Антикитерский механизм - самый древний компьютер, возрастом 2 200 лет. Древний компьютер

Антикитерский механизм - самый древний компьютер

В 1900 году накануне Пасхи два судна ловцов губок, возвращавшихся от берегов Африки, бросили якорь у маленького греческого острова Антикитера (Антикифера) в Эгейском море, расположенного между островом Крит и южной оконечностью материковой Греции — полуостровом Пелопоннес. Там, на глубине примерно 60 метров, ныряльщики обнаружили останки древнего корабля.

На следующий год греческие археологи с помощью водолазов начали исследование затонувшего судна, которое оказалось римским торговым кораблем, потерпевшим крушение около 80-50 гг. до нашей эры. По наиболее вероятной гипотезе, судно шло с острова Родос, скорее всего, в Рим с трофеями либо дипломатическими «дарами». Как известно, завоевание Греции Римом сопровождалось систематическим вывозом культурных ценностей в Италию.

Среди предметов, поднятых с затонувшего корабля, оказался бесформенный ком корродированной бронзы, принятый сначала за обломок статуи. В 1902 году его изучением занялся археолог Валериос Стаис. Расчистив его от известковых отложений, он, к своему удивлению, обнаружил сложный механизм, наподобие часового, с множеством бронзовых шестеренок, остатками приводных валов и измерительных шкал. Также удалось разобрать некоторые надписи на древнегреческом языке.

Пролежав 2 000 лет на морском дне, механизм дошел до нас в сильно поврежденном виде. Деревянный каркас, на котором он, по всей видимости, крепился, полностью распался. Металлические детали сильно деформировались и подверглись коррозии. Кроме того, многие фрагменты механизма были утрачены. В 1903 году в Афинах вышла первая официальная научная публикация с описанием и фотографиями Антикитерского механизма, как было названо это устройство.

Потребовалась кропотливая работа по расчистке прибора, которая продолжалась не одно десятилетие. Его реконструкция казалась делом почти безнадежным, и он долгое время оставался малоизученным, пока не привлек внимание английского физика и историка науки Дерека де Солла Прайса (Derek J. de Solla Price). В 1959 году в журнале «Scientific American» была опубликована статья Прайса «Древнегреческий компьютер», посвященная Антикитерскому механизму и ставшая важной вехой в его исследовании.

Проведенный в 1971 году радиоуглеродный анализ и эпиграфические исследования надписей дали возможность установить, что этот прибор был создан в 150-100 году до нашей эры. Исследование механизма с помощью рентгеновской и гамма-радиографии дало ценную информацию о внутренней конфигурации устройства.

Все сохранившиеся металлические части Антикитерского механизма изготовлены из листовой бронзы толщиной 1-2 миллиметра. Многие фрагменты практически полностью преобразовались в продукты коррозии, однако во многих местах все еще можно различить изящные детали механизма. В настоящее время известно 7 больших и 75 малых фрагментов данного механизма.

Еще на начальном этапе исследования, благодаря сохранившимся надписям и шкалам, Антикитерский механизм был определен как некое устройство для астрономических нужд. Согласно первой гипотезе, это был какой-то инструмент навигации, возможно, астролябия — своего рода круговая карта звездного неба с приспособлениями для определения координат звезд и иных астрономических наблюдений, изобретателем которой считается древнегреческий астроном Гиппарх (ок. 180-190 — 125 до н.э.).

Однако вскоре стало ясно, что по уровню миниатюризации и сложности Антикитерский механизм сопоставим с астрономическими часами XVIII века. Он содержит более 30 шестеренок с зубьями в форме равносторонних треугольников. Столь высокая сложность и безупречное изготовление позволяют предположить, что у него имелся ряд предшественников, которые не были обнаружены.

Согласно второй гипотезе, механизм представлял собой «плоский» вариант механического небесного глобуса (планетария), созданного Архимедом (ок. 287 — 212 до н.э.), о котором сообщают древние авторы.

Самое раннее упоминание о глобусе Архимеда относится к I веку до нашей эры. В диалоге знаменитого римского оратора Цицерона «О государстве» разговор между участниками беседы заходит о солнечных затмениях, и один из них рассказывает:

Я вспоминаю, как я однажды вместе с Гаем Сульпицием Галлом, одним из самых ученых людей нашего отечества, был в гостях у Марка Марцелла… и Галл попросил его принести знаменитую «сферу», единственный трофей, которым прадед Марцелла пожелал украсить свой дом после взятия Сиракуз, города, полного сокровищ и чудес.

Я часто слышал, как рассказывали об этой «сфере», которую считали шедевром Архимеда, и должен признаться, что на первый взгляд я не нашел в ней ничего особенного. Более красива и более известна в народе была другая сфера, созданная тем же Архимедом, которую тот же Марцелл отдал в храм Доблести.

Но когда Галл начал с большим знанием дела объяснять нам устройство этого прибора, я пришел к заключению, что сицилиец обладал дарованием большим, чем то, каким может обладать человек. Ибо Галл сказал, что… сплошная сфера без пустот была изобретена давно… но, — сказал Галл, — такая сфера, на которой были бы представлены движения Солнца, Луны и пяти звезд, называемых… 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).

О внутреннем механизме небесного глобуса Архимеда достоверно ничего не известно. Можно предположить, что он состоял из сложной системы зубчатых передач, как и Антикитерский механизм. Архимед написал книгу об устройстве небесного глобуса — «Об изготовлении сфер», но, к сожалению, она была утрачена.

Цицерон пишет также о другом подобном устройстве, изготовленном Посидонием (ок. 135 — 51 до н.э.), философом-стоиком и ученым, жившим на острове Родос, откуда, возможно, отплыл корабль, перевозивший Антикитерский механизм: «Если бы кто-нибудь привез в Скифию или Британию тот шар (sphaera), что недавно изготовил наш друг Посидоний, шар, отдельные обороты которого воспроизводят то, что происходит на небе с Солнцем, Луной и пятью планетами в разные дни и ночи, то кто в этих варварских странах усомнился, бы, что этот шар — произведение совершенного рассудка?». (Цицерон. О природе богов, II, 34)

Дальнейшие исследования показали, что Антикитерский механизм являлся астрономическим и календарным калькулятором, использовавшимся для прогнозирования позиций небесных светил в небе, и мог служить также как планетарий для демонстрации их движения. Таким образом, речь идет о более сложном и многофункциональном устройстве, чем небесный глобус Архимеда.

По одной из гипотез, данное устройство было создано в Академии, основанной философом-стоиком Посидонием на греческом острове Родос, который в то время был известен как центр астрономии и «машиностроения». Предполагается также, что инженером, разработавшим устройство, мог быть астроном Гиппарх (ок. 190-120 до н.э.), также живший на острове Родос, поскольку оно содержит механизм, который использует его теорию движения Луны.

Однако последние выводы участников Проекта по исследованию Антикитерского механизма, опубликованные 30 июля 2008 года в журнале «Nature», позволяют предположить, что концепция механизма возникла в колониях Коринфа, что может указывать на традицию, идущую от Архимеда.

Несмотря на плохую сохранность и фрагментарность частей Антикитерского механизма, благодаря кропотливой работе исследователей, есть возможность с достаточной уверенностью представить в общих чертах его устройство и функции.

После установки даты прибор, предположительно, приводили в действие вращением ручки, расположенной на боковой грани корпуса. Большое ведущее колесо с 4 спицами было связано при помощи многоступенчатых зубчатых передач с многочисленными шестеренками, вращавшимися с различной скоростью и перемещавшими указатели на циферблатах.

Механизм имел три основных циферблата с концентрическими шкалами: один — на передней панели и два — на задней панели. На передней панели было две шкалы: неподвижная внешняя, представляющая эклиптику (большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), — была разделена на 360 градусов и 12 отрезков по 30 градусов со знаками Зодиака, и подвижная внутренняя, имевшая 365 делений по числу дней в египетском календаре, который использовался греческими астрономами. Погрешность календаря, вызванная большей реальной продолжительностью солнечного года (365,2422 дней), могла корректироваться поворотом календарного циферблата на 1 деление назад за каждые 4 года.

Передний циферблат имел, вероятно, три стрелочных индикатора: один — с указанием даты, а два других — с указанием положений Солнца и Луны относительно плоскости эклиптики. Указатель положения Луны позволял учитывать неравномерность ее движения, вызванную тем, что спутник Земли движется не по круговой, а по эллиптической орбите. Для этого использовалась хитроумная система зубчатых передач, включавшая две шестеренки со смещенным относительно оси вращения центром тяжести.

На передней панели располагался также механизм с индикатором фаз Луны. Сферическая модель Луны, наполовину посеребренная, наполовину черная, показывалась в круглом окошке, демонстрируя текущую фазу Луны.

Существует точка зрения, что механизм мог иметь указатели для всех пяти планет, известных грекам (это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн). Но ни одна передача, отвечающая за такие планетарные механизмы, не найдена. В то же время недавно обнаруженные надписи, в которых упоминаются стационарные точки планет, позволяют предположить, что Антикитерский механизм мог также описывать их движение.

Наконец, на тонкой бронзовой пластине, прикрывающей передний циферблат, находилась парапегма — астрономический календарь с указанием восходов и заходов отдельных звезд и созвездий, обозначенных греческими буквами, корреспондирующими с теми же литерами на зодиакальной шкале.

Таким образом, прибор мог показывать взаимное расположение светил на небесной сфере на конкретную дату, что могло иметь практическое применение в работе астрономов и астрологов, избавляя от сложных и трудоемких расчетов.

На задней панели располагались два больших циферблата. Верхний циферблат, имевший форму спирали с пятью витками и 47 отделениями в каждом витке, отображал Метонов цикл, названный в честь афинского астронома и математика Метона, предложившего его в 433 году до нашей эры. Он употреблялся для согласования продолжительности лунного месяца и солнечного года в лунно-солнечном календаре.

Как отметил древнегреческий ученый I века до нашей эры Гемин в своих «Элементах астрономии», греки приносили жертвы богам по обычаям предков и поэтому «они должны сохранять в годах согласие с Солнцем, а в днях и месяцах — с Луной».

На верхнем циферблате задней панели располагался также вспомогательный циферблат, разбитый на четыре сектора, напоминающий секундный циферблат современных наручных часов.

В 2008 году руководитель Проекта по исследованию Антикитерского механизма Тони Фриз и его коллеги обнаружили на этом циферблате названия 4 панэллинских игр — Истмийских, Олимпийских, Немейских и Пифийских, а также игр в Додоне. Олимпийский циферблат должен был быть включен в существующую зубчатую передачу, перемещавшую указатель на 1/4 оборота за год.

Это подтверждает, что Антикитерский механизм мог использоваться для расчетов дат религиозных праздников, связанных с астрономическими событиями (в том числе Олимпийских и других священных игр), а также служить для коррекции календарей на основе Метонова цикла.

