ПопулярнеРедакціяСвіже
КращеОбговорюване

Історія 2000-літнього комп’ютера, який мав понад 70 календарних функцій

Этот текст также доступен на русском языке
1

Антикітерський механізм було створено близько 2000 років тому, але він настільки складний, що вчені досі не можуть точно визначити його призначення.

Антикітерський механізм був давнім грецьким аналоговим комп’ютером, якій використовували, щоб слідкувати та передрікати рух небесних тіл. Зараз частини механізму знаходяться в Національному археологічному музеї в Афінах, Греція. Джерело: Joy of Museums/Wikimedia Commons

Багато астрономів-аматорів легко впізнають тихий стукіт невеликих моторів, що змінюють положення телескопа з рухом нічного неба. Цей механізм керується комп’ютером у маленькій пластиковій коробочці, що закріплена на штативі телескопа. Використання цієї технології дозволяє швидко та точно відстежувати тисячі відомих астрономічних об’єктів. Фактично, цілий космос знаходиться в невеличкій коробці.

Хоча може здаватись, що використовувати комп’ютери для відстеження Місяця, планет та зірок – новітня технологія, насправді її застосування почалось, щонайменше, 2000 років тому. Певно ця технологія стала результатом співпраці астронома-математика та досвідченого фахівця-механіка. Інакше уявити створення пристрою, що відстежує небеса просто неможливо. Творці відомого сьогодні під назвою «Антикітерського» механізму прагнули помістити відомий космос в дерев’яний, обшитий бронзою контейнер, що за розміром нагадує коробку для взуття

У першому столітті до нашої ери великий вантажний корабель Римської Імперії потрапив у шторм. Це сталось біля острова Антикітера на краю Егейського моря, який знаходиться на середині шляху між півостровом Пелопоннес на півночі та Критом на півдні. Антикітера був єдиним місцем, де можна було шукати прихистку. Корабель був завдовжки 46 метрів, дуже великий на той час. Його використовували для перевезення злаків і того злощасного дня він прямував до Риму. Проте він був навантажений не пшеницею, а розграбованими цінностями з усього грецького світу. Коли шторм вдарив по кораблю, він почав тонути: команда залишила судно. Втім, не всім вдалося вижити. Згодом погода вгамувалась, але корабель та його дорогоцінний вантаж було втрачено.

Острів Антикітера розташований між грецьким Пелопоннесом та Критом. Джерело: Alison Mackey, after NASA

Так він і лежав на дні Егейського моря до весни 1900, коли шторм змусив маленьке грецьке судно шукати притулку біля берега Антикітери. Проте цьому судну вдалося вцілити і команда дайверів-шукачів перлів не постраждала. Коли непогідь вщухла, один із них вдягнув громіздкий водолазний костюм з мідним гермошоломом та пірнув за борт корабля. Він швидко повернувся з приголомшливою знахідкою. Морське дно було встелене залишками бронзових та мармурових статуй. Вже за дев’ять місяців почалася операція з підйому уламків. Дослідники знайшли тисячі пошкоджених об’єктів та інші фрагменти. Серед різних скарбів на очі потрапив шматок бронзи густо вкритий іржею. Він виглядав настільки невиразливо, що його ледь не викинули назад у море, втім зберегли, як можливий фрагмент статуї.

Підняті об’єкти відправились у Національний археологічний музей в Афінах. Тим шматком бронзи зайнялися лише у 1902. Під час дослідження на ньому знайшли грецькі написи та зчеплені шестерні. Незабаром про «знахідку» повідомили в місцевій газеті. Так почалося розслідування довжиною у століття.

Перші дослідження визначали Антикітерський механізм як підвид годинника або навігаційний прилад грецького походження. Біля іржавих шестерень було виявлено декілька грецьких написів. Один з них перекладається, як: «Промені Сонця», що підтверджувало зв’язок цього механізму з небесними тілами, проте природа цього зв’язку залишається невідомою. Що такий пристрій міг робити на 2000-річному судні? Яке його призначення? І, головне, як такий складний прилад створили за тисячу років до того, як подібні пристрої стали розповсюдженими? Вчені марно намагались знайти відповіді на ці запитання протягом двадцятого століття і лише технологічні досягнення століття наступного розкрили таємниці цього астрономічного артефакту.

