ua

Вчені розкрили секрети стародавнього «антикітерського механізму»


Цифрова модель показала складний планетарій на лицьовій стороні стародавнього механізму. «Якщо він не з космосу, ми повинні знайти спосіб, яким греки могли б його зробити», – говорять учені.

Навесні 1900 року водолази, що полювали за губками біля берегів грецького острова Антикітера в Егейському морі, виявили затонуле римське судно, в якому знаходився артефакт, покликаний радикально змінити наше розуміння стародавнього світу.

Вчені розкрили секрети стародавнього антикітерського механізму
Зображення: No machine-readable author provided. Marsyas assumed (based on copyright claims)., CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Цей об’єкт, відомий як «антикітерський механізм», являє собою складний астрономічний калькулятор, історія якого налічує більше 2 тисяч років. З моменту його вилучення з затонулого судна в 1901 році покоління дослідників захоплювалися приголомшливою складністю і незбагненною роботою механізму, який заробив репутацію першого відомого аналогового комп’ютера в світі.

Шестерні та дисплеї пристрою в сукупності демонструють рухи планет і Сонця, фази місячного календаря, положення сузір’їв Зодіаку і навіть час спортивних заходів, таких як стародавні Олімпійські ігри. Пристрій також відображає дуже давню ідею космосу з Землею в центрі.

І хоча за останнє сторіччя деякі з загадок калькулятора були розгадані, вчені з дослідницької команди Antikythera Research Team Університетського коледжу Лондона (UCL) вперше представили «радикально нову модель, яка відповідає всім даними і завершується елегантним зображенням давньогрецького космосу», згідно з дослідженням, опублікованим в Scientific Reports.

Вчені розкрили секрети стародавнього антикітерського механізму
Зображення: Tony Freeth

Під керівництвом Тоні Фріта, інженера-механіка з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі і провідного світового експерта по механізмам, міждисциплінарна команда назвала артефакт «давньогрецькою астрономічною збіркою приголомшливих амбіцій» і «прекрасною концепцією, втіленою чудовою інженерією в геніальний пристрій».

«Це такий особливий пристрій, – сказав VICE Адам Войчик, матеріалознавець з UCL і співавтор дослідження. – Це настільки незвичайний світ, з огляду на те, що ми знаємо або знали про сучасні давньогрецькі технології. Він унікальний і немає нічого, що могло б наблизитися до нього на протязі століть, а може і тисячоліть потому».

«Однак він існує і всі дослідження вказують на те, що він давньогрецький, – додав Войчик, який був зачарований артефактом з дитинства. – У цьому немає ніяких сумнівів і ми просто повинні визнати, що є так багато того, що вони могли зробити, чого ми просто не знаємо і не можемо уявити. Механізм – це вікно для цього».

Розуміння годинникового механізму антикітерського механізму було давньою проблемою для вчених, тому що тільки третина артефакту пережила своє багатовікове поховання під хвилями Середземного моря. Залишки обчислювача включають 82 фрагмента, деякі з яких містять складні шестерінки і колись приховані написи, які містилися між лицьовими і задніми дисплеями в минулу епоху, коли артефакт був повністю неушкодженим.

Вчені розкрили секрети стародавнього антикітерського механізму
Зображення: Scientific Reports

У міру появи нових експериментальних методів дослідницькі групи змогли пояснити мету і динаміку зворотного боку антикітерського механізму, який включає в себе систему пророкувань затемнень. Зокрема, використання візуалізації поверхні і рентгенівської томографії високої роздільної здатності на артефакті, описане в дослідженні 2006 року, також очолюваному Фрітом, виявило безліч раніше невідомих написів, які послужливо складають керівництво користувача за механізмом.

Тепер Фріт та його колеги вважають, що взялися за бракуючий шматок головоломки: складну зубчасту передачу, що лежить в основі переднього дисплея «Космос» обчислювача. Практично нічого з цієї передньої частини не збереглося і, згідно з дослідженням, «жодна попередня реконструкція не наблизилася до зіставлення даних», які дійсно існують.

Нова стаття «синтезувала роботу інших людей і розглянула всі незавершені справи і незручні нюанси, які інші люди просто ігнорували, – сказав Войчик. – Наприклад, в уцілілих частинах є певні особливості – отвори, стовпи тощо, – про яких люди говорили: «Ну, ми просто проіґноруймо це в нашому поясненні. У цьому повинна бути користь, але ми не знаємо, що це таке, тому просто проіґноруймо це».

