні дуги, які добре проглядаються на рентгенівському знімку, були частиною нижнього циферблата. Поруч з межею рамки розташовуються залишки дерев'яної планки, яка відділяє циферблат від корпусу. Передбачається, що спочатку в приладі таких планок було дві. На деякому віддаленні від бічної і задньої граней рамки можна побачити сліди ще двох фрагментів з дерева. На розі корпусу вони замикалися в зчленування зі скошеним кутом.

Всі фрагменти артефакту знаходяться на зберіганні в Афінському національному археологічному музеї. Деякі з них представлені в експозиції.

Призначення Антикітерського механізму

Ще на перших порах вивчення, завдяки збереженим на механізмі шкалам і написам його визначили як якийсь астрономічний пристрій. Згідно з першою гіпотезою, це був навігаційний інструмент на зразок астролябії - кругової карти зоряного неба з пристосуваннями для астрономічних спостережень, зокрема для визначення координат зірок. Винахід астролябії приписують давньогрецькому астроному Гиппарху, що жив у другому столітті до нашої ери. 

Однак незабаром з'ясувалося, що знахідка є набагато більш складним пристроєм. За рівнем складності і мініатюризації грецький Антикітерський механізм можна порівняти з астрономічним годинником 18 століття. Він включає в себе понад три десятки шестерень. Їх зуби виконані у вигляді рівносторонніх трикутників. Кількість зубів в антикітерському механізмі порахувати неможливо, в силу відсутності багатьох елементів. Висока складність виготовлення і його бездоганна точність наводять на думку, що у цього пристрою були попередники, проте їх так і не знайшли.

Друга гіпотеза припускає, що артефакт є «пласким» варіантом механічного небесного глобуса, створеного Архімедом (приблизно 287-212 рр. до нашої ери), про який згадували давні автори. Вперше про цей глобус було згадано Цицероном в першому столітті до н. е. Як цей пристрій було влаштовано всередині, до сих пір невідомо. Є припущення, що він складався зі складної системи шестерних передач, як і Антикітерський механізм. Цицерон також писав ще про один подібний пристрій, створений Посидонієм (приблизно 135-51 рр. до н. е.). Таким чином, існування древніх механізмів, порівнянних за витонченістю із знахідкою початку 20 століття, підтверджується античними авторами.

У 1959 році Прайс висунув гіпотезу про те, що грецький артефакт є приладом для визначення положення Місяця і Сонця щодо нерухомих зірок. Вчений назвав пристрій «давньогрецьким комп'ютером», маючи на увазі під цим визначенням механічний обчислювальний пристрій.
Подальше вивчення захоплюючої знахідки показало, що вона є календарним і астрономічним калькулятором, який використовували для прогнозування розташування небесних світил і демонстрації їх руху. Таким чином, цей механізм був набагато складнішим, ніж небесний глобус Архімеда.

За однією з гіпотез, що розглядається, пристрій був створений Академією філософа-стоїка Посидонія, розташованої на острові Родос, який в ті часи мав славу центру астрономії і «машинобудування». Передбачалося, що розробка механізму належала астрономові Гиппарху, оскільки в артефакті реалізовані ідеї його теорії про рух Місяця. Однак висновки учасників міжнародного дослідницького проекту, опубліковані влітку 2008 року, дають підставу припускати, що концепція приладу з'явилася в колоніях Коринфа, наукові традиції яких йшли від Архімеда.

Верхній циферблат задній панелі був виконаний у вигляді спіралі з п'ятьма витками, в кожній з яких було 47 відділень. Таким чином, виходило 235 відділень, які відбивають «Метонів цикл», запропонований астрономом і математиком Метоном ще в 433 році до н. е. Цей цикл використовувався для узгодження тривалостей місячного місяця і сонячного року. В його основі лежить наближена рівність: 235 синодичних місяців = 19 тропічних років.

Крім того, на верхньому циферблаті був допоміжний циферблат, поділений на чотири сектори. Вчені припустили, що його покажчик показував «Каліпп цикл», який складається з чотирьох «метонових циклів» з вирахуванням одного дня, який служив для уточнення календаря. Однак уже в 2008 році дослідники виявили на даному циферблаті назви чотирьох панеллінскіх ігор: Істмийських, Олімпійських, Немейських і Пифійських. Його стрілка, вірогідно, включалася в загальну передачу і за рік здійснювала чверть обороту.

Нижня частина задньої панелі отримала спіральний циферблат з 223 відділеннями. Він показував цикл Саросу - періоду, після закінчення якого в результаті повторення розташування Місяця, Сонця і вузлів Місячної орбіти відносно один одного повторюються затемнення: сонячні і місячні. 223 - кількість синодичних місяців. Оскільки Сарос НЕ дорівнює точному числу доби, в кожному новому циклі затемнення наступають на 8 годин пізніше. Варто також враховувати, що місячне затемнення можна побачити з усієї нічного півкулі Землі, в той час як сонячне видно лише з району місячної тіні, який щороку різниться. У кожному новому Саросі смуга сонячного затемнення зсувається в бік заходу на 120 градусів. Крім того, вона може зміщуватися на південь або північ.

На шкалі циферблата, який демонструє цикл Сарос, є символи Σ (місячне затемнення) і Η (сонячне затемнення), а також цифрові позначення, що вказують на дату і час цих затемнень. У процесі вивчення артефакту вчені встановили кореляцію цих даних з даними реальних спостережень.

На задній панелі був ще один циферблат, що відображає «цикл екселігмос», або «потрійний Сарос». Він відображав період повторення сонячних і місячних затемнень в цілих добі.