Знайдений у 1900, Антикітерський механізм досі вивчається вченими. Тут, дайвер досліджує місце кораблетрощі. Джерело: Brett Seymour/EUA/WHOI/ARGO

У пошуках відгадки

З 1950-х аж до своєї смерті у 1983 дослідженням фрагментів Антикітерського механізму займався британський фізик, Дерек Джон де Солла Прайс. Він вивчав уламки під рентгенівським випромінюванням. Особливу увагу він приділив двом основним шестерням та знайшов 25 додаткових. Стало зрозуміло, що пристрій був набагато складнішим ніж звичайний годинник, що має 11 або 12 шестерень. Дві найбільші шестерні механізму мають 235 та 127 зубців. Прайс звернувся до математика Отто Нойгебауера, який порівняв кількість зубців з Місячним циклом.

Як запевняв Ісаак Ньютон, розрахунок переміщення Місяця — єдина річ у світі, що викликає в нього головний біль. Це дійсно так, бо рух Місяця надзвичайно складний. Давні греки, як і багато інших народів використовували фази Місяця для складання календаря. Місячний цикл, що триває від повного Місяця до повного Місяця, використовували, як базис для багатьох релігійних та церемоніальних заходів. Сонце ж використовувалось щоб визначати календарний рік, тому необхідно було синхронізувати 365 днів календарного року та 12 місячних циклів, які разом складали 354 дні. Вельми непросте завдання.

Орбіту Місяця можна відстежувати двома способами. Місяць рухається повз зірок по екліптиці (в площині сонячної системи). Час, що потрібен Місяцю, щоб зробити повний оберт та повернутися у площину початкових зірок, складає 27.3 доби. Цей проміжок називається «сидеричний місяць». Проте через одночасний рух Землі навколо Сонця, час, що потрібен супутнику, щоб зробити повний оберт (від повного до повного Місяця) складає 29,5 доби і має назву «синодичного місяця». Синодичний цикл відіграє важливу роль у встановленні календаря та визначення часу релігійних свят, церемоній та фестивалів.

Знайдений понад 100 років тому, Антикітерський механізм досі інтригує вчених. Сучасні археологічні розкопки, ті, що зображені тут, досі виявляють артефакти та людські рештки на місці кораблетрощі. Джерело: Brett Seymour/EUA/WHOI/ARGO
Нойгебауер вважав, що кількість зубців на двох найбільших шестернях може бути пов’язана з місячними циклами, що були відомі грекам. Шестерня з 235 зубцями ідеально підходить до 235 місячного (19-річного) циклу Метона, що складається з синодичних місяців. Відкриття цієї математичної пропорції сталося за сотні років до розквіту грецької культури, коли астрономи з Вавилонської держави розрахували, що місячні фази збігаються з датами річного календаря кожні 19 років. Це були ключові знання, щоб підтримувати місячний та сонячний календар синхронізованими.

Ідеально вмістити 12 синодичних місяців у сонячний рік фактично неможливо. 12 синодичних місяців разом складають 354 дні, що на 11 дні коротше за 365-денний сонячний рік. Тож, місячний календар перестав би збігатися навіть з порами року. Проте з початком використання циклу Метона з 235 синодичними місяцями нашим пращурам вдалося синхронізувати шкали вимірювання часу. Відповідно шестерня з 235 зубцями могла використовуватись для розрахунку циклу Метона.

Проте призначення шестерні зі 127 зубцями лишалось незрозумілим аж доти, поки Прайс не здогадався, що 127 – половина від 254, іншого числа, що тісно пов’язане з Місяцем. У 19-річному циклі Метона 235 синодичних місяців або 254 сидеричних місяці. Тому вчені вирішили, що Антикітерський механізм використовували відразу для відстеження фаз місяця та його орбіти.

