Ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων:ο αρχαίος ελληνικός υπολογιστής που χαρτογράφησε τα αστέρια

Φανταστείτε, σε μια εποχή πολύ πριν από τα μικροσκοπικά ηλεκτρονικά, ένα φορητό μηχάνημα, στο μέγεθος και το σχήμα ενός κουτιού παπουτσιών, που έδειχνε μια κινούμενη εικόνα του σύμπαντος, με τον Ήλιο, τη Σελήνη και τους πλανήτες σε τροχιά με πολύ επιταχυνόμενη ταχύτητα, έτσι ώστε με μερικές περιστροφές ενός πόμολο, θα μπορούσατε να δείτε πού θα βρίσκονταν στον ουρανό σε ορισμένες επιλεγμένες χρονολογίες στο μέλλον ή στο παρελθόν. Ακούγεται σαν κάτι σε μια ιστορία φαντασίας, αλλά ο μυστηριώδης Μηχανισμός των Αντικυθήρων δείχνει ότι αυτές οι συσκευές όντως κατασκευάζονταν, πριν από περισσότερα από 2.000 χρόνια.

Εξαίρετες συσκευές όπως αυτή κατασκευάζονταν σε ένα ελληνικό εργαστήριο κάπου στην ανατολική Μεσόγειο πριν από περίπου 2.100 χρόνια ή περισσότερο. Ένας από αυτούς συνάντησε ένα ατυχές ατύχημα — για τον ιδιοκτήτη του, ούτως ή άλλως, αλλά ευτυχώς για εμάς, καθώς από τα θρυμματισμένα απομεινάρια του μπορούμε να μάθουμε πολλά για την αρχαία ελληνική επιστήμη και το δημόσιο πρόσωπό της.

Το ατύχημα συνέβη γύρω στο 60 π.Χ., στα ανοιχτά των Αντικυθήρων στα στενά μεταξύ Κρήτης και Πελοποννήσου:ένα πλοίο φορτωμένο με χάλκινα και μαρμάρινα αγάλματα και άλλα πολυτελή αντικείμενα, που εκτελούσε το δρόμο από το Αιγαίο Πέλαγος προς προορισμούς στη δυτική Μεσόγειο, ναυάγησε βίαια. .

Μια ομάδα Ελλήνων σφουγγαράδων ανακάλυψε το ναυάγιο το 1900 και τον επόμενο χρόνο διέσωσαν ό,τι μπορούσαν υπό την επίβλεψη της ελληνικής κυβέρνησης. Μεταξύ των τελευταίων αντικειμένων που ανέφεραν οι δύτες ήταν μερικά φαινομενικά απεριόριστα κομμάτια διαβρωμένου μπρούντζου, συνολικής αξίας λιγότερο από ένα κιλό, τα οποία έμειναν αγνοημένα για μήνες, μαζί με άλλα άγνωστα μεταλλικά θραύσματα από το ναυάγιο, σε μια αποθήκη του Εθνικού Αρχαιολογικό Μουσείο στην Αθήνα, ώσπου ένας τυχαίος επισκέπτης του μουσείου παρατήρησε οδοντωτούς τροχούς και έγραψε πάνω τους ελληνική γραφή.

Καμία παρόμοια συσκευή από την ελληνορωμαϊκή αρχαιότητα δεν είχε προηγουμένως έρθει στο φως, και για λίγο μαίνεται η συζήτηση για το τι είδους όργανο ήταν. Μία ή δύο μόλις ευανάγνωστες λέξεις που αναγράφονται σε ένα θραύσμα υποδηλώνουν κάποια σχέση με την αστρονομία, αλλά πέρα ​​από αυτό, οι αρχαιολόγοι και άλλοι μελετητές που το επιθεώρησαν δεν μπορούσαν να συμφωνήσουν για τη φύση και τον σκοπό του ή αν ήταν εργαλείο πλοήγησης ή μέρος του φορτίου του πλοίου .