В нижней части задней панели находился циферблат в виде спирали с 223 отделениями, показывающий цикл Сарос. Сарос, открытый, возможно, вавилонскими астрономами — период, по истечении которого, вследствие повторения взаимного расположения Солнца, Луны и узлов лунной орбиты на небесной сфере, в одной и той же последовательности вновь повторяются солнечные и лунные затмения. Сарос включает в себя 223 синодических месяца, что составляет примерно 18 лет 11 дней 8 часов.

На шкале циферблата, показывающего цикл Сарос, имеются символы Σ для лунных затмений (ΣΕΛΗΝΗ, Луна), символы Η — для солнечных затмений (ΗΛΙΟΣ, Солнце) и цифровые обозначения, выполненные греческими буквами, предположительно указывавшие на дату и час затмений. Удалось установить корреляции с реально наблюдавшимися затмениями.

Меньший вспомогательный циферблат отображает «тройной Сарос», или «цикл Экселигмос» (греч. ἐξέλιγμος), дающий период повторения затмений в целых днях. Поле этого циферблата разбито на три сектора: один чистый и два с обозначениями часов (8 и 16), которые нужно прибавить для каждого второго и третьего Сароса в цикле, чтобы получить время затмений. Это подтверждает, что прибор мог использоваться для прогнозирования лунных и, возможно, солнечных затмений.

Антикитерский механизм был заключен в деревянный ящик, на дверцах которого находились бронзовые таблички, содержащие руководство по его применению с астрономическими, механическими и географическими данными. Интересно, что среди географических названий в тексте встречается ΙΣΠΑΝΙΑ (Испания по-гречески), что является старейшим упоминанием страны в этой форме, в отличие от Иберии.

Благодаря усилиям исследователей Антикитерский механизм постепенно открывает свои тайны, расширяя наши представления о возможностях античной науки и техники. В 1974 году в статье «Греческие шестеренки — календарный компьютер до нашей эры» Прайс представил теоретическую модель Антикитерского механизма, основываясь на которой, австралийский ученый Аллан Джордж Бромли из Университета Сиднея и часовщик Фрэнк Персивал изготовили первую действующую модель. Несколько лет спустя британский изобретатель Джон Глив, занимающийся изготовлением планетариев, сконструировал более точный образец, работающий по схеме Прайса.

Большой вклад в изучение Антикитерского механизма внес Майкл Райт (Michael Wright), сотрудник Лондонского музея науки и Имперского колледжа в Лондоне, который в 2002 году смог воссоздать полную реконструкцию устройства, а в 2007 году представил его модифицированную модель. Оказалось, что Антикерский механизм позволяет моделировать не только перемещения Солнца и Луны, но и Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.

В 2016 году ученые представили результаты своих многолетних исследований. На сохранившихся 82 фрагментах устройства удалось расшифровать 2 000 букв, в том числе 500 слов. Все же описание, по мнению ученых, могло занимать 20 000 символов. В них рассказывалось о назначении устройства, в частности, об определении дат 42 астрономических явлений. Кроме того, в нем были заложены функции предсказания, в частности, определялся цвет и размер солнечного затмения, а из него и сила ветров на море (греки унаследовали это верование от вавилонян).

«Это устройство просто экстраординарное, оно единственное в своём роде, — считает Майк Эдмундс (Mike Edmunds), профессор из университета Кардиффа (Cardiff University), возглавляющий исследование механизма. – Его дизайн превосходен, и астрономия совершенно точна… С точки зрения исторической ценности этот механизм я считаю дороже Моны Лизы».

Использованы материалы сайта: masterok.livejournal.com

Другие статьи по теме:

Views All Time

7858

Views Today

6

mirtayn.ru

Загадочный Антикитерский механизм: древний компьютер, обогнавший время

Компьютеры вошли в нашу жизнь сравнительно недавно. За те годы, что они знакомы простым людям, эти устройства прошли большой эволюционный путь: сильно изменились и внешне, и внутренне. Однако все они очень далеки от своего «прародителя»: сравнив современный компьютер и древний, сходств найти не получится. Далекий предок ПК, придуманный древними греками более двух тысяч лет назад, выглядел совсем иначе, нежели привычный нам. У него был циферблат, шестеренки и стрелки. Совершенно ничего общего. Конечно, компьютером это приспособление считается достаточно условно, ведь программного ввода тогда еще не придумали. Но мы смело можем назвать его древним калькулятором, ведь выполнять различные вычисления он мог, пусть и проделывая при этом сложнейшие манипуляции. Но, так или иначе, он эволюционировал до полноценного устройства для арифметических операций, хотя только ими его функционал не ограничивался. Итак, знакомьтесь - Антикитерский механизм.

Идея, опережающая эпохи

Название свое механизм получил в честь острова Антикитера, в районе которого был обнаружен в 1900 году. Исследователи тогда не могли поверить своим глазам. Реликвию они изъяли из затонувшего корабля, который давным-давно пропал в глубинах Эгейского моря. Судя по найденным на судне монетам, построили его в 100 году до нашей эры. Но по уровню сложности упомянутый механизм соответствовал не меньше, чем Новому времени!

Вероятно, жил в Древней Греции гений, мысли которого опережали эпохи. Поразительно, что в дальнейшем умельцы того времени пытались воссоздать Антикитерский механизм, однако подобной точности не смогли добиться за тысячу лет. Специалисты, изучавшие его из века в век, пришли к выводу, что авторство может принадлежать Посидонию, астроному и философу с острова Родос, учителю знаменитого Цицерона. Сам Цицерон рассказывал о подобном устройстве, созданном Архимедом (об этом можно почитать в его трактате «О государстве»). Другие ученые предполагают, что к созданию «калькулятора» приложил руку астроном Гиппарх.

Первая относительно успешная попытка реконструкции Антикитерского механизма была предпринята в 1959 году Дереком Прайсом. С помощью талантливого часовщика Джона Глива он сумел построить копию устройства с дифференциальной передачей.

Лишь в середине XX века греческие ученые совместно с британскими и американскими коллегами сумели наиболее полно воспроизвести внешний облик древней находки и установить, наконец, ее предназначение. На помощь им пришла рентгеновская томография. В 2005 году исследовательская группа во главе с профессором Майком Эдмундсом в рамках проекта Antikythera Mechanism Research Project расшифровала практически все надписи на древней находке.

Чем занимались древние греки за «компьютером»

Выяснилось, что служил механизм для определения даты старта Олимпийских игр. Археологи полагают, что он имелся во всех крупных населенных пунктах, где проживали атлеты. Само собой, день он выбирал не случайно: приспособление должно было с высокой точностью отсчитать четырехлетний цикл. Для этого, в свою очередь, нужно было определить движение небесных тел.

Антикитерский механизм не просто вычислял положения Солнца и Луны, рассчитывал время наступления затмения (как солнечного, так и лунного), но охватывал также все известные в то время планеты (а древние греки успели «познакомиться» с Марсом, Меркурием, Сатурном, Венерой и Юпитером). Предположительно с его же помощью было установлено, что лунная орбита имеет эллиптическую форму. А с таким функционалом применение Антикитерского механизма распространилось и на другие игры. С его помощью считали циклы Дельфийских соревнований и игр в Коринфе. Современный человек мог бы принять это устройство за античный календарь, хотя грамотно воспользоваться им под силу было не каждому.

Античный урок информатики: как работает 2000-летний компьютер

Несколько десятков миниатюрных шестеренок необычайно точно были подогнаны друг под друга. Движение рукояти – и механизм запущен! На передних циферблатах можно было увидеть дни года и знаки Зодиака. Управление осуществлялось при помощи все той же рукояти, с помощью которой исследователи задавали желаемую дату. В результате Антикитерский механизм выдавал множество интересных астрономических сведений.

Передние и задние стенки показывали, как располагаются небесные тела, а черно-белый шарик поведает, в какой фазе пребывает Луна. Также можно узнать, где планеты находятся относительно звезд.

На одном из циферблатов можно было увидеть, когда начнутся солнечные и лунные затмения. Механизм показывал цикл на 223 лунных месяца, именуемый сарос, и в течение этого цикла затмения повторяются с определенной периодичностью. Другой циферблат поможет ознакомиться с Метоновым лунным циклом.

Как много информации черпали древние греки из устройства, которое сумело обогнать развитие технологий на тысячу лет вперед! Если вдуматься, то Антикитерский механизм действительно напоминает компьютер по возможностям добывания с его помощью полезных данных.

А также почитайте:

В гордыне своей демонической и непомерной - Творений, посмевших считаться достойными Неба, Презренными смертными

www.grekomania.ru

Антикитерский механизм. Первый компьютер в мире

В 1900 году накануне Пасхи два судна ловцов губок, возвращавшихся от берегов Африки, бросили якорь у маленького греческого острова Антикитера (Антикифера) в Эгейском море, расположенного между южной оконечностью материковой Греции — полуостровом Пелопоннес — и островом Крит. Там, на глубине примерно 60 метров, ныряльщики обнаружили развалины древнего корабля.

На следующий год греческие археологи с помощью водолазов начали исследование затонувшего судна, которое оказалось римским торговым кораблем, потерпевшим крушение около 80-50 гг. до н.э. Со дна моря были подняты многочисленные артефакты: бронзовые и мраморные статуи, амфоры и т.д. Среди найденных произведений искусства — два шедевра, выставленные в Национальном археологическом музее в Афинах: бронзовая статуя «Юноши из Антикитеры» (около 340 г. до н.э.) и т.н. «Голова философа».

По наиболее вероятной гипотезе, судно шло с острова Родос, скорее всего, в Рим с трофеями либо дипломатическими «дарами». Как известно, завоевание Греции Римом сопровождалось систематическим вывозом «культурных ценностей» в Италию.

Среди предметов, поднятых с затонувшего корабля, оказался бесформенный ком корродированной бронзы, покрытой известковыми отложениями, принятый сначала за обломок статуи. В 1902 году его изучением занялся археолог Валериос Стаис. Расчистив его от известковых отложений, он, к своему удивлению, обнаружил сложный механизм, наподобие часового, с множеством бронзовых шестеренок, остатками приводных валов и измерительных шкал. Также удалось разобрать некоторые надписи на древнегреческом языке.

Пролежав 2000 лет на морском дне, механизм дошел до нас в сильно поврежденном виде. Деревянный каркас, на котором он, по всей видимости, крепился, полностью распался. Металлические детали сильно деформировались и подверглись коррозии. Кроме того, многие фрагменты механизма были утрачены.

В 1903 году в Афинах вышла первая официальная научная публикация с описанием и фотографиями Антикитерского механизма, как было названо это устройство.

Потребовалась кропотливая работа по расчистке прибора, которая продолжалась не одно десятилетие. Его реконструкция казалась делом почти безнадежным, и он долгое время оставался малоизученным, пока не привлек внимание английского физика и историка науки Дерека де Солла Прайса (Derek J. de Solla Price). В 1959 году в журнале «Scientific American» была опубликована статья Прайса «Древнегреческий компьютер», посвященная Антикитерскому механизму, ставшая важной вехой в его исследовании.