Прайс також детально вивчив передню панель пристрою. Неушкодженою залишилась лише верхня сторона циферблату. Спираючись на неї, Прайс визначив, як могла виглядати вся шкала. Він виявив, що внутрішнє коло має 12 поділок. На одному з них грецькою написано «кіготь», що певно має відношення до сузір’я Скорпіона. Також Прайс виявив грецький аналог назви сузір’я Діви.

Зовнішня частина шкали була поділена на 365 секцій, що підтверджувало припущення Прайса щодо синхронізації з сонячним календарем. Також деякі вчені припускають наявність вказівників (стрілок), що вказували на положення п’яти видимих планет, що дозволяло Антикітерському механізму виконувати роль планетарію.

Джерело: Brett Seymour/EUA/WHOI/ARGO

Скарби, розкидані кораблетрощою

Антикітерський механізм – не єдина цінність знайдена на місці трощі, що сталась 2000 років тому біля маленького грецького острова. Крім залишків людських скелетів, вчені знайшли десятки бронзових та мармурових скульптур та інші особисті речі, як то срібні монети, вишуканий скляний посуд, гончарні та ювелірні вироби.

Під час експедиції «Повернення до Антикітери» у 2017 році, експерти з Ефорату підводних пам’яток давнини та Лундського університету у Швеції майже півмісяця вивчали підводне місце розкопок. Серед їхніх знахідок була бронзова рука від статуї, яку зображено вище. Певно, що вона відламалась від скульптури в наслідок кораблетрощі. Перебуваючи під водою понад два тисячоліття, рука покрилася іржею, але зберігалася у відносно гарному стані.

Хоча вчені знайшли багато артефактів, на кшталт цієї бронзової руки, вони впевнені, що під шаром піску досі чекають відкриття десятки, а то і сотні об’єктів. Тільки час покаже, які ще знахідки очікують на дослідників.

Зі слів Джейка Паркса

Пірнаючи глибше

Детальні зображення Антикітерського механізму отримані у 2005 році. Верхній ряд зроблений методом численних растрових зображень (знімання об’єктів за різних умов освітлення, щоб вирізнити особливості поверхні). Нижній рядок створений з допомогою рентгенівської фотозйомки високої роздільності (комп’ютерна мікротомографія). Джерело: Antikythera Mechanism Research Project

У 2005 році група математиків, астрономів та істориків з Греції, Великобританії та США вперше створила Проєкт з вивчення Антикітерського механізму. Своїм завданням вони визначили повторне вивчення артефакту з використанням технологій 21 століття. Для цього було зібрано спеціальний рентгенівський апарат, що дозволив вивчати уламки покриті іржею шар за шаром. Команда вважає, що їм вдалося підтвердити гіпотезу Прайса про 27 шестерень. Втім, вчені знайшли докази, що їх може бути ще більше.

Одна невелика шестерня у свій час була причиною палких дискусій. Коли Прайс вивчав її, то нарахував 222 чи 223 зубці. А сучасні дослідження підтвердили останній розрахунок. Це число теж тісно пов’язане з Місяцем.

Затемнення, як місячні, так і сонячні – захоплююче природне явище. Але в уяві античних людей вони мали певну містичну або навіть магічну дію і передували визначним подіям, тому їх передбачення теж вважалося гострою необхідністю. Вавилонські астрономи визначили, що місячні та сонячні затемнення пов’язані 18 річним циклом. Він зберігся під назвою сарос і складається з 223 синодичних місяців. Фактично, кожні 18 років Сонце та Місяць з’являються на небі в один і той самий період часу, коли земний спостерігач потрапляє на лінію Земля – Місяць – Сонце (хоча затемнення буде видно не у всіх регіонах планети). Так, сарос використовували, щоб передрікати майбутні затемнення і схоже не те, що Антикітерській механізм був аналоговим комп’ютером, який створили саме з цією метою.

