Антикитерский механизм

Одна из частей механизма

Антиките́рский механи́зм (другие варианты написания: антикитирский, андикитерский, антикиферский, греч. Μηχανισμός των Αντικυθήρων) — механическое устройство, обнаруженное в 1902 году на затонувшем древнем судне недалеко от греческого острова Антикитера (греч. Αντικύθηρα). Датируется приблизительно 100 годом до н. э. (возможно, до 150 года до н. э.)^[1]. Хранится в Национальном археологическом музее в Афинах.

Механизм содержал большое число бронзовых шестерён в деревянном корпусе, на котором были размещены циферблаты со стрелками и, по реконструкции, использовался для расчёта движения небесных тел. Другие устройства подобной сложности неизвестны в эллинистической культуре. В нём используется дифференциальная передача, которая, как ранее считалось, изобретена не раньше XVI века, а уровень миниатюризации и сложность сопоставимы с механическими часами XVIII века. Ориентировочные размеры механизма в сборе 33×18×10 см.

История открытия

В 1901 году в Эгейском море между греческим островом Крит и полуостровом Пелопоннес недалеко от острова Антикитера на глубине 43-60 метров был обнаружен затонувший античный римский корабль. Ныряльщики за губками подняли на поверхность бронзовую статую юноши и множество других артефактов. В 1902 году археолог Валериос Стаис обнаружил среди поднятых предметов несколько бронзовых шестерён, закреплённых в кусках известняка. Артефакт оставался неизученным до 1951 года, когда английский историк науки Дерек де Солла Прайс (Derek J. de Solla Price) заинтересовался им и впервые определил, что механизм является уникальным античным механическим вычислительным устройством^[1]. Возможно, корабль шел с острова Родос, где во II веке до н. э. жил и работал известный греческий астроном и математик Гиппарх Никейский.

Монеты, найденные на месте находки артефакта уже в 70-х годах XX века известным французским исследователем Жаком-Ивом Кусто, дали первую примерную дату изготовления находки — 85 год до н. э.

Реконструкции

Схема механизма

Реконструкция Прайса, фото 1980г

Прайс провёл рентгеновское исследование механизма и построил его схему^[1]. В 1959 году он опубликовал в журнале Scientific American подробное описание устройства^[2]. Полная схема устройства была представлена только в 1971 году и содержала 32 шестерни.

Циферблат на передней стороне служил для отображения знаков зодиака и дней в году. Два циферблата сзади были настроены на 2 цикла: cистема шестерён с передаточным соотношением 254:19 использовалась для моделирования движения Солнца и Луны относительно неподвижных звёзд. Соотношение выбрано на основе Метонова цикла: 254 сидерических месяца (периода обращения Луны относительно неподвижных звёзд) с большой точностью составляют 19 тропических лет или 254-19=235 синодических месяца (периода смен фаз Луны). Второй цикл длится 223 лунных (синодических) месяца, по его завершении цикл солнечных и лунных затмений повторяется. Эти повторения позволяли вычислить положения светил в будущем — задавать настройки можно было, вращая ручку. Положение Солнца и Луны выводилось на циферблат с одной из сторон механизма.

С помощью дифференциальной передачи вычислялась разность положений Солнца и Луны, которая соответствует фазам Луны. Она выводилась на другой циферблат. Британский часовщик Джон Глив (John Gleave) построил работающую копию механизма по этой схеме.

В 2002 году Майкл Райт (Michael Wright), специалист по механическим устройствам из Лондонского музея науки, предложил свою реконструкцию^[3][4]. Он утверждает, что 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 стартовал греческо-британский проект «Antikythera Mechanism Research Project» под эгидой Министерства Культуры Греции. В нём участвуют учёные из британского (в частности, проф. Майк Эдмундс (Mike Edmunds) и математик Тони Фрит (Tony Freeth) Кардиффского университета) и из двух греческих университетов с привлечением самой современной техники.

В том же 2005 году было объявлено об обнаружении новых фрагментов механизма. Для того, чтобы восстановить положение шестерён внутри покрытых минералом фрагментов, воспользовались компьютерной томографией, с помощью рентгеновских лучей позволяющей делать объёмные карты скрытого содержимого. За счёт этого удалось определить взаимосвязь отдельных компонентов и рассчитать по возможности их функциональную принадлежность.

6 июня 2006 года было объявлено, что благодаря новой рентгеновской методике удалось прочитать около 95 % содержащихся в механизме надписей (около 2000 греческих символов). С новыми надписями были получены данные о том, что механизм мог вычислять конфигурации движения Марса, Юпитера, Сатурна (которые ранее были отмечены в гипотезе Майкла Райта).

В 2008 году в Афинах был озвучен глобальный доклад о результатах международного проекта «Antikythera Mechanism Research Project». На основании 82 фрагментов механизма (с использованием рентгеновского оборудования X-Tek Systems и специальных программ от HP Labs) было подтверждено, что устройство может выполнять операции сложения, вычитания и деления. Удалось показать, что механизм был способен учитывать эллиптичность орбиты движения Луны, используя синусоидальную поправку (первая аномалия лунной теории Гиппарха) — для этого использовалась шестерёнка со смещённым центром вращения. Число бронзовых шестерён в реконструированной модели увеличено до 37 (реально уцелело 30). Механизм имел двухстороннее исполнение — вторая сторона использовалась для предсказания солнечных и лунных затмений. Примерный срок изготовления механизма отодвинут от ранее определённого и составляет 100—150 лет до н. э.