Прайс предполагал, что Антикитерский механизм был создан около 85-80 г. до н.э. Однако радиоуглеродный анализ (1971) и эпиграфические исследования надписей отодвинули предполагаемое время его создания до 150-100 гг. до н.э.

В 1971 году Прайс, в то время профессор истории науки в Йельском университете, совместно с Харлампосом Каракалосом, профессором ядерной физики из греческого Национального центра научных исследований «Демокрит», провели исследование Антикитерского механизма с помощью рентгеновской и гамма-радиографии, которое дало ценную информацию о внутренней конфигурации устройства.

В 1974 году в статье «Греческие шестеренки — календарный компьютер до нашей эры Прайс представил теоретическую модель Антикитерского механизма, основываясь на которой, австралийский ученый Аллан Джордж Бромли из Университета Сиднея и часовщик Фрэнк Персивал изготовили первую действующую модель. Несколько лет спустя британский изобретатель Джон Глив, занимающийся изготовлением планетариев, сконструировал более точный образец, работающий по схеме Прайса.

В 1978 г. известный французский исследователь Жак-Ив Кусто еще раз обследовал место находки, но не нашел больше останков Антикитерского механизма.

Большой вклад в изучение Антикитерского механизма внес Майкл Райт, сотрудник Лондонского музея науки и Имперского колледжа в Лондоне, применивший для исследования оригинальных фрагментов метод линейной рентгеновской томографии. Первые результаты этого исследования были представлены в 1997 году, что позволило существенно скорректировать выводы Прайса.

В 2005 году стартовал международный проект «Antikythera Mechanism Research Project» с участием ученых из Великобритании, Греции и Соединенных Штатов Америки под эгидой Министерства культуры Греции. В том же 2005 году было объявлено об обнаружении новых фрагментов механизма. Использование новейших технологий (рентгеновской компьютерной томографии) позволило прочитать 95% надписей на механизме (около 2000 знаков). Результаты работы изложены в статье, опубликованной в журнале «Nature» (11/2006)

Продолжает свои исследования и Майкл Райт, представивший в 2007 году модифицированную модель Антикитерского механизма.

Совместными усилиями исследователей Антикитерский механизм постепенно открывает свои тайны, расширяя наши представления о возможностях античной науки и техники.

Оригинальные фрагменты

Все сохранившиеся металлические части Антикитерского механизма изготовлены из листовой бронзы толщиной 1-2 миллиметра. Многие фрагменты практически полностью преобразовались в продукты коррозии, однако во многих местах все еще можно различить изящные детали механизма.

В настоящее время известно 7 больших (A-G) и 75 малых фрагментов Антикитерского механизма.

Фото 1. Антикитерский механизм, фрагменты A-G. Радиография. Масштаб не соблюден

Большая часть сохранившихся деталей внутреннего механизма — остатки двадцати семи маленьких шестеренок диаметром от 9 до 130 миллиметров, в сложной последовательности размещенных на двенадцати отдельных осях, помещена внутрь самого крупного фрагмента механизма (фрагмент A, фото 2, 3). Размер данной детали составляет 217 миллиметров. Большинство колесиков было прилажено к валам, которые вращались в отверстиях, проделанных в пластине корпуса. Линия очертания того, что осталось от корпуса (одна грань и прямоугольный стык), позволяет предположить, что он был прямоугольный. Концентрические дуги, хорошо различимые на рентгеновском снимке, являются частью нижнего циферблата задней панели. Останки деревянной планки, предположительно одной из двух, отделяющих циферблат от корпуса, располагаются между ними рядом с сохранившейся гранью рамки. Можно различить следы еще двух деревянных фрагментов на некотором расстоянии от боковой и задней грани рамки корпуса, которые на углу смыкаются в сочленение со скошенным углом.

Фото 3. Антикитерский механизм, фрагмент A

Фрагмент B, размером около 124 миллиметра (фото 4) состоит в основном из оставшейся части верхнего циферблата задней панели с двумя сломанными валами и следами еще одной шестеренки. Фрагменты A и B примыкают друг к другу, в то время как фрагмент E, размером около 64 миллиметров, на котором расположена еще одна небольшая часть циферблата, помещается между ними. Соединенные вместе, они позволяют рассмотреть устройство задней панели, состоящей из двух больших циферблатов, имеющих вид спирали из четырех и пяти концентрических сходящихся колец, расположенных один над другим на прямоугольной пластине, высота которой примерно в два раза больше ширины. На недавно обнаруженном фрагменте F также располагается кусочек заднего циферблата со следами деревянных деталей, образующих сочленение в углу пластины.

Фото 4. Антикитерский механизм, фрагмент B

Размер фрагмента C составляет около 120 миллиметров (фото 5). Самая большая отдельная деталь данного фрагмента — уголок циферблата противоположной (лицевой) стороны, которая образует основной «дисплей». Циферблат состоял из двух концентрических шкал с делениями. Одна из них, вырезанная прямо в пластине с внешней стороны большого круглого отверстия, была разбита на 360 делений, составляющих двенадцать групп по тридцать делений с названиями знаков Зодиака. Вторая шкала, разбитая на 365 делений (дней), также составляла группы по тридцать делений с названиями месяцев согласно Египетскому календарю. Рядом с углом циферблата помещалась небольшая задвижка, которая приводилась в действие спусковым рычажком. Она служила для того, чтобы удерживать циферблат. С обратной стороны данного фрагмента, плотно приклеенная к нему продуктами коррозии, располагается концентрическая деталь, содержащая остатки крошечного зубчатого колеса, являвшаяся частью устройства для вывода информации о фазах Луны.

На всех этих фрагментах можно различить следы бронзовых пластин, располагавшихся поверх циферблатов. Они были плотно заполнены надписями. Некоторые их кусочки удалили с поверхности основных деталей в процессе очистки и хранения, другие же снова собрали в то, что ныне известно в качестве фрагмента G. Оставшимся разрозненным частям, в основном это мельчайшие кусочки, присвоили номера.

Фото 5. Антикитерский механизм, фрагмент C

Фото 6. Антикитерский механизм, фрагменты B, A и C (слева направо): вид сзади

Фрагмент D состоит из двух колесиков, совмещенных друг с другом посредством тонкой плоской пластины, проложенной между ними. Данные колесики имеют не совсем круглую форму, вал, на которых они должны располагаться, отсутствует. Для них не находится места на прочих дошедших до нас фрагментах и, таким образом, их назначение установить не удается.

Все фрагменты Антикитерского механизма хранятся в Национальном археологическом музее в Афинах. Фрагменты A, B и C демонстрируются в экспозиции музея.

Фото 7. Антикитерский механизм, фрагмент D

Назначение и функции

Еще на начальном этапе исследования, благодаря сохранившимся надписям и шкалам, Антикитерский механизм был определен как некое устройство для астрономических нужд. Согласно первой гипотезе, это был какой-то инструмент навигации, возможно, астролябия (своего рода круговая карта звездного неба с приспособлениями для определения координат звезд и иных астрономических наблюдений). Изобретателем астролябии считается древнегреческий астроном Гиппарх (ок. 180-190 — 125 до н.э.). Однако вскоре стало ясно, что речь идет о гораздо более сложном устройстве.

По уровню миниатюризации и сложности Антикитерский механизм сопоставим с астрономическими часами XVIII века. Он содержит более 30 шестеренок с зубьями в форме равносторонних треугольников. Столь высокая сложность и безупречное изготовление позволяют предположить, что у него имелся ряд предшественников, которые не были обнаружены.

Согласно второй гипотезе, Антикитерский механизм представлял собой «плоский» вариант механического небесного глобуса (планетария), созданного Архимедом (ок. 287 — 212 до н.э.), о котором сообщают древние авторы.

Самое раннее упоминание о глобусе Архимеда относится к I в. до н.э. В диалоге знаменитого римского оратора Цицерона «О государстве» разговор между участниками беседы заходит о солнечных затмениях, и один из них рассказывает: «Я вспоминаю, как я однажды вместе с Гаем Сульпицием Галлом, одним из самых ученых людей нашего отечества… был в гостях у Марка Марцелла… и Галл попросил его принести знаменитую «сферу», единственный трофей, которым прадед Марцелла пожелал украсить свой дом после взятия Сиракуз, города, полного сокровищ и чудес. Я часто слышал, как рассказывали об этой «сфере», которую считали шедевром Архимеда, и должен признаться, что на первый взгляд я не нашел в ней ничего особенного. Более красива и более известна в народе была другая сфера, созданная тем же Архимедом, которую тот же Марцелл отдал в храм Доблести. Но когда Галл начал с большим знанием дела объяснять нам устройство этого прибора, я пришел к заключению, что сицилиец обладал дарованием большим, чем то, каким может обладать человек. Ибо Галл сказал, что… сплошная сфера без пустот была изобретена давно… но, — сказал Галл, — такая сфера, на которой были бы представлены движения Солнца, Луны и пяти звезд, называемых… 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]» (Цицерон. О государстве, I, 14.)

О внутреннем механизме небесного глобуса Архимеда достоверно ничего не известно. Можно предположить, что он состоял из сложной системы зубчатых передач, как и Антикитерский механизм. Архимед написал книгу об устройстве небесного глобуса («Об изготовлении сфер»), но, к сожалению, она была утрачена.

Цицерон пишет также о другом подобном устройстве, изготовленном Посидонием (ок. 135 — 51 до н.э.), философом-стоиком и ученым, жившим на острове Родос, откуда, возможно, отплыл корабль, перевозивший Антикитерский механизм: «Если бы кто-нибудь привез в Скифию или Британию тот шар (sphaera), что недавно изготовил наш друг Посидоний, шар, отдельные обороты которого воспроизводят то, что происходит на небе с Солнцем, Луной и пятью планетами в разные дни и ночи, то кто в этих варварских странах усомнился, бы, что этот шар — произведение совершенного рассудка?» (Цицерон. О природе богов, II, 34.)

Таким образом, существование в древности механизмов, сопоставимых по сложности с Антикитерским, находит подтверждение у античных авторов, хотя ни один из них не дошел до нас.

Компьютерная реконструкция механизма

В 1959 году Дерек де Солла Прайс выдвинул обоснованную гипотезу, что Антикитерский механизм был прибором для астрономических расчетов, в частности для определения положения Солнца и Луны относительно неподвижных звезд. Прайс назвал его «древнегреческим компьютером», имея в виду механическое вычислительное устройство. С тех пор Антикитерский механизм иногда называют «первым известным аналоговым компьютером».

Дальнейшие исследования подтвердили, что Антикитерский механизм являлся астрономическим и календарным калькулятором, использовавшимся для прогнозирования позиций небесных светил в небе, и мог служить также как планетарий для демонстрации их движения. Таким образом, речь идет о более сложном и многофункциональном устройстве, чем небесный глобус Архимеда.