Античний обчислювач затемнень був інкрустований бронзовими пластинами, що були заповнені грецькими написами, та, як виявилось, шкалами обчислень. Раніше корозія була непереборним фактором, що унеможливлював вивчення цих написів. Прайс був першим кому вдалося знайти записи на задній кришці приладу. Він дійшов висновку, що там записано інструкцію до використання астрономічного пристрою. Також він вважав, що лінії гравірування були шкалами для аналізу вихідної інформації з шестерень. Проте задня кришка була настільки пошкодженою, що Прайсу не вдалося розшифрувати їхню природу та призначення.

Рентгенівська КТ дозволяє вченим детально вивчати фрагменти Антикітерського механізму. На зображенні показана шестерня фрагменту А, так звана «Колісниця». Джерело: Antikythera Mechanism Research Project

У 2005 році цією проблемою зайнявся Тоні Фріт з Університетського коледжу в Лондоні. Він вивчав невеликий фрагмент F, що знаходиться в Національному археологічному музеї в Афінах. Нові 3D-зображення доводять, що цей фрагмент є частиною нижньої секції задньої кришки. Він також знайшов лінії, що були частиною більшої спіралі та деякі нові записи. З великими зусиллями він зміг ідентифікувати написи, що називають Сонце та Місять, а також давньогрецький напис «година». Ці написи використовувались для передбачення сонячних та місячних затемнень. Антикітерській механізм мав спеціальний вказівник (стрілку), що показував дату та навіть час затемнення.

Втім, Фріт був не першим, хто висував гіпотезу застосування цього приладу. Використовуючи свої напрацювання, Прайс заявив, що Антикітерській механізм був першим аналоговим комп’ютером. Він дотримувався цієї думки аж до своєї смерті у 1983-му. Тоді він не зміг зібрати достатньо доказів, що могли підтвердити цю теорію, але завдяки активним зусиллям команди Проекту вивчення Антикітерського механізму, а також неухильному прагненню Фріта дістатися істини, стало очевидно, що Прайс був абсолютно правий.

Невідоме походження

Коли ми розуміємо призначення цього механізму, складність його конструкції та створення, стає незрозуміло, хто зміг створити цей пристрій та як він опинився на борту Римського корабля. Проте в цих питаннях у нас є певні зачіпки.

У 1976 дослідник та дайвер, Жак-Ів Кусто, досліджував місце кораблетрощі. Він разом зі своєю командою зробили багато відкриттів, що дозволили дізнатись більше про історію та час останнього відправлення корабля, що перевозив механізм. Кусто знайшов жменю срібних та бронзових монет з міста Пергам в Малій Азії (суч. Туреччина), які датуються 65 – 50 роками до н. е.

Винні пляшки (амфори) своїм стилем та формою відповідають таким, що знайдені на островах Крит та Кос. Вони були створені орієнтовно у 70 – 60 роках до н. е. Спираючись на ці факти, вчені припустили, що корабель перевозив данину зібрану з східних провінцій Римської Імперії. Проте так і не зрозуміло, чи Антикітерській механізм був здобиччю, чи цінним придбанням для якогось багатого Римського вченого.

Можливий вигляд Антикітерського механізму у перспективі. Передня панель (зліва) має зодіакальну та календарну кругову шкалу та 7 вказівників. Задня панель (з правого боку) має спіральні шкали, що показують сонячні та місячні затемнення. Очікується, що незабаром опублікують новий, реконструйований вигляд пристрою з оновленою передньою панеллю. Джерело: Tony Freeth

Ті, хто сконструювали цей механізм, як і ті, хто втілили його в металі, навіки залишились в тіні історії. Проте написи на пристрої можуть допомогти визначити соціальну групу людей, що створила це інженерне чудо. У давньому світі календарі не були впорядковані. Якщо спиратись на назви місяців та означення фестивалів, що вказані на бронзових пластинах та шкалах, стає зрозуміло, що механізм було створено десь на північному заході Греції.

