Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Две тысячи лет назад астрономы использовали механический компьютер


Реконструкция Антикитерского механизма, сделанная Робертом Дероски (Robert J. Deroski). <a href = "http://en.wikipedia.org/wiki/Image:NAMA_Machine_d%27Anticyth%C3%A8re_5.jpg" target=_blank>GNU Free Documentation License.</a>

Реконструкция Антикитерского механизма, сделанная Робертом Дероски (Robert J. Deroski). <a href = "http://en.wikipedia.org/wiki/Image:NAMA_Machine_d%27Anticyth%C3%A8re_5.jpg" target=_blank>GNU Free Documentation License.</a>

Интернациональная команда ученых из Великобритании, Греции и США в ходе исследования загадочного античного устройства, известного под названием «Антикитерский механизм» и датируемого примерно 100-150 годом до нашей эры, установила, что он использовался как астрономический калькулятор.


Прибор служил для определения лунных и солнечных затмений, позволял следить за положением Луны и Солнца в зодиаке и соответствовал календарю из 365 дней с корректировкой на високосные годы. Приборов подобной сложности история не знала до появления механического часового механизма в 14 веке.


Найденный еще в 1900 году среди обломков затонувшего корабля, прибор поначалу не вызвал особого интереса. Лишь с появлением современных методов исследования удалось по достоинству оценить находку. Сохранившиеся фрагменты механизма подвергли рентгеновской томографии, что позволило проникнуть внутрь объекта и максимально восстановить не только сохранившиеся шестеренки и прочие детали, но и надписи на них. Полученные результаты меняют представление об уровне развития науки и технологий в античном мире.


Больше ста лет назад близ острова Антикитера археологи подняли со дна корабль, затонувший около 70 года до н.э. Это был римский торговый корабль, который шел из Пергама к берегам Италии, груженый предметами роскоши: статуями, родосскими вазами, деньгами. В числе прочего археологи подняли и остатки некоего устройства, получившего название «Механизм из Антикитеры».


Это были фрагменты от набора бронзовых шестеренок различного диаметра, помещенных в деревянный ящик. На этих дисках различмы были мелкие буквы и цифры. Расшифровка отдельных фрагментов надписей и реконструкция шестереночного механизма дала безошибочный ответ – это астрономический прибор. Он показывал год, месяц, день, положение и фазы Луны и Солнца и пяти планет, видимых невооруженным глазом.


Главный фрагмент Антикитерского механизма. Wikipedia. GNU Free Documentation License.

Прибор оказался таким сложным, что историки науки предпочитали не вспоминать о нем — слишком трудно было объяснить его появление, ведь после падения античной цивилизации понадобилось больше тысячи лет, пока сколько-нибудь похожие устройства снова появились в обиходе. У этого уникального прибора не известно ни предшественников, ни близких по времени потомков.


Современные методы рентгеновской томографии позволили дополнить сведения об устройстве Механизма из Антикитеры. Удалось прочитать надписи на мелких фрагментах, на задней стенке диска, а также «увидеть» дополнительные шестеренки этого устройства. Оказалось, что этот астрономический прибор в реализует вычисления, сделанные астрономом Гиппарха. Новые датировки шрифтов надписей немного удревнили механизм – такое написание букв использовали в 150-100 лет до н.э. Это как раз тот период, когда на Родосе работал сам Гиппарх, а затем, воплощая идеи Гиппарха, один из его учеников организовал там астрономческую школу.


Согласно новой реконструкции механизм состоял как минимум из 30 шестеренок и нескольких спиральных циферблатов. Самый большой циферблат – это календарь на 365 дней. К нему крепилась спираль, разделенная, как теперь доказано, на 235 секторов по числу месяцев в 19-летнем цикле Метона. Другие диски проградуированы по календарю Калиппа, уточняющего цикл Метона, и поправка Гиппарха, почти точно совмещающая солнечные и лунные месяцы (об этих календарях смотрите Лунные и лунно-солнечные календари). Таким образом, это был «вечный» календарь, учитывающий и високосные годы.


Схема Антикитерского механизма Wkipedia.

Счастливый обладатель бронзового календаря крутил сбоку ручку, стрелка показывала на день недели, 30 шестеренок согласно проворачивались, и указатели смещались на соответствующие положения небесных светил. По такому календарю легко определялись и предсказывались солнечные и лунные затмения. В круглом окошке в центре помещен был шарик, наполовину черный, наполовину белый – он показывал фазы луны.


Одна из шестерней этого устройства настроена таким образом, что совершает оборот вокруг диска Земли за 9 годичных циклов. К этому 9-летнему колесу крепятся два маленьких диска, один над другим. Но их центры немного смещены друг относительно друга. Нижнее колесико торчащим вверх шпинделем толкает верхнее, так что верхнее совершает вращательное движение неравномерно, то ускоряется, то замедляется. Таким изящным образом в механике воплощены идеи Гиппарха о движении Луны. Он первый из астрономов заметил, что когда Луна к нам ближе, ее движение ускоряется. Гиппарх считал, что Лунное движения кажется неравномерным из-за того, что центр лунной орбиты смещен относительно центра Земли. По его наблюдениям выходило, что ближайшая точка лунной орбиты совершает оборот вокруг Земли за 9 лет. Эксцентричные колесики точно подсчитанного диаметра (Гиппарх ведь был великолепным математиком) превратили эту хитроумную идею в осязаемую механику.


Механизм из Антикитеры удивительно совершенен. Как же так получилось, что столь совершенные астрономические приборы исчезли? Астрономические идеи греков и, следовательно, астрономические приборы имели мало практической пользы, они скорее были призваны демонстрировать небесную гармонию, столь почитаемую греками и не столь ценимую в средневековье. Совмещение лунных и солнечных циклов проще было определять по другим календарям, а в качестве часов пользовались клипсидрами (водяными часами).


Многие бронзовые предметы просто переплавлялись, ведь металл был дорог. Не случайно из 10 бронзовых статуй Афинского исторического музея 9 были подняты со дна моря с остатками затонувших кораблей и только одна пережила цивилизованный меркантилизм на суше. Вероятно, и бронзовые астрономические безделушки тоже пошли на переплавку. Впрочем, астрономические шестереночные календари, более простые, кое-где сохранились. Так, остатки подобного устройства 6 века н.э хранятся в Лондонском музее науки, о «лунном коробе» сообщает аль-Бируни в сочинении 1000 года н.э.


Зато когда в XIV веке придумали делать часы на механической тяге – вот тут пошла в ход вся греческая механика, пригодились и шестереночные передачи, и эксцентрики, и расчеты, и навыки. Так что, совершенная греческая механика не исчезла, она просто дала жизнь другим устройствам, настолько привычным в современном мире, что и в голову не придет искать их истоки в Древней Греции.


Статья о реконструкции Антикитерского механизма опубликована в журнале Nature.


XS
SM
MD
LG