Σχεδόν ξεχασμένο, κάθισε σε μια προθήκη για μερικά χρόνια και στην αποθήκη του μουσείου για άλλα. Στη συνέχεια, από τη δεκαετία του 1950 έως τη δεκαετία του 1970, ο Αγγλοαμερικανός ιστορικός της επιστήμης Derek de Solla Price, αναγνωρίζοντας ότι πρέπει να είναι κάτι μοναδικής ιστορικής σημασίας, δημιούργησε ένα πλαίσιο για τη μελέτη του Μηχανισμού των Αντικυθήρων (όπως τον ονόμασε και όπως ήταν γνωστός έκτοτε) που σταδιακά αποκάλυψε ότι είναι το πιο περίπλοκο, πλούσιο σε πληροφορίες τεχνούργημα της ελληνικής τεχνολογίας και επιστήμης που κατέχουμε.

Ο Price συνειδητοποίησε ότι τα θραύσματα, κατεστραμμένα και ημιτελή καθώς είναι, διατηρούν ωστόσο τα περισσότερα από τα μηχανικά τους στοιχεία στην αρχική τους διάταξη, έτσι ώστε με προσεκτική μελέτη τους σε συνδυασμό με πληροφορίες που προέρχονται από τα ενεπίγραφα κείμενα, μπορεί κανείς να αποκτήσει τουλάχιστον μερική γνώση του τόσο η εξωτερική όσο και η εσωτερική λειτουργία.

Μέχρι τώρα ήταν ξεκάθαρο ότι ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων, όταν ήταν άθικτος, ήταν ένα κουτί με ξύλινη κορυφή, κάτω και πλευρές που πλαισιώνουν χάλκινες πλάκες στην μπροστινή και πίσω όψη. Αυτές οι πλάκες έφεραν πολλά καντράν και οι δείκτες στα καντράν έδειχναν χρονικούς κύκλους και περιοδικά επαναλαμβανόμενα αστρονομικά φαινόμενα. Όλα οδηγούνταν από μια κίνηση εισόδου μέσω ενός περιστρεφόμενου άξονα στην πλευρά του κουτιού, που αντιπροσωπεύει το πέρασμα του χρόνου.

Αλλά επειδή πολλά εξαρτήματα ήταν κρυμμένα μέσα τα θραύσματα, η ακτινογραφία θα ήταν απαραίτητη για την ολοκλήρωση του έργου της ανακατασκευής. Με τη συνεργασία ενός Έλληνα φυσικού, του Χαράλαμπου Καράκαλου, ο Price έλαβε ακτινογραφίες ακτίνων Χ των κύριων θραυσμάτων, βάσει των οποίων προσπάθησε να βρει τι έδειχνε κάθε καντράν και ποιο σύστημα γραναζιών κινούσε τον δείκτη του.

Η σημερινή κατανόησή μας για τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων είναι πολύ πιο πλήρης και ασφαλής από αυτή του Price, χάρη στις εκστρατείες εξέτασης και συλλογής δεδομένων από τους Michael T. Wright και Allan Bromley τη δεκαετία του 1990 και από το Ερευνητικό Πρόγραμμα του Μηχανισμού των Αντικυθήρων (AMRP) το 2005. Wright και Bromley βρήκαν τρόπους εξαγωγής τρισδιάστατων πληροφοριών σχετικά με το εσωτερικό των θραυσμάτων από ακτινογραφίες ακτίνων Χ, ενώ το AMRP έλαβε υπολογιστική τομογραφία ακτίνων Χ υψηλής ανάλυσης καθώς και απεικόνιση μετασχηματισμού ανάκλασης (RTI).

Τα νέα δεδομένα απέδωσαν πολύ καλύτερη απεικόνιση των γραναζιών, των καντράν και άλλων φυσικών χαρακτηριστικών, καθώς και των κειμένων που είναι εγγεγραμμένα πάνω και γύρω από τα καντράν - υλικά που έχουν πλέον αξιοποιηθεί από ερευνητές από μια σειρά επιστημονικών κλάδων, όπως η αστρονομία και τα μαθηματικά, η ιστορία επιστήμη και κλασικά, για να διορθώσετε και να ολοκληρώσετε την ανακατασκευή του Price.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την ιστορία της επιστήμης:

• Η ξεχασμένη κληρονομιά του Λεονάρντο ντα Βίντσι
• Ποιος ήταν ο πρώτος επιστήμονας;

Τι ήταν, λοιπόν, ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων; Ένας τρόπος για να το σκεφτούμε είναι ως ένα είδος δυναμικού οπτικού οδηγού για την αστρονομία για τον λαϊκό — η αστρονομία, δηλαδή, όπως θα την είχε καταλάβει ένας Έλληνας διανοούμενος γύρω στο 100 π.Χ.