По одной из гипотез, данное устройство было создано в Академии, основанной философом-стоиком Посидонием на греческом острове Родос, который в то время был известен как центр астрономии и «машиностроения». Предполагается также, что инженером, разработавшим устройство, мог быть астроном Гиппарх (ок. 190 — ок. 120 до н.э.), также живший на острове Родос, поскольку оно содержит механизм, который использует его теорию движения Луны.

Однако последние выводы участников Проекта по исследованию Антикитерского механизма, опубликованные 30 июля 2008 года в журнале «Nature», позволяют предположить, что концепция механизма возникла в колониях Коринфа, что может указывать на традицию, идущую от Архимеда.

Плохая сохранность и фрагментарность дошедших до нас частей Антикитерского механизма делают любую попытку его реконструкции гипотетической. Тем не менее, благодаря кропотливой работе исследователей, мы можем с достаточной уверенностью представить, хотя бы в общих чертах, его устройство и функции.

После установки даты прибор, предположительно, приводили в действие вращением ручки, расположенной на боковой грани корпуса. Большое ведущее колесо с 4 спицами (фото 3) было связано с помощью многоступенчатых зубчатых передач с многочисленными шестеренками, вращавшимися с различной скоростью и, в конечном итоге, перемещавшими указатели на циферблатах.

Механизм имел три основных циферблата с концентрическими шкалами: один на передней панели и два на задней панели. На передней панели имелось две шкалы: неподвижная внешняя, представляющая эклиптику (большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), разделенная на 360 градусов и на 12 отрезков по 30 градусов со знаками Зодиака, и подвижная внутренняя, имевшая 365 делений по числу дней в египетском календаре, использовавшемся греческими астрономами. Погрешность календаря, вызванная большей реальной продолжительностью солнечного года (365,2422 дней), могла корректироваться поворотом календарного циферблата на 1 деление назад за каждые 4 года. (Следует отметить, что юлианский календарь, содержащий дополнительный день в високосные годы, был введен только в 46 г. до н.э.).

Передний циферблат имел, вероятно, по крайней мере, три стрелочных индикатора: один с указанием даты, а два других с указанием положений Солнца и Луны относительно плоскости эклиптики.

Указатель положения Луны позволял учитывать особенности ее движения, открытые Гиппархом. Гиппарх нашел, что лунная орбита представляет собой эллипс, наклоненный на 5 градусов к плоскости земной орбиты. Луна движется по эклиптике быстрее вблизи перигея и медленнее в апогее, что в хорошем приближении следует второму закону Кеплера для угловой скорости. Чтобы учесть эту неравномерность, использовалась хитроумная система зубчатых передач, включавшая две шестеренки со смещенным относительно оси вращения центром тяжести.

Логично предположить, что имелся аналогичный механизм, показывающий движение Солнца в соответствии с теорией Гиппарха, однако передача этого механизма (если он существовал) была утрачена.

На передней панели располагался также механизм с индикатором фаз Луны. Сферическая модель Луны, наполовину посеребренная, наполовину черная, показывалась в круглом окошке, демонстрируя текущую фазу Луны.

Существует точка зрения, что механизм мог иметь указатели для всех пяти планет, известных грекам (это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн). Но ни одна передача, отвечающая за такие планетарные механизмы, не найдена, за исключением одной системы передач (фрагмент D), назначение которой неясно. В то же время недавно обнаруженные надписи, в которых упоминаются стационарные точки планет, позволяют предположить, что Антикитерский механизм мог также описывать их движение.

Наконец, на тонкой бронзовой пластине, прикрывающей передний циферблат, находилась т.н. «парапегма» — астрономический календарь с указанием восходов и заходов отдельных звезд и созвездий, обозначенных греческими буквами, корреспондирующими с теми же литерами на зодиакальной шкале.

Фото 8. Зодиакальная шкала, календарная шкала и парапегма

Фото 9. Фрагмент текста парапегмы

Таким образом, прибор мог показывать взаимное расположение светил на небесной сфере на конкретную дату, что могло иметь практическое применение в работе астрономов и астрологов (астрология широко практиковалась в Древнем мире), избавляя от сложных и трудоемких расчетов.

На задней панели располагались два больших циферблата. Верхний циферблат, имевший форму спирали с пятью витками и 47 отделениями в каждом витке (47 х 5 = 235), отображал т.н. «Метонов цикл». Этот цикл, названный в честь афинского астронома и математика Метона, предложившего его в 433 г. до н.э., употреблялся для согласования продолжительности лунного месяца и солнечного года в лунно-солнечном календаре. Метонов цикл основан на приближенном (с точностью около двух часов) равенстве: 19 тропических лет = 235 синодических месяцев.

Как отметил древнегреческий ученый I в. до н.э. Гемин в своих «Элементах астрономии», греки должны были приносить жертвы богам по обычаям предков, а поэтому «они должны сохранять в годах согласие с Солнцем, а в днях и месяцах — с Луной».

На верхнем циферблате задней панели располагался также вспомогательный циферблат, разбитый на четыре сектора, напоминающий секундный циферблат современных наручных часов. Райт предположил, что указатель на вспомогательном циферблате показывал т.н. «Каллипов цикл», состоящий из 4 Метоновых циклов (76 тропических лет) с вычетом одного дня, служивший для уточнения лунно-солнечного календаря.

Однако в 2008 году руководитель Проекта по исследованию Антикитерского механизма Тони Фриз и его коллеги обнаружили на этом циферблате названия 4 панэллинских игр (Истмийских, Олимпийских, Немейских и Пифийских), а также игр в Додоне. Олимпийский циферблат должен быть включен в существующую зубчатую передачу, перемещавшую указатель на 1/4 оборота за год.

Это подтверждает, что Антикитерский механизм мог использоваться для расчетов дат религиозных праздников, связанных с астрономическими событиями (в том числе Олимпийских и других священных игр), а также служить для коррекции календарей на основе Метонова цикла. Это имело важное практическое значение в Греции, где почти каждый полис имел собственный гражданский календарь, что создавало невероятную путаницу.

В нижней части задней панели находится циферблат в виде спирали с 223 отделениями, показывающий цикл Сарос. Сарос, открытый, возможно, вавилонскими астрономами — период, по истечении которого, вследствие повторения взаимного расположения Солнца, Луны и узлов лунной орбиты на небесной сфере, в одной и той же последовательности вновь повторяются солнечные и лунные затмения. Сарос включает в себя 223 синодических месяца, что составляет примерно 18 лет 11 дней 8 часов.

Поскольку Сарос не равен целому числу суток, в каждом новом цикле «то же» затмение наступает почти на 8 часов позже. При этом следует иметь в виду, что лунное затмение видно со всего ночного полушария Земли, тогда как солнечное — только из области лунной тени, которая в различные годы проходит по различным местам планеты. Полоса «того же» солнечного затмения в каждом последующем Саросе сдвигается почти на 120° к западу. Кроме того, полоса затмения перемещается к северу или к югу, в зависимости от того, вблизи какого узла лунной орбиты (нисходящего или восходящего) происходит затмение.

На шкале циферблата, показывающего цикл Сарос, имеются символы Σ для лунных затмений (ΣΕΛΗΝΗ, Луна) и Η для солнечных затмений (ΗΛΙΟΣ, Солнце) и цифровые обозначения, выполненные греческими буквами, предположительно указывавшие на дату и час затмений. Удалось установить корреляции с реально наблюдавшимися затмениями.

Меньший вспомогательный циферблат отображает «тройной Сарос», или «цикл Экселигмос» (греч. ἐξέλιγμος), дающий период повторения затмений в целых днях. Поле этого циферблата разбито на три сектора: один чистый и два с обозначениями часов (8 и 16), которые нужно прибавить для каждого второго и третьего Сароса в цикле, чтобы получить время затмений.

Это подтверждает, что прибор мог использоваться для прогнозирования лунных и, возможно, солнечных затмений.

Антикитерский механизм был заключен в деревянный ящик, на дверцах которого находились бронзовые таблички, содержащие руководство по его применению с астрономическими, механическими и географическими данными. Интересно, что среди географических названий в тексте встречается ΙΣΠΑΝΙΑ (Испания по-гречески), что является старейшим упоминанием страны в этой форме, в отличие от Иберии.

Рентгеновское изображение (слева) и компьютерная модель (справа) блока, ответственного за моделирование обращения Луны (фото T. Freeth et al.).

«Это устройство просто экстраординарное, оно единственное в своём роде, — говорит Майк Эдмундс (Mike Edmunds), профессор из университета Кардиффа (Cardiff University), возглавляющий исследование механизма. – Его дизайн превосходен, и астрономия совершенно точна… С точки зрения исторической ценности этот механизм я считаю дороже Моны Лизы».

В новой работе учёные использовали точные рентгеновские сканеры для реконструкции строения шестерёнок, а также для распознавания почти стёртых надписей на поверхности устройства.

Как показал тщательный анализ, проведённый с помощью этой современной аппаратуры, на солнечном календаре, на передней панели механизма были указатели для Солнца и Луны под названиями «золотая маленькая сфера» и просто «маленькая сфера» соответственно. Кроме того, обнаружились отметки, устанавливавшие соответствие между зодиаком и солнечным календарём.

Что касается другого солнечного календаря на обратной стороне механизма, то удалось выяснить, что он использовался для предсказания солнечных и лунных затмений.

Также исследователи смогли на этот раз узнать, что это устройство даже учитывало неравномерность движения Луны, вызванную тем, что наш спутник обращается не по круговой, а по эллиптической орбите. Для этого авторы антикитерского чуда сделали «лунную» шестерёнку со смещённым центром вращения.

На этот раз получилось уточнить датировку механизма. По данным радиоуглеродного анализа получалось, что эту штуковину изготовили около 65 года до нашей эры. Но как следует из надписей, которые учёные смогли прочитать благодаря рентгеновской аппаратуре, прибор несколько старше – его создали в 150-100 году до нашей эры.

Кстати, с надписями исследователи поработали особенно успешно. Раньше считалось, что распознано 95% текста, тогда как новое исследование добавило к этому знанию не 5%, а почти удвоило его! Это знание оказалось очень ценным – благодаря новым надписям учёные смогли подтвердить представление о том, что механизм помимо упомянутых объектов мог вычислять конфигурации Марса, Юпитера и Сатурна, в чём специалисты раньше сомневались.

Также в реконструкции, сделанной исследователями, 37 колёс, хотя у механизма, хранящемся в афинском Национальном археологическом музее (National Archaeological Museum of Athens), всего 30 деталей, остальные 7 – просто «гипотетические».

«Из-за фрагментарности находки такие предположения неизбежны. Однако с ними новая модель выглядит очень убедительно», — считает Франсуа Шарет (François Charette), исследователь из университета Людвига–Максимилиана (Ludwig-Maximilians-Universität), не принимавший участия в исследовании.

В международной исследовательской команде собрались эксперты по разным отраслям научного знания: астрономы, математики, компьютерщики, археологи и другие. Специалисты, по информационным технологиям, кстати, назвали антикитерский механизм аналоговым компьютером.

И хотя учёные располагают нерабочим экземпляром прибора, они планируют сделать его точную компьютерную модель, а также работающую копию.