Це регіон острова Родос, де жили відомий астроном Гіппарх (190-120 до н. е.) та його послідовник Посідоніс (135-51 до н. е.). Найімовірніше, Антикітерській механізм був створений в час, коли Посідоніс вчився та подорожував Римським світом. Римський сенатор і сучасник Юлія Цезаря, Цицерон (106-43 до н. е.) навіть одного разу згадав будинок одного патриція, де він бачив планетарій створений Посідонісом. Це коротке згадування може свідчити, що Антикітерській механізм був лише одним з багатьох подібних пристроїв, що були розкидані по давньому світу.

Наприклад, на місці Акрополя в Афінах, греки побудували Башту вітрів. Вона була зведена в один час з Антикітерським механізмом і виконувала метеорологічні функції та слугувала одночасно годинниковою вежею. Для цього в ній були сонячні годинники, флюгери та навіть водяний годинник. У першому столітті грецький винахідник Герон Александрійський винайшов пристрої значно складніші за ті, що було встановлено на Башті вітрів. Серед його винаходів були перші парові машини, автомат для продажу святої води, орган на вітровій тязі, двері, що автоматично відкривались та інші. У цей час Греція та Римський світ загалом були краєм інновацій, живих ідей та квітучої творчості. Хоча довгий час вважалось, що Антикітерській механізм був у той час технологічною аномалією, цей пристрій був лише частиною квітучої наукової традиції Стародавнього світу.

Антикітерській механізм міг виконувати 42 окремі календарні функції. Зокрема передбачати рух Місяця, положення планет та час місячних та сонячних затемнень. Він допомагав встановлювати час релігійних церемоній, фестивалів та Панеллінських ігор та інших спортивних подій. Цей пристрій було створено за 1500 років до того, як у Старому світі винайдуть подібні прилади. Використовуючи лише астрономію, математику та прості інструменти, Антикітерській механізм зібрав в коробку грецьку культуру та цілий космос.

Оригінальний текст: Astronomy.com

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

43

Друзі, цей матеріал було написано редакцією Альфа Центавра.


Ми завжди спиралися насамперед на власну аудиторію. Якщо вам подобається те, що ми робимо, якщо ви поділяєте наші цінності та готові підтримати наш проєкт матеріально на будь-яку суму, ми будемо неймовірно раді такій підтримці. Всі способи відправити нам донат можна знайти на цій сторінці, проте найзручнішими для нас і вас є сервіси Patreon, Buy Me a Coffee та пожертва в системі PayPal.


Сайт Alpha Centauri завжди залишиться куточком комфорту для любителів космосу. Наші та ваші зусилля дозволять нам усім стати ближчими до зірок.

Павло Поцелуєв, керівник АЦ.


Увійдіть, щоб читати ще 15 коментарів, брати участь в обговореннях та не бачити рекламу.
Кричущий Ерролович
Вечность назад

Дякую, дуже цікава стаття.

Успішна Гвін Шотвелл
Вечность назад

Для тих, хто хоче глибше зануритися в цю тему, можу порекомендувати збірку відео про сучасне відтворення Антикітерського механізму: https://www.youtube.com/watch?v=ML4tw_UzqZE&list=PLZioPDnFPNsHnyxfygxA0to4RXv4_jDU2

Зоряна Космічна Альпака
Вечность назад

Просто все думают что раньше люди были неандертальцами с палками копалками..они пирамиды строили и храмы которые никто повторить не может и сейчас!просто изза войн,религиозных предрассудков и тому подобное люди убивали друг друга,сжигали города с библиотеками и научными трудами-так было утеряно много знаний

Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зареєструйтесь на сайті щоб не бачити рекламу, створювати та відслідковувати теми, зберігати статті в особисті закладки і брати участь в обговореннях
Якщо не виходить увійти тут, спробуйте за посиланням.