Μπορούμε να ξεκινήσουμε λαμβάνοντας υπόψη την πίσω όψη, η οποία έφερε δύο μεγάλα καντράν με σπειροειδείς υποδοχές και δείκτες μεταβλητής ακτίνας που καταλήγουν σε καρφίτσες που οδηγούσαν κατά μήκος των υποδοχών. Αυτές οι σπείρες ήταν ένας τρόπος να απλωθεί η κλίμακα ενός καντράν για να δημιουργηθεί χώρος για την εγγραφή πολλών πληροφοριών κατά μήκος του.

Για παράδειγμα, η επάνω σπείρα κάνει πέντε στροφές και η κλίμακα που εκτείνεται στο εξωτερικό της υποδοχής χωρίζεται σε 235 κελιά, καθένα από τα οποία είναι αρκετά μεγάλο ώστε να περιέχει το απαιτούμενο κείμενο. Αντί να περιστρέφεται ο δείκτης μια φορά στον κύκλο που αντιπροσωπεύεται από τον επιλογέα, ο μηχανισμός μετάδοσης ήταν διευθετημένος έτσι ώστε ο δείκτης να περιστρέφεται πέντε φορές και όταν η ακίδα φτάσει στο τέλος της υποδοχής, ο χειριστής θα έπρεπε να τον επαναφέρει στην αρχή χειροκίνητα.

Αυτό το καντράν αντιπροσώπευε το ημερολόγιο που χρησιμοποιήθηκε σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία, αναγνωρίσιμη ως μια από τις πόλεις της περιοχής της βορειοδυτικής Ελλάδας που ονομάζεται Ήπειρος. Οι αρχαίοι Έλληνες είχαν πολλά περιφερειακά ημερολόγια, αλλά όλοι είχαν κοινό ότι οι μήνες ήταν περίπου συντονισμένοι με τις φάσεις της Σελήνης. Τα χρόνια περιλάμβαναν μερικές φορές δώδεκα μήνες, αλλά μερικές φορές δεκατρείς, έτσι ώστε οι συγκεκριμένοι μήνες έπεφταν πάντα στις ίδιες περίπου εποχές.

Ο αστρονόμος Μέτων της Αθήνας του πέμπτου αιώνα π.Χ. είχε προτείνει έναν επαναλαμβανόμενο κύκλο 19 ετών (ο οποίος ήταν επίσης γνωστός στην αρχαία Βαβυλωνία και την Κίνα) στον οποίο έντεκα από τα χρόνια είχαν δώδεκα μήνες και τα οκτώ χρόνια είχαν δεκατρία, για ένα σύνολο 235. Μηχανισμός, το "Metonic Dial" σήμαινε ακριβώς πού ξεκινούσε και τελείωσε κάθε μήνας και έτος αυτού του κύκλου και ποιοι μήνες είχαν 29 ή 30 ημέρες. Για να συμπληρώσει αυτήν την επίδειξη τοπικής πρακτικής αστρονομίας, ένα μικρό ένθετο καντράν στη σπείρα μετρούσε τα χρόνια στον τετραετή κύκλο που ρύθμιζε αθλητικά φεστιβάλ όπως οι Ολυμπιακοί Αγώνες που τιμούνταν σε ολόκληρο τον ελληνικό κόσμο.

Εάν η άνω σπείρα του πίσω προσώπου αντιπροσώπευε έναν κύκλο Ήλιου και Σελήνης του οποίου η σημασία ήταν κοινωνική, ο κύκλος της κάτω σπείρας διέπει θεαματικά φαινόμενα που αφορούσαν τον Ήλιο και τη Σελήνη που ευρέως πιστεύεται ότι ήταν σημάδια από τα οποία μπορούσε κανείς να προβλέψει γεγονότα που επηρεάζουν περιοχές και λαούς , δηλαδή εκλείψεις.