«Греческое чудо»

Антикитерский механизм с момента открытия озадачил и заинтриговал историков науки и техники, не предполагавших, что подобное устройство могло существовать в эллинистическое время. С другой стороны, они уже давно признали, что в абстрактной математике и математической астрономии греки были не начинающими, а скорее «коллегами из другого колледжа»9, достигшими больших высот.

Антикитерский механизм, вероятно, был создан во второй половине II века до н.э. Это время расцвета эллинистической астрономии, связанного с именами таких ученых, как Посидоний и Гиппарх.

Гиппархом Никейским был составлен каталог звездного неба, впоследствии использованный Птолемеем, открыта прецессия равноденствий, достаточно точно описаны видимые движения Луны, Солнца и пяти известных тогда планет, определено расстояние от Земли до Луны и размеры последней, очень близкие действительным. Найденное Гиппархом значение синодического месяца всего на 0,5 секунды меньше принимаемого сегодня. Теория Гиппарха позволяла предсказывать лунные затмения с точностью до одного-двух часов и, хотя и с меньшей точностью, солнечные затмения.

Посидоний произвел вычисление расстояния от Земли до Солнца, составившее 5/8 действительного (фантастический результат для того времени).

Веком раньше творил Аристарх Самосский, создатель первой в истории гелиоцентрической системы (на 1800 лет раньше Коперника), и его младший современник Архимед, величайший ученый античного мира и предтеча науки Нового времени.

Многие достижения античной науки казались бы сегодня невероятными, не будь они зафиксированы в дошедших до нас трудах древних ученых. При всей сложности Антикитерского механизма, не имеющей аналогов до Нового времени, он, как представляется, построен на базе астрономических и математических теорий, разработанных греческими учеными к 150-100 г. до н.э. Так что для его трактовки нам не нужно обращаться к Deus ex machina.

Современные исследователи, занятые реконструкцией Антикитерского механизма, сходятся в том, что он, скорее всего, был уникальным устройством. Однако есть близкие по времени свидетельства Цицерона о механических планетариях Архимеда и Посидония. Это позволяет предположить, что существовала древнегреческая традиция создания сложных механизмов, которая впоследствии была передана Византии и исламскому миру, где аналогичные сложные механические устройства были построены мусульманскими инженерами и астрономами в Средние века. Эти устройства были гораздо проще, чем Антикитерский механизм, но они имеют так много точек соприкосновения, что кажется очевидным, что они пришли из общей традиции.

История античной науки — книга с множеством вырванных страниц. Вопреки сакраментальной фразе Михаила Булгакова, рукописи горят очень хорошо. Достаточно вспомнить судьбу Александрийской библиотеки. История дает немало примеров разрушения высокоразвитых цивилизаций и многовекового забвения прошлых достижений. Это должно послужить нам уроком и предостережением.

Став жертвой стихии и людской алчности, Антикитерский механизм на две тысячи лет выпал из научного оборота. Но благодаря тому же несчастному случаю, обернувшемуся счастливой случайностью, он сохранился до наших дней и попал в руки современных исследователей, заставив пересмотреть многие из наших оценок античной науки и техники.

источникиhttp://rec.gerodot.ru/ — Павел Кузнецовhttp://www.membrana.ru/http://festivalkinimatografouthessalonikis.blogspot.ru/

masterok.livejournal.com

Самый древний компьютер на планете.

Это устройство 80 г. до н. э. было найдено на дне моря, на борту древнего греческого судна и считается самым древним компьютером. При тщательном обследовании древнейшего компьютера планеты земля, знаменитого антикиферского механизма, ученые обнаружили, что он все еще работает.

Устройство, изготовленное древними греками 2000 лет назад, было обнаружено среди обломков затонувшего римского грузового судна у берегов острова анкифера и названо по месту Находки. Как недавно выяснили исследователи, данный прибор использовался для расчета солнечных и лунных циклов. Кроме того, ученые полагают, что с его помощью древние греки вычисляли движение известных им тогда планет: Меркурия, Венеры, марса, Юпитера и Сатурна. Один из участников рабочей группы, проф. Иван сейрадакис из университета Аристотеля в Фессалониках подчеркнул, что это уникальный прибор, который "Настолько же Важен для Техники, Насколько Акрополь для Архитектуры". Тем не менее, не все соглашаются с точкой зрения группы о назначении древнего механизма.

Обнаружение прибора относится к 1902 г., когда археолог валериос стаис заметил среди артефактов, поднятых с затонувшего судна, странную конструкцию из ржавых шестерней. После этого были обнаружены еще фрагменты, и ученым удалось восстановить механизм полностью. Всего в антикиферском механизме 30 элементов. Исследователи полагают, что конструкция была заключена в несохранившийся деревянный кожух, а также рычаг, с помощью которого компьютер приводился в действие. Происхождение прибора до сих пор остается загадкой, но надписи, обнаруженные с помощью рентгеновского анализа, позволяют датировать его 150-100 гг. до новой эры. А это означает, что прибор был разработан греками задолго до того, как аналогичные механизмы появились в других регионах. Более того, по техническим характеристикам он превосходит все созданное в течение следующих 1000 лет.

На долгие годы антикиферский механизм стал своеобразной головоломкой для историков и археологов. Разрозненные фрагменты не позволяли предположить, как он выглядел изначально. Каждый собирал его по-своему и, следовательно, по-своему интерпретировал его назначение.

Но последние данные, полученные с помощью рентгеновского излучения, по всей видимости, наиболее точно определяют функциональность прибора. На передней панели древнего компьютера были найдены изображения, представляющие собой греческий зодиакальный цикл и египетский календарь, оформленные в виде концентрических кругов. На задней расположены надписи, повествующие о солнечных и лунных циклах, в частности, фиксирующие солнечные и лунные затмения. До этого открытия использование прибора для предсказания затмений было лишь гипотезой.

К сожалению, более детальное изучение принципов работы прибора осложняется незвестным изначальным числом колец и шестерней и воросом, целый прибор достался исследователям или только его часть. Но ряд выводов сделать можно.

Например, луна проходит некоторые участки своей орбиты быстрее в силу эллиптической формы последней. Чтобы учесть эту неравномерность и избежать ошибки, разработчик древнего механизма использовал так называемую планетарную передачу, в которой внешняя шестерня вращается вокруг центральной. Периоды вращения шестерней рассчитаны так, что перебирают все имеющиеся варианты. "Когда вы Видите это, Остается Только рот Открыть от Изумления", - комментирует Находку руководитель группы проф. Майк Эдмундс.

В процессе рентгеноскопии группа ученых смогла также прочесть большую часть надписей на поверхности механизма. Эта информация позволяет предположить, что антикиферский механизм также описывал движение планет.

Таким образом, если антикиферский механизм действительно действительно соответствует предположениям исследователей, то далее следует вывод, что его работа была основана на гелиоцентрической теории устройства солнечной системы, весьма необычной для времени, когда большинство греков придерживалось мнения Аристотеля о вращении вселенной вокруг земли. По мнению Майкла Райта, хранителя отдела машиностроения лондонского музея науки, механизм, возможно, был создан в академии, основанной философом - стоиком посейдонисом на греческом острове Родос. Ведь позже его ученик Цицерон описал устройство, во многом напоминающее антикиферский механизм.

interesnyefakty.com

Антикитерский механизм - самый древний компьютер, возрастом 2 200 лет

То, что вы видите на первой фотографии совершенно необычный и фантастический механизм, пришедший к нам с такой далекой древности, что в ту пору не было даже Христианства. Хотели бы вы надеть это на собственное запястье? Конечно, он не может делать фотографии или подключиться к Facebook, однако, пройдя через историю этого предмета, какой-нибудь писатель смог бы создать бессмертное произведение, наподобие Графа Монте Кристо.

Миниатюрные Hublot являются копией механизма Антикитера

Эта история началась 2200 лет назад с одного великого ученого, а завершилась в момент кораблекрушения в открытом море. Жак Кусто, величайший исследователь глубин нашей цивилизации, назвал эту находку – богатством, которое по своей ценности превосходит Мону Лизу. Именно такие восстановленные артефакты переворачивают наше сознание с ног на голову и полностью меняют картину мира.

 Основной фрагмент машины Антикитера

В 1900 году капитан Димитриос Кондос вернулся в Грецию из экспедиции по Северной Африке и пережидал непогоду к северу от острова Крит в Средиземном море, возле острова Антикитера. Часть своей команды он отправил на поиски морской губки. Один из членов команды Элиас Стадиатос, всплыв, сообщил, что на морском дне, примерно на глубине 60 метров он увидел место кораблекрушения и огромное количество трупов лошадей, которые находились на разной степени распада. Капитан решил, что Элиас отравился углекислым газом и решил все проверить сам.

Фрагмент машины Антикитера

 Когда Кондос опустился на дно, перед его глазами предстала совершенно фантастическая картина. На месте затонувшего древнего судна, с огромным количеством добычи и сокровищ лежали бронзовые статуи, которые были покрыты многовековым слоем морских организмов. Именно эти статуи и воспринял моряк, как трупы лошадей. Команда собрала все, что смогла унести и вернулась обратно в Грецию, а уже оттуда была направлена экспедиция на место крушения.

 3D снимок древнейшей реликвии

Первые признаки говорили, что материал, поднятый со дна, имеет возраст более 2 000 лет. В течение 2-х лет было привезено огромное количество мраморных и бронзовых римских статуй, монет и прочих артефактов. Когда стали раскладывать находки, то один из кусков распался, и ученые увидели внутри какие-то металлические части.

Корабль капитана Кондоса, нашедший Антикитер

Что же сделали исследователи того времени? Да они просто отложили эту находку в сторону, потому что решили, что в 100-м году до нашей эры еще не существовало таких технологий и что эта вещь случайно попала в древнюю коллекцию. Только в 1951 году этим заинтересовался английский физик Дерек Цена. Он установил, что механизм датируется периодом от 100 до 300 года до н. э. и является самой передовой технологией древних греков.

Наручные часы от Hublot, взявшие за основу древнейший механизм

В течение 50-лет шло кропотливое восстановление древней машины, состоящей из 82-х элементов! Эта система получила название механизм Антикитера. В 2005 году Hewlett-Packard расшифровал 95% надписей, сохранившихся на устройстве. При помощи оборудования компании X-Tech было сделано 3D рентгеновское сканирование каждого фрагмента машины.

Рабочая копия механизма Антикитера

Оказывается, это был своеобразный древнейший аналоговый компьютер. Вы могли задать любую дату и устройство абсолютно точно показывало позиции Солнца, Луны и пяти планет, которые были известны греческим астрономам. Лунные фазы, солнечные затмения – все предсказывалось с точностью до нескольких часов, с поправкой на високосные годы.