В 2010 году инженер Apple Эндрю Кэрол с помощью конструктора Lego создал аналог антикитерского механизма^[5].

Схожие механизмы

• Цицерон в философском трактате «О государстве»^[6] рассказывает об аналогичном устройстве, созданном Архимедом:

«Но — сказал Галл — такая сфера, на которой были бы представлены движения Солнца, Луны и пяти звёзд, 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 ту же мету, где была тень Земли, когда Солнце из области…» [Лакуна]

• Гораздо более примитивные астрономические шестерёночные календари византийского и исламского периодов выставлены в ряде музеев мира. Так, в Лондонском музее науки хранятся фрагменты подобного устройства VI в. н. э.^[7]

• О «лунном коробе» сообщает аль-Бируни в «Элементарном трактате об искусстве астрологии». Прибор был предназначен для определения фаз Луны, положения Луны и Солнца. «Короб» показывал часы, дни недели и знаки Зодиака^[8].

В художественной литературе

Описывается в произведении Ивана Ефремова «Таис Афинская» вместе с календарным назначением. Также описан в рассказе «Исправление» (The Fixation) Алистера Рейнольдса^[9].

См. также

• Астрариум
• Астрономия Древней Греции
• Небесный диск из Небры
• Неуместный артефакт
• Экселигмос
• Эфеб с Антикитеры

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} The History of the Antikythera Mechanism  (англ.). — Сайт, посвящённый Антикитерскому механизму. Архивировано из первоисточника 4 октября 2012. Проверено 31 августа 2012.
2. ↑ Price, Derek J. de Solla, «An Ancient Greek Computer». Scientific American, June 1959. p. 60-67
3. ↑ Wright, M T. «A Planetarium Display for the Antikythera mechanism». Horological Journal, 144 No. 5, 169—173, May 2002
4. ↑ Michael Wright’s re-construction of the Antikythera Mechanism
5. ↑ Watch an Apple Engineer Recreate a 2,000-Year-Old Computer Using Legos
6. ↑ Марк Туллий Цицерон, О государстве, XIV, 21
7. ↑ American Society of Mechanical Engineers. Proceedings of the 2002 ASME Design Engineering Technical Conferences. ISBN 0-7918-3624-X. Page 388.
8. ↑ Bautista Paz, E., Ceccarelli, M., Echávarri Otero, J., Muñoz Sanz, J. L. A Brief Illustrated History of Machines and Mechanisms. — Springer, 2010. — P. 74, 75. — 262 p. — (History of Mechanism and Machine Science Series). — ISBN 9048125111, ISBN 978-90-481-2511-1, ISBN 978-90-481-2512-8
9. ↑ Если, № 2 за 2011 г.

Литература

• Michael A. Garrett Hanny’s Voorwerp and the Antikythera Mechanism — similarities, differences and insights (англ.) // «From Antikythera to the Square Kilometre Array: Lessons from the Ancients, Kerastari, Greece 12-15 June 2012» eds. A.K. Tzioumis et al; Proceedings of Science. — 2012. — arΧiv:1211.5487

Ссылки

• The Antikythera Mechanism Research Project Проект по Исследованию Антикитерского Механизма (с 2005) (англ.) (фр.) (исп.)
• American Mathematical Society’s The Antikythera Mechanism I, The Antikythera Mechanism II (англ.) с Java-анимацией
• The Antikythera Calculator (Italian and English versions)
• YAAS-Yet Another Antikythera Simulator. A 3D Simulator in VRML
• Бег из древней коробки в нашу эру закончен машиной
• Антикитерский Механизм: по следам древнегреческого «компьютера»
• Pastore, Giovanni Antikythera E I Regoli Calcolatori, Rome, 2006, privately published
• Pastore, Giovanni The Discovery of Archimedes' Orrery
• Старейшее счётное устройство // Computerworld. — 2002. — № 25-26.
• Раскрыта тайна загадочного античного калькулятора // Грани. РУ. — 2006. — № 30.11.2006 22:00.
• Дмитрий Сурин Гаджет не нашей эры // Итоги. — 2007. — № 11 (561) за 26 марта 2007.

• Павел Кузнецов Антикитерский механизм // Новый Геродот.
• Модель «антикитерского механизма» в действии
• Did gearwheels inspire epicycles?
• Professors Alan Thorndike and James Evans: The meaning of the mechanism
• Planets and Anomalies in the Antikythera Mechanism

Фильмография

• «С точки зрения науки. Звездные часы» (англ. Naked Science: Star clock) — документальный фильм, снятый National Geographic в 2010 г.
• «Первый в мире компьютер. Разгадка Антикитерского механизма». (англ. Naked Science: The world`s first computer. Decoding the Antikythera mechanism.) — документальный фильм на Youtube.com, снятый Images First Ltd в 2012 г.