Διαβάστε περισσότερα για σπουδαίες εφευρέσεις:

• Ποιος ανακάλυψε πραγματικά τον λαμπτήρα;
• Ποιος ανακάλυψε τον υπολογιστή;

Για αιώνες, οι Έλληνες αστρονόμοι είχαν εξηγήσει τις σεληνιακές εκλείψεις ως προκαλούμενες από την είσοδο της Σελήνης στη σκιά της Γης και τις ηλιακές εκλείψεις ως προκαλούμενες από τη σκιά της Σελήνης που έπεφτε στη Γη, αλλά ο Μηχανισμός δεν προσπάθησε να δείξει αυτές τις οπτικές συνθήκες, αλλά απλώς το γεγονός ότι συνθήκες που καθιστούν πιθανές τις εκλείψεις επαναλαμβάνονται περίπου μετά από 223 σεληνιακούς μήνες (μια περίοδος που σήμερα ονομάζεται Saros). Ως εκ τούτου, η κλίμακα του "Saros Dial" χωρίστηκε σε 223 κελιά, μερικά από τα οποία περιείχαν εξαιρετικά συντομευμένες δηλώσεις ότι μια έκλειψη Σελήνης ή μια ηλιακή έκλειψη ή και τα δύο μπορεί να πραγματοποιηθούν κατά τη διάρκεια του υποδεικνυόμενου μήνα - τα κενά κελιά σήμαιναν μήνες χωρίς έκλειψη.

Η στροφή από το πίσω στο μπροστινό πρόσωπο θα είχε οδηγήσει τον θεατή από κύκλους χρόνου στην κοσμολογία σε κίνηση. Ο ενιαίος μπροστινός επιλογέας συνδύαζε δύο προοπτικές για το σύστημα των ουράνιων σωμάτων, δείχνοντας πού φαίνεται να βρίσκονται ο ήλιος, η σελήνη και οι πλανήτες σε οποιαδήποτε ημερομηνία μέσω δεικτών κατά μήκος μιας κλίμακας που αντιπροσωπεύει τον ζωδιακό κύκλο και υποδιαιρείται σε 360 μοίρες, ενώ ταυτόχρονα προσφέροντας μια απλοποιημένη εικόνα διατομής του σύμπαντος σαν να φαίνεται από έξω.

Η κοσμολογία ήταν γεωκεντρική, με τη Γη να περικλείεται από μια σειρά από ένθετα σφαιρικά κελύφη που ανήκουν, κατά σειρά αυξανόμενης απόστασης, στη Σελήνη, τον Ερμή, την Αφροδίτη, τον Ήλιο, τον Άρη, τον Δία, τον Κρόνο και τα αστέρια. Στο καντράν, αυτά φαίνεται να απεικονίζονται ως δακτυλιοειδείς χώροι ανάμεσα σε εγχάρακτους ομόκεντρους κύκλους και τα ίδια τα ουράνια σώματα ως μικρές σφαιρικές προσαρτήσεις στους δείκτες, το καθένα με ξεχωριστό υλικό και χρώμα.

Οι φαινομενικές κινήσεις των ουράνιων σωμάτων μέσω του ζωδιακού κύκλου ποικίλλουν σε ταχύτητα και (στην περίπτωση των πλανητών) περιοδικά αντιστρέφουν την κατεύθυνση. Για να αναπαραχθεί η επίδραση της ανομοιόμορφης κίνησης, απαιτούνται μηχανικά ειδικές συσκευές που περιλαμβάνουν έναν πείρο προσαρτημένο σε έναν περιστρεφόμενο γρανάζι ενώ ολισθαίνει εμπρός και πίσω στη διάτρηση ενός βραχίονα ή γρανάζι με σχισμή. Μια τέτοια συσκευή καρφίτσας και σχισμής για τη Σελήνη επιβιώνει στο μεγαλύτερο θραύσμα, αλλά ο εξοπλισμός για τους πλανήτες έχει χαθεί ως επί το πλείστον ή εντελώς.

Όργανα όπως ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων που χρησιμοποιούσαν τεχνολογία αιχμής και κατεργασία μετάλλων για να απεικονίσουν την πολυπλοκότητα της επιστήμης ήταν πιθανώς σπάνια στον ελληνορωμαϊκό κόσμο και τα περισσότερα θα είχαν ανακυκλωθεί το μέταλλό τους όταν σταμάτησαν να λειτουργούν και δεν ήταν πλέον επιθυμητά. Είμαστε τυχεροί που έχουμε αυτό, που σώθηκε από μια αρχαία συμφορά.

A Portable Cosmos:Revealing the Antikythera Mechanism, Scientific Wonder of the Ancient World του Alexander Jones κυκλοφορεί τώρα (£16,99, Oxford University Press)

Ακολουθήστε το Science Focus στο Twitter, το Facebook, το Instagram και Flipboard