Рабочая копия механизма Антикитера

Ученые предполагают, что только одному человеку того времени было подвластно превратить цифры в систему винтиков и передаточных колес – великому математику Архимеду. Помимо всего прочего он был прекрасным дизайнером. В римской истории есть одна запись о великом ученом, как он ошеломил аудиторию, продемонстрировав “небесный глобус”, описывающий движение планет, Солнца и Луны, а так же предсказал солнечные затмения с лунными фазами.

Реконструированный механизм Антикитера. Вид спереди и сзади.

Однако механизм Антикитера был сделан на 80 лет позднее, чем умер Архимед. Вероятно, что ученый создал прототип, а уже позже и был воспроизведен первый аналоговый компьютер в мире. Хотя каким образом древним удалось построить это чудо остается загадкой, поскольку даже первый часовой механизм, созданный гораздо позже был огромен и не обладал таким сложным и правильным устройством.

Великий математик - Архимед

Часовая разработка Hublot – это измененная версия Антикитера, сделанная в более компактном виде, с определением времени и астрономических предсказаний. Эти уникальные часы будут представлены на выставке Baselworld в 2012 году, как дань памяти 22-вековой истории нашей цивилизации.

Возраст античного "компьютера" оценили в 2200 лет

Так называемый антикитерский механизм, который считается одним из древнейших аналоговых приборов, мог быть изготовлен даже раньше, чем было принято. Изучив циферблат устройства и записи затмений по вавилонскому календарю, исследователи пришли к выводу, что античный "компьютер" изобрели в 205 году до нашей эры — на 50–100 лет раньше, чем считалось.

2000-летний механизм, который греки использовали для расчета движения небесных тел, долгое время датировался 100-м, максимум — 150 годом до н.э. Теперь археологи полагают, что прибор создали всего через семь лет после убийства Архимеда римским солдатом в 212 году до н.э.

Более точная датировка антикитерского механизма также позволяет предположить, как именно греки могли вычислять с его помощью движения Марса, Юпитера и Сатурна, а также предсказывать солнечные и лунные затмения. Реконструировав элементы циферблата, ученые выяснили, что система основывалась на принципах вавилонской арифметики, а не тригонометрии, как считалось до недавнего времени, поскольку в античности такого метода еще не существовало.

Антикитерский механизм был обнаружен греческим водолазом в 1900 году на древнем судне, затонувшем недалеко от острова Антикитера (рядом с Критом) приблизительно между 70 и 60 годами до н.э. Механизм, который был изобретен свыше двух тысяч лет назад, представлял собой очень сложное вычислительное устройство для той эпохи. Он был помещен в деревянный корпус, содержал 37 бронзовых шестерен и циферблаты со стрелками.

Реконструкция прибора позволила установить, что греки использовали его в качестве "календаря" для определения фаз Луны и положения Солнца. Чтобы задать настройки, надо было вращать ручку. Помимо антикитерского механизма, на корабле была найдена бронзовая статуя юноши, копье, античные кувшины и другие артефакты. Весной этого года (ред.-2014 г.) археологи нашли новые фрагменты циферблата, что и позволило установить более точную дату происхождения древнейшего "компьютера".

Предыстория. Несколько фактов, которых нет в Википедии

Сенсация 1900 года: возле греческого острова Антикитера в Эгейском море были случайно обнаружены останки древнего торгового судна. Ценный груз, затонувший вместе с кораблем, поначалу до смерти напугал ныряльщиков – "Там трупы! Разлагающиеся трупы!! ". Они не сразу сообразили, что лежащие на дне тела, головы, ноги и руки принадлежат статуям, бронзовым и мраморным.

Находка была слишком крупной и необычной, чтобы обойтись без вмешательства властей и ученых. Было принято знаменательное решение поднять со дна всё, что получится отыскать. Действительно знаменательное: с раскопок на месте крушения "Антикитерского корабля" начинается официальная история подводной археологии и, главное, современная история Антикитерского механизма.

Десятки статуй и их фрагментов, украшения, предметы мебели, роскошная стеклянная посуда, сосуды для вина и масла – на то, чтобы поднять со дна почти четыре сотни предметов, ушло два года. Подводными раскопками руководил Валериос Стаис, директор Афинского национального археологического музея. С тех пор в этом музее хранится основная часть артефактов, которые были – или будут – найдены на месте крушения "Антикитерского корабля".

Один из залов Антикитерской выставки в Афинском археологическом музее. Все экспонаты — груз Антикитерского корабля. Фото: namuseum.gr

Греки утверждают, что за всю историю существования подводной археологии не было найдено ничего, что могло бы сравниться – по количеству, разнообразию и исторической ценности – с той первой случайной находкой в 1900 году. Греки, пожалуй, правы: артефакты с "Антикитерского корабля" занимают несколько залов на ежегодных выставках в Афинском археологическом музее, а возобновившиеся в 2012 году раскопки каждый сезон приносят новый "улов" — на дне, как выяснилось, еще много осталось.

На фоне всего этого великолепия бесформенные, изуродованные коррозией куски металла, извлеченные со дна вместе с очевидно ценными предметами, поначалу никого не заинтересовали. Лишь в 1902 году Валериос Стаис "поскоблил" один из крупных фрагментов и обнаружил нечто, похожее на бронзовую деталь какого-то механизма. Шестеренку? Циферблат? Но ведь первые механизмы с использованием зубчатой передачи – часы – изобрели в Европе только в XIV веке? Как эта средневековая технология могла оказаться на корабле, затонувшем еще до начала нашей эры? Каким целям служило загадочное устройство, разбившееся на уродливые детали?

Антикитерский механизм. Самая крупная из сохранившихся деталей (фрагмент А), 1902 год. Фото: The Albert Rehm Archives / Bavarian State Library

В этот момент "археологический мусор" превратился в одну из самых ценных археологических находок в мире. Невзрачные останки древнего механизма стали сенсацией – возможно, самой медленной, вялотекущей, постепенной и дозированной сенсацией в истории. Антикитерский механизм изучают уже 114 лет, результаты исследований обновляются по мере развития технологий, свои выводы ученые сообщают аккуратными порциями. Статус на 2016 год: "точное назначение Антикитерского механизма до сих пор неизвестно, однако открытия последних лет позволяют сделать обоснованные предположения на этот счет".

Пожалуй, только в наше время ученые осознали подлинную ценность Антикитерского механизма – они начали лучше его понимать. "В этих маленьких, изъеденных коррозией бронзовых фрагментах заключен такой объем знаний, что его хватило бы на кучу книг о научных и технологических достижениях древности, а также о том, как эти знания распространялись и взаимодействовали с культурной средой своего времени. Антикитерский механизм, несомненно, самый информационно насыщенный артефакт из всех, когда-либо найденных археологами", – считает Александр Джонс (Alexander Jones), профессор Нью-Йоркского университета, специалист по истории точных наук и один из ведущих исследователей проекта AMRP.

Надпись на фрагменте Антикитерского механизма, масштаб не соблюден. Фото: The Antikythera Mechanism Research Project / namuseum.gr

К любым устройствам, по древней традиции, должна прилагаться инструкция от производителя. В 1902 году, при первом внимательном осмотре, Валериос Стаис заметил на одном из фрагментов крохотные буквы. Первыми прочитанными словами были Αφροδίτη ("Афродита", так греки называли планету Венера) и Ηλίου ακτίνα ("солнечный луч"). Сразу возникло предположение, что Антикитерский механизм как-то связан с астрономией. Но почему первые обнаруженные надписи были выполнены зеркально, справа налево, – этого Стаис объяснить не мог. Ответ нашелся через несколько лет исследований: эта часть текста была не оригиналом, а "негативом", отпечатком надписи с другой детали. Буквы отпечатались на толстом слое морских отложений, покрывающих все фрагменты механизма. Оригинальная деталь, возможно, до сих пор покоится на дне Эгейского моря у берегов Антикитеры.

Со временем ученые нашли причину плохой сохранности металла: детали механизма были изготовлены из листов так называемой деформируемой бронзы, с низким содержанием олова. Такие бронзы выпускаются до сих пор, они пластичны и удобны в ручной механической обработке, но плохо переносят длительный контакт с морской водой. Зато бронзовые статуи, найденные на месте крушения, сохранились прекрасно – для их отливки применялся иной тип бронзы, литейный.

Одна из бронзовых статуй ("Философ"), обнаруженных на месте крушения Антикитерского корабля. Фото: namuseum.gr

Корродированные детали Антикитерского механизма чрезвычайно хрупкие, сам механизм оказался многослойным, а технологий, позволяющих видеть сквозь такие физические помехи, долгое время не существовало. Тем не менее первым исследователям удалось расшифровать почти 600 знаков и символов, расположенных на видимых поверхностях. Прочитанное соответствовало первоначальной гипотезе, что механизм как-то связан с астрономией, и вселяло надежду, что инструкция к загадочному устройству все-таки существует.

Две войны и политические потрясения в Европе снизили научную активность практически до нуля. Детали механизма, как и другие ценные музейные артефакты, не раз переносили с места на место, часть хрупких фрагментов рассыпалась или потерялась – современные ученые смогли это определить, сравнивая нынешнее состояние деталей с довоенными фотографиями. И если утраченные детали можно виртуально восстановить, то фрагменты текста и содержащиеся в них подсказки исчезли навсегда.

Вторую волну исследований запустил в начале 1950-х годов выдающийся физик и историк науки Дерек де Солла Прайс. Он вновь привлек внимание к сенсационному устройству, но только в 1971 году ему удалось добиться разрешения на изучение механизма с помощью рентгеновского аппарата. Так появились первые снимки сложнейших внутренностей древнего "девайса", озадачившие ученых на много лет вперед. Прайс также был первым, кто попытался восстановить изначальный облик и астрономические функции механизма. В наши дни предложенная Прайсом модель считается ошибочной, но свою миссию он выполнил: технологию древности начали целенаправленно изучать с помощью постоянно развивающихся технологий современности.

В настоящее время существует множество вариантов реконструкции Антикитерского механизма, но наиболее достоверной считается модель, предложенная инженером-механиком Майклом Райтом (Michael Wright). Райт оказался настоящим провидцем (или просто очень хорошим инженером): еще в 1990-х он утверждал, что механизм сложнее, чем принято считать, и предсказал наличие в нем дополнительных деталей и функций. Правота Райта была блестяще подтверждена исследованиями последних лет.

Расшифровка надписей, однако, продвигалась медленно: к 1970-м количество опознанных знаков увеличилось с 600 до 923. Снимки, сделанные рентгеновским аппаратом, давали смазанную картину – металлические детали просматривались неплохо, но прочесть крохотные знаки на внутренних поверхностях было практически невозможно.

Технологии "доросли" до Антикитерского механизма только в XXI веке, когда изобретения вроде компьютерной томографии или цифровой обработки изображений стали общедоступными и начали применяться для нужд археологии. В 2005 году был создан AMRP, международный проект по изучению Антикитерского механизма. Физики, астрономы, инженеры, историки и археологи из разных стран объединили усилия, чтобы – без преувеличения – постичь тайны древних.