«Фактично те, що ми зробили – це те, що ми нічого не ігнорували, – додав він. – Отже, загадкові стовпи і отвори раптово знайшли сенс в нашому рішенні. Все це зібрано разом і відповідає письмовими свідченнями».

Написи з дослідження 2006 року припускають, що відсутній дисплей «Космос» представляв собою набір рухомих кілець, що відображають рух планет Меркурія, Венери, Марса, Юпітера і Сатурна, кожна з яких представлена маленьким дорогоцінним каменем, разом з траєкторією Сонця, фазою Місяця і положенням сузір’їв Зодіаку. Крім вивчення цих написів, вчені створили комп’ютерні симуляції та часткові копії пристрою, щоб перевірити свою нову модель.

Вчені розкрили секрети стародавнього антикітерського механізму
Зображення: Scientific Reports

Один з найважливіших натяків з’явився в результаті проведеного в 2016 році аналізу, який виявив написи на передній панелі, що включають пару значень, 462 роки і 442 роки, які творці механізму пов’язували з Венерою і Сатурном. Дослідники змогли визначити можливе джерело цих чисел, взяте з робіт досократичного філософа Парменіда.

Згідно з дослідженням, ці значення є давньогрецькими розрахунками синодичних періодів планет, що означає, що вони представляють час, який потрібен планетам для повернення в те саме видиме положення в небі, якщо дивитися з Землі.

Використання циклів ускладнювалося древньою вірою в те, що Земля знаходиться в центрі Сонячної системи. Такий геоцентричний ухил зажадав винаходи складних моделей для пояснення ретроградного руху планет: явища, при якому здається, що планети рухаються випадковими зворотними петлями. Ефект являє собою оптичну ілюзію, яка виникає, коли більш швидкі планети обганяють більш повільні планети під час їх орбітальних періодів навколо Сонця, але греки винайшли складні механізми і цикли, щоб знайти альтернативні пояснення.

Синодичні цикли, виявлені для Венери і Сатурна, дозволили команді реконструювати систему шестерень з потрібною кількістю зубців для створення планетарного руху, описаного в написах, в комплекті з ретроградними рухами, які показувалися на лицьовій стороні. Це було б відносно простим завданням для однієї планети, але для представлення всіх 5 відомих планет потрібні були надзвичайно винахідливі інженери.

«Якщо ви збираєтеся показати всі планети, вам потрібно буде правильно вказати всі їх положення, – пояснив Вольчик. – Коли ви обертаєте ручку збоку механізму, всі ці маленькі планети починають обертатися, як годинник в такому міні-планетарії, і іноді одна з них повертається назад, а потім знову рухається вперед, а потім інша, далі, почне повертатися назад».

«Але в будь-який момент, коли ви зупиняєте машину, вона повинна дати вам точне відтворення неба, тому що це і є мета машини», – сказав він.

Для відтворення такого ефекту в своїй моделі команда вирахувала цикли для інших планет на основі даних Венери і Сатурна, а потім розробила складну систему шестерень, яка могла їх відтворити. Весь шестерний привід був ретельно оптимізований, щоб поміститися в невеликий простір між передньою і задньою пластинами.

Вчені розкрили секрети стародавнього антикітерського механізму
Зображення: Scientific Reports

Нова робота демонструє вражаючу візуалізацію всього механізму, яка ближче до з’єднання всіх химерних частин головоломки, ніж будь-яка попередня модель. Але це не означає, що артефакт розкрив всі свої таємниці – навіть близько.

Зараз Фріт, Войчик і їх колеги сподіваються відтворити весь механізм у своїй моделі, використовуючи технології, доступні його грецьким творцям, що представляє собою одночасно величезну проблему і хвилюючий новий розділ триваючої саги про антикітерський механізм.

«Він настільки примітний з точки зору вимог до точності і виробничим можливостям, що не відповідає тому, чого, на нашу думку, могли б досягти греки, – сказав Вольчик. – Але ми повинні визнати, що саме так працювала машина, і греки зробили це».

«Якщо він не з космосу, нам потрібно знайти спосіб, яким греки могли б його зробити, – підсумував він. – Це наступний етап, і саме захоплююче, я думаю – остання частина головоломки».