Почти сразу они столкнулись с проблемой отнюдь не научного свойства: поскольку хрупкие бесценные детали запрещено перевозить, ученым пришлось тащить в Афины восьмитонный Bladerunner, сверхмощный томограф для обнаружения микротрещин в турбинах (путешествия оборудования — частая практика при исследовании особо ценных артефактов, подобную историю мы недавно рассказывали в материале об исследовании кинжала Тутанхамона). Но результат оправдал все усилия и ожидания.

Антикитерский механизм, радиографическое исследование с помощью аппарата Bladerunner. Фото: The Antikythera Mechanism Research Project

Астрофизик Майк Эдмундс (Mike Edmunds), один из руководителей AMRP, рассказывает о начальной стадии проекта со свойственной ему самоиронией: "Вообще-то мы просто собирались выяснить, как именно работал Антикитерский механизм. Эту задачу мы успешно выполнили. Однако до нас не сразу дошло, что технологии, которые мы использовали, еще и позволяют читать тексты на внутренних и внешних поверхностях механизма, и что у нас это получается гораздо лучше, чем при всех предыдущих попытках".

Основной метод исследования текстов – технология PTM (Polynomial Texture Mapping, полиномиальное картирование текстур), которая сейчас активно применяется, например, для чтения почти стершейся клинописи на вавилонских глиняных табличках. Выглядит это примерно так: объект фотографируется под разными углами падения света, а затем на основе двухмерных снимков программа воссоздает наиболее вероятное трехмерное изображение поверхности. К счастью, оборудование более-менее портативное.

Исследование Антикитерского механизма с помощью технологии РТМ. Фото: Cultural Heritage Imaging / culturalheritageimaging.wordpress.com

Дело быстро сдвинулась с мертвой точки. Первый же год работы принес очередную сенсацию: обнаружились новые фрагменты механизма. И вовсе не на дне морском – место крушения "Антикитерского корабля" в 1950-х и 1970-х годах обследовал сам Жак-Ив Кусто, но его находки не добавили Антикитерскому механизму ничего нового. В 2005-м, перед началом основного исследования, ученые перепроверили то, что осталось после довоенной очистки и консервации деталей механизма. Из кучи "отходов" они выудили крохотные обломки металла и морских отложений. Первые исследователи словно предчувствовали будущее развитие технологий и не выбросили ничего, что было связано с Антикитерским механизмом.

Так количество фрагментов увеличилось до 82: семь крупных (они обозначаются латинскими буквами от A до G) и 75 мелких, пронумерованных от 1 до 75. Ценность мелких обломков в том, что на них тоже сохранились фрагменты текста – зачастую это лишь пара букв или цифр, но и они оказались чрезвычайно важны. На пятнадцати обломках был обнаружен тот же зеркальный текст, что и на первом фрагменте, изученном Стаисом, – то есть "негатив" с оригинальной детали, отпечатавшийся на окисленной поверхности. Исследователям пришлось складывать, по их собственному выражению, "двойную головоломку" из оригиналов и зеркальных отпечатков.

Уже через год после начала проекта количество найденных и расшифрованных знаков достигло 2160. По мере прочтения надписей исследователи все больше осознавали значимость текста для понимания предназначения механизма и заключенного в нем объема знаний. Надписи стали основным объектом изучения, а это сложный многоступенчатый процесс: обнаружить, обработать, расшифровать и поместить информацию в соответствующий исторический и научный контекст.

Фрагмент текста на Антикитерском механизме, до обработки РТМ. Фото: The Antikythera Mechanism Research Project

Тот же фрагмент текста после обработки РТМ. Фото: The Antikythera Mechanism Research Project

Прогресс в расшифровке знаков и их интерпретации – основная тема пресс-конференции AMRP, состоявшейся в начале июня. Сообщения ученых можно условно разделить на две неравные части: утверждения и обоснованные предположения. Утверждения касаются астрономических функций Антикитерского механизма – это, как ни странно, чуть ли не самая "простая" часть исследования: выше мы упоминали, что инженер Майкл Райт предсказал многие функции и особенности механизма задолго до начала проекта AMRP. Точные науки не обманешь.

Пресс-конференция AMRP 9 июня 2016 года. На переднем плане — модель Антикитерского механизма. Фото: Petros Giannakouris / AP

animalworld.com.ua

Самый древний компьютер

Находка вызвала большой интерес у греческих властей. Исследовав предметы, ученые установили, что судно затонуло в I веке до нашей эры во время рейса с Родоса в Рим. К месту катастрофы было совершено несколько экспедиций. За два года греки подняли с галеры практически все, что там было.

Под слоем известняка

17 мая 1902 года археолог Валериос Стаис, занимавшийся анализом найденных у острова Антикера артефактов, взял в руки кусок бронзы, покрытый известковыми отложениями и ракушечником. Внезапно эта глыба разломилась, поскольку бронза сильно пострадала от коррозии, и в глубине ее заблестели какие-то шестеренки.

Стаис предположил, что это фрагмент древних часов, и даже написал по такому поводу научную работу. Но коллеги из археологического общества встретили эту публикацию в штыки.

Станса даже обвинили в обмане. Критики Станса заявили, что в эпоху Античности не могли существовать такие сложные механические устройства.

Был сделан вывод, что этот предмет попал на место катастрофы из более поздних времен и не имеет к затонувшей галере никакого отношения. Стаис был вынужден отступить под напором общественного мнения, и о таинственном предмете надолго забыли.

«Реактивный самолет в гробнице Тутанхамона»

В 1951 году на Антикитерский механизм случайно наткнулся историк из Йельского университета Дерек Джон де Солла Прайс. Изучению этого артефакта он посвятил более 20 лет своей жизни. Доктор Прайс понимал, что имеет дело с беспрецедентной находкой.

- Нигде в мире больше не сохранилось ни одного подобного инструмента», - говорил он. - Все, что мы знаем о науке и технологиях эпохи эллинизма, в целом противоречит существованию столь сложного технического устройства в то время. Обнаружение такого предмета можно сравнить разве что с находкой реактивного самолета в гробнице Тутанхамона.

fishki.net

Компьютеры древности: conymac

Вся наша жизнь крутится вокруг компьютеров — или, возможно, компьютеры окружают нас постоянно. Почти в каждом используемом нами повседневно электронном приборе, начиная от электробритвы и кончая синхрофазотроном, присутствует хотя бы один вычислитель. В современные автомобили встроено около тридцати компьютеров, которые следят за всем, от впрыска топлива до температуры в салоне. Компьютеры в современной жизни абсолютно необходимы. В самом деле, попробуйте представить себе мир без компьютеров. Ни тебе в Интернет выйти, ни почту электронную почитать. Сотовые телефоны тоже отсутствуют как класс. Даже по обычному телефону позвонить нельзя, потому что АТС управляется компьютерами; последние механические АТС вымерли в цивилизованном мире в 1970-х, как динозавры. Поехать куда-нибудь нельзя, потому что машина просто не заведётся. Пойти куда-нибудь тоже рискованно, потому что уличное освещение управляется компьютерами, а вот гопники компьютерами не управляются.

Что интересно, в стародавние времена компьютеры тоже играли значительную роль в жизни народа, хотя и не все люди об этом знали. Причём я не имею в виду компьютеры, управляющие стратегическими ракетами с ядерными боеголовками.

Повсеместное использование (современных) компьютеров стало возможным благодаря изобретению интегральных микросхем (1961) и транзисторов (официальная дата изобретения — 1947; некоторые патенты были поданы в 1925, 1928 и 1934 годах). До этого в электронных приборах использовались вакуумные лампы (1906), использующие открытый Эдисоном эффект термоэлектронной эмиссии. Лампы были дорогими, громоздкими, прогревались по несколько минут и умели замечательно перегорать и взрываться. Несмотря на это, первые электрические компьютеры были как раз ламповыми, (и, кстати, первый баг был отловлен как раз в ламповом компьютере). А вот до начала ХХ века электронных средств вычисления не было вообще (утверждение спорное), и приходилось пользоваться механическими.

Основным средством вычисления в те годы были счёты. Их конструкция не претерпела никаких принципиальных изменений с 500 года до нашей эры, когда некий неизвестный китаец насадил косточки китайского абака на металлические проволочки (и назвал получившееся извращение суаньпань, если вам от этого легче). Счёты позволяли с лёгкостью выполнять операции сложения и вычитания; умножение выполнялось путём многократного сложения с запоминанием промежуточных результатов и с использованием многостраничных вспомогательных таблиц, а деление выполнялось путём многократного вычитания, и если число делилось не нацело, счетовод шёл и вешался. Роль центрального процессора в этом случае исполнял мозг счетовода, а сами счёты исполняли одновременно роль устройства ввода-вывода и внешней подсистемы памяти.

Счёты замечательно справлялись, когда речь шла о сложении и вычитании, но для более серьёзных операций нужно было другое устройство. Таким устройством стала логарифмическая линейка (изобретена в 1622 году). Она состояла из нескольких подвижных шкал в логарифмическом масштабе и позволяла быстро и точно перемножать и делить числа, вычислять логарифмы, возводить число в степень, рассчитывать значение тригонометрических функций и переводить числа из одних единиц измерения в другие. Точность вычислений зависела от умения пользователя совмещать соответствующие риски на шкалах и прикинуть на глазок, чему соответствует результат, то есть сводилась примерно к двум-трём десятичным знакам. Кроме того, часть действий (к примеру, вычисление порядка результата) всё равно производилась в уме. Складывать и вычитать с помощью логарифмической линейки невозможно, поэтому она не замещала счёты, а дополняла их. Если проводить аналогию с современным компьютером, то логарифмическая линейка является одновременно устройством ввода-вывода и частью процессора, а роль хранилища данных и второй части процессора предоставлялась пользователю.

Но даже и логарифмическая линейка не могла полностью удовлетворить нужды тогдашних математиков, экономистов и счетоводов, поэтому известные изобретатели превосходили самих себя, извращаясь на тему механических калькуляторов. Среди подобных устройств нельзя не вспомнить программируемый компьютер Чарльза Бэббиджа (и первого программиста Аду Лавлэйс), арифмометры Паскаля (1642), Лейбница (1672), Тома де Кольмара (1820), Однера (1890) и другие. Это были громоздкие механические устройства размером в лучшем случае с ноутбук, разрядность поддерживалась с помощью зубчатых колёс, и скорость их работы примерно соответствовала скорости выполнения тех же операций в столбик с карандашом и бумажкой. Зато они, в отличие от логарифмической линейки, были дигитальными, поэтому выдаваемый ими результат был совершенно точным.

Однако было бы глупо думать, что до изобретения арифмометров человечество не пробовало механизировать счётные операции. И тут мы добираемся до самого интересного: механических компьютеров наших древнейших предков.

До того, как математика стала языком науки, арифмометры широкого применения не находили. Для выполнения простейших счётных операций вполне хватало счёт, об интегральном исчислении крестьяне задумывались редко, а короли предпочитали брать города, а не логарифмы. Тем не менее, существовала как минимум одна область, где расчёты были жизненно необходимы: астрономия, в те времена, в целях конспирации, называвшаяся астрологией. Поскольку дело было ещё до изобретения третьего закона Ньютона, народ не знал, что звёзды влияют на людей точно с той же силой, с какой люди влияют на звёзды, и правители часто советовались с астрологами. Главным образом их, конечно, интересовало, не пора ли подсыпать яду следующему по списку претенденту на трон, но иногда возникали и другие вопросы. Астрологи вдохновенно несли чушь и указывали на небесные знамения в качестве источника информации.

Чтобы у правителей не возникало интересных идей на тему опытных проверок сопротивляемости организма астрологов ядам, заготовленным для претендентов на трон, астрологам приходилось точно знать, когда боги пошлют им следующее знамение. Самыми значительными знамениями, разумеется, были затмения, солнечное и лунное, но подходили также метеоритные потоки, совмещения видимых планет (которых даже древние греки знали пять) и множество других событий. Умение точно узнать, когда будет дано следующее знамение, гарантировало астрологу влияние при дворе и репутацию великого знатока будущего.

Первые механизмы, позволяющие рассчитать время следующего затмения, появились, видимо, в древней Греции. Китайцы, разумеется, оспаривают это утверждение и считают себя первооткрывателями кибернетики, однако доказательств пока нет, и, видимо, не появится. А компьютеры древних греков валяются буквально под ногами. Фактически, именно из-под земли археологи их и достают. А если точнее, то из-под воды.

Вот, к примеру, остатки древнего компьютера, обнаруженного на глубине 53 метров близ греческого острова Антикитера. Он так и называется — «механизм из Антикитеры» (выставлен в Афинском Государственном Археологическом музее). Этот кошмар инженера, созданный в 87 году до нашей эры (по другим оценкам — в 140-100 годах до н. э.), по своей сложности примерно соответствует механическим часам XVIII века. Механизм этого компьютера изготовлен из бронзы и состоял из множества червячных передач и зубчатых колёс, размеры которых были точно рассчитаны. Этот компьютер предсказывал астрономические явления с весьма похвальной для древней Греции точностью. Следует упомянуть, что зубчатые колёса и дифференциальные передачи, использованные в этом устройстве, затем были забыты на почти тысячу лет, и в следующий раз появились только в астрономических часах средневековой Европы. Но вообще грекам было известно очень многое; к примеру, Герон Александрийский, живший в I веке нашей эры, использовал для приведения своих роботов в движение паровые турбины, построив по крайней мере два работающих образца.

После детального исследования этого механизма, проведённого в прошлом году с использованием самых современных методик рентгеноскопии, уэльские учёные во главе с математиком Тони Фризом расшифровали надписи на его шкалах. Как выяснилось, этот механизм не только предсказывал затмения, но и упорядочивал календарь и указывал время проведения следующих панэллинских игр — Немейских, Истмийских, Пифийских и Олимпийских. Кроме того, механизм мог выполнять операции сложения, вычитания, умножения и деления. А ещё в механизме учитывалось то, что орбита Луны — не окружность, а эллипс; для этого использовалась шестерёнка со смещённым центром вращения. Использование дифференциальных передач позволяло механизму добавлять или вычитать угловые скорости. Дифференциал использовался для того, чтобы рассчитывать синодический лунный цикл, вычитая эффекты смещения, вызванного гравитацией Солнца. Похоже, что механизм был основан на гелиоцентрических правилах, вместо доминировавшей тогда (и ещё спустя полторы тысячи лет) геоцентрической модели вселенной, поддерживаемой Аристотелем и другими.

По разным подсчётам, Антикитерский механизм мог содержать от 31 до 37 шестёренок. Циферблат на передней стороне служил для отображения знаков зодиака и дней в году (о чем говорят 365 делений), а два циферблата сзади были настроены на Метонов цикл и сарос («драконический» период). Первый длится 235 лунных месяцев (19 лет греческого лунно-солнечного календаря), по окончании которого фазы Луны опять попадают на те же даты, что и 19 лет назад. Второй длится 223 лунных месяца, по его завершении цикл солнечных и лунных затмений повторяется. Эти повторения служили надёжной опорой для вычислений важных дат и положений светил в будущем. Задавать параметры можно было, вращая ручку, — стрелки-указатели наглядно показывали, где будут находиться небесные тела в нужный период времени. Механизм помещался в деревянную коробку, а также имел поясняющие надписи (всего учёные насчитали около 2 тысяч символов).

Названия месяцев, выгравированные на корпусе этого компьютера, оказались коринфского происхождения, такие названия использовались в Иллирии и Эпире, на северо-западе Греции и на Сицилии. Однако судно шло из совсем другого места, с востока Средиземноморья, примерно от о-ва Родос. Возможно, этот механизм был выставлен в музее Родоса, известном своей традицией публичных демонстраций механизмов. А ещё в механике Антикитерского механизма учитываются результаты трудов Гиппарха Никейского, астронома, работавшего на Родосе в 140-120 годах до н. э..

Такой календарь был ещё принят в Сиракузах, на родине Архимеда. Это тем более интересно, потому что Архимед, по идее, строил подобные компьютеры, — ссылки на его кибернетические творения есть у Цицерона, — хотя ни один из собственноручно сделанных Архимедом компьютеров до наших дней не дожил. Найденный монстр гарантированно сделан кем-то другим, потому что Архимед умер за 100 лет до его создания.

Если Архимед строил подобные компьютеры, и ещё кто-то строил подобные компьютеры, логичным будет предположить, что существовала целая школа или цех строительства подобных астрономических компьютеров. Тот же Цицерон, кстати, упоминал ещё один механизм, «...который недавно сконструировал наш друг Посидоний, который в точности воспроизводит движения Солнца, Луны и пяти планет». Вообще достоверно известно о как минимум четырёх высокотехнологичных устройствах, подобных Антикитерскому механизму. Вполне возможно, что именно этот механизм использовался в качестве учебного пособия: все его детали отмечены надписями; около 95% всех надписей на механизме обнаружено именно на деталях.

Интересно, что использование метонического календаря, а также другие знания, о которых свидетельствуют надписи на приборе, свидетельствуют о влиянии вавилонской астрономии на греческую. Вавилоняне пользовались этим календарём как минимум начиная с V века до н. э.. Ещё более интересно то, что существуют сведения о ещё более древних вавилонских вычислительных машинах, намного более продвинутых, чем греческие. Так, есть упоминания о вавилонских программируемых компьютерах, о которых специалисты говорят не иначе как с придыханием.

Эти вавилонские компьютеры читали программы и входные данные с тонких медных или бронзовых табличек, пробитых специальным инструментом — древнего аналога кухонной тёрки перфокарт. Чтение информации осуществлялось с помощью тоненьких проволочек, движущихся по пластинке с постоянной скоростью; если одна из проволочек попадала в отверстие, изменение в её положении регистрировалось с помощью системы рычагов. На основе прочитанной информации производились расчёты. Различные программы достигались изменением взаимоположения шестерёнок; существовали программы для ведения весьма сложных инженерных расчётов. Ни один подобный компьютер до наших дней не дошёл, но упоминания о них встречаются в греческих и египетских текстах. Считается, что греческие компьютеры, в том числе «механизм из Антикитеры», являются упрощёнными версиями вавилонских прародителей.

Однако техника изготовления компьютеров, видимо, затем была потеряна, потому что арабские компьютеры новой эры были ещё более простыми, чем греческие. В начале IX века араб Китаб аль-Хияль в «Книге изобретённых устройств», написанной по поручению халифа Багдада, описал сотни подобных, но более простых компьютеров, созданных по греческим текстам, сохранившимся в христианских монастырях. Остаётся неизвестным, куда делись все эти сотни компьютеров впоследствии.

[caption align="alignnone" caption="Ещё одна действующая реконструкция Антикитерского механизма."][/caption]

Существуют ещё упоминания об астрономических компьютерах древних египтян, о них упоминает Солон, древнегреческий мудрец, живший в VI веке до н. э.. Однако, за неимением других упоминаний о древнеегипетских компьютерах, можно также решить, что Солон просто прихвастнул.

Древние компьютеры существовали не только в Старом Свете. Есть теории, указывающие на то, что у инков, живших в южноамериканских Андах, были калькуляторы, основанные на 40-ричной системе исчисления. Колеса они не знали, зато свой компьютер, блин, был у каждого ребёнка — такой успех OLPC даже не снился!

Сейчас нельзя сказать, какие ещё тайны хранит история, однако, если предположить, что развитие человечества идёт по спирали, то не лишним будет ожидать открытие существования электрических лэп-топов у древних шумеров и боевых человекообразных роботов (големов?!) у цивилизаций древней Индии и Китая. Ведь и бетон (запатентован в 1796 году), и безопасная булавка (1849), и паровые машины (1769) были известны за тысячи лет до наших дней... А доисторические электрические батарейки, дающие напряжение в 1.1 вольта, уже даже обнаружены... Интересно будет посмотреть на доисторическую Винду!

Багдадская батарея (на иллюстрации) — сосуд высотой примерно 15 см., найденный во время раскопок близ Багдада австрийским археологом Вильгельмом Кенигом в 1936 году. Создана, предположительно, около I века н. э.. Состоит из глиняного кувшина, в котором размещены медный цилиндр, а внутри его — железный стержень. Если этот кувшин заполнить винным уксусом, на контактах создаётся напряжение примерно в 1 вольт. Возможно, эти батареи использовались для покрытия предметов тонким слоем драгоценных металлов (так называемая техника гальванизации). Против этой теории говорит тот факт, что горловина кувшина была наглухо запаяна асфальтовой смолой, и никаких контактов наружу выведено не было.

См. также:

О способах ускорить умножение и деление на счётах можно прочитать в книге Я. И. Перельмана «Занимательная арифметика», глава II («Потомок древнего абака»).

Источники:

1. Сайт «Соло на клавиатуре», статья «Русские счёты».
2. Надеждин Н. Я. «История науки и техники. Абак и счёты».
3. М. Попов. «Вперед в прошлое. Доисторические артефакты, часть 1».
4. Джон Нобл Уилфорд, «Греческий компьютер — 100 лет до н. э.».
5. Журнал Tonos, по материалам журнала QJ, статья «Древний компьютер».
6. Иван Васильев, «Антикитерский Механизм: по следам древнегреческого "компьютера"».
7. Сайт MigNews.com, статья «"Компьютер" Архимеда раскрыл новые тайны».
8. Александр Грудинкин, статья «Забытые тайны цивилизаций» для журнала «Знание — сила».

___________________________1Это известная опечатка в «Британской энциклопедии» 1980 года издания. Назад...

conymac.livejournal.com

Смотрите также

• 
  Древний расплата
• 
  Древняя скандинавия
• 
  Древние русы
• 
  Мудрость древних
• 
  Древняя молитва
• 
  Марсель древние
• 
  Древние марсель
• 
  Древние насекомые
• 
  Древние манускрипты
• 
  Культура древнего
• 
  Древняя сибирь