Antikytherův Mechanismus - Nejstarší Počítač - Alternativní Pohled

Antikytherův Mechanismus - Nejstarší Počítač - Alternativní Pohled
Antikytherův Mechanismus - Nejstarší Počítač - Alternativní Pohled

Video: Antikytherův Mechanismus - Nejstarší Počítač - Alternativní Pohled

Video: Antikytherův Mechanismus - Nejstarší Počítač - Alternativní Pohled
Video: Teorie 03: Historie a vývoj počítačů 2024, Říjen
Anonim

V roce 1900, v předvečer Velikonoc, zakotvily u malého řeckého ostrova Antikythera (Antikythera) v Egejském moři, které se nachází mezi ostrovem Kréta a jižním cípem pevninského Řecka - Peloponés, dvě lodě lovců houb, které se vracejí z pobřeží Afriky. Tam, v hloubce asi 60 metrů, potápěči objevili zbytky staré lodi.

Sponge Divers, 1900
Sponge Divers, 1900

Sponge Divers, 1900

Následující rok začali řeckí archeologové s pomocí potápěčů zkoumat potopenou loď, která se ukázala jako římská obchodní loď, která ztroskotala kolem 80–50. PŘED NAŠÍM LETOPOČTEM. Podle nejpravděpodobnější hypotézy loď šla z ostrova Rhodos, s největší pravděpodobností do Říma s trofejemi nebo diplomatickými „dary“. Jak víte, dobytí Řecka Římem bylo doprovázeno systematickým vývozem kulturních statků do Itálie.

Mezi předměty vztyčenými z potopené lodi byl beztvarý kus zkorodovaného bronzu, který byl nejprve odebrán za fragment sochy. V roce 1902 jej začal studovat archeolog Valerios Stais. Poté, co ji zbavil vápenatých usazenin, objevil ke svému překvapení složitý mechanismus, jako hodinky, s mnoha bronzovými převody, zbytky hnacích hřídelí a měřící stupnice. Také se nám podařilo rozeznat některé nápisy ve starořeckém jazyce.

Image
Image

Poté, co strávil 2 000 let na mořském dně, se k nám mechanismus dostal ve špatně poškozené formě. Dřevěný rám, na kterém byl zjevně připevněn, se zcela rozpadl. Kovové části jsou silně zdeformované a zkorodované. Kromě toho bylo ztraceno mnoho fragmentů mechanismu. V roce 1903 byla v Aténách vydána první oficiální vědecká publikace s popisem a fotografiemi mechanismu Antikythera, jak bylo toto zařízení nazýváno.

Vyčištění zařízení, které trvalo více než jedno desetiletí, vyžadovalo pečlivou práci. Její rekonstrukce se zdála téměř beznadějná a dlouho zůstala špatně pochopená, dokud nepřitahovala pozornost anglického fyzika a historika vědy Dereka J. de Solla Price. V roce 1959 časopis Vědecký Američan publikoval článek Cena „Starořecký počítač“o mechanismu Antikythera a byl důležitým milníkem v jeho výzkumu.

Image
Image

Propagační video:

Radiokarbonová analýza a epigrafické studie nápisů provedených v roce 1971 umožnily prokázat, že toto zařízení bylo vytvořeno v letech 150–100 před naším letopočtem. Zkoumání mechanismu pomocí rentgenové a gama radiografie poskytlo cenné informace o vnitřní konfiguraci zařízení.

Všechny přežívající kovové části mechanismu Antikythera jsou vyrobeny z plechu o tloušťce 1–2 mm. Mnoho z fragmentů je téměř úplně přeměněno na korozní produkty, ale na mnoha místech lze stále rozlišovat jemné detaily mechanismu. V současné době je známo 7 velkých a 75 malých fragmentů tohoto mechanismu.

Image
Image

I v počátečním stádiu studie byl díky zachovaným nápisům a měřítkům Antikytherův mechanismus identifikován jako druh zařízení pro astronomické potřeby. Podle první hypotézy to byl nějaký druh navigačního nástroje, možná astrolabe - druh kruhové mapy hvězdné oblohy se zařízeními pro určování souřadnic hvězd a dalších astronomických pozorování, jejichž vynálezce je považován za starověký řecký astronom Hipparchus (c. 180-190 - 125 př.nl). PŘED NAŠÍM LETOPOČTEM).

Brzy však vyšlo najevo, že úroveň miniaturizace a složitosti mechanismu Antikythera je srovnatelná s astronomickými hodinami 18. století. Obsahuje přes 30 ozubených kol se zuby ve tvaru rovnostranných trojúhelníků. Tato vysoká složitost a dokonalé zpracování naznačuje, že měla řadu předchůdců, které nebyly objeveny.

Image
Image

Podle druhé hypotézy byl mechanismem „plochá“verze mechanického nebeského glóbu (planetária) vytvořeného Archimedesem (c. 287 - 212 př. Nl), kterou uváděli starověcí autoři.

První zmínka o planetě Archimedes se datuje do 1. století před naším letopočtem. V dialogu slavného římského řečníka Cicera „O státě“se konverzace mezi účastníky konverzace změní na zatmění Slunce a jeden z nich říká:

Pamatuji si, jak jsem jednou spolu s Guy Sulpiciusem Gallem, jedním z nejznámějších lidí naší země, navštěvoval Marka Marcella … a Gallus ho požádal, aby přinesl slavnou „kouli“, jedinou trofej, s níž si Marcellův pradědeček chtěl ozdobit svůj domov po zajetí Syracuse, město plné pokladů a zázraků.

Často jsem slyšel, jak lidé mluví o této „sféře“, která byla považována za mistrovské dílo Archimedese, a musím se přiznat, že na první pohled jsem v něm nenašel nic zvláštního. Krásnější a známější mezi lidmi byla další sféra vytvořená stejnými Archimedy, kterou stejný Marcellus dal chrámu Valori.

Když ale Gallus začal vysvětlovat strukturu tohoto zařízení s velkou znalostí této záležitosti, dospěl jsem k závěru, že sicilský měl talent větší, než jaký může člověk mít. Gallus řekl, že … pevná koule bez dutin byla vynalezena už dávno … ale, - řekl Gall, - taková koule, na které byly znázorněny pohyby Slunce, Měsíce a pěti hvězd, nazývané … putování, nemohla být vytvořena jako pevné tělo.

Archimedův vynález je úžasný právě proto, že přišel s tím, jak během odlišných pohybů během jedné revoluce zachovat odlišné a odlišné cesty. Když Gallus uvedl tuto sféru do pohybu, stalo se tak, že na této bronzové kouli měsíc nahradil slunce tolik otáček, kolik dní jej nahradil na samotné obloze, v důsledku čehož na obloze sféry došlo ke stejnému zatmění Slunce a na měsíci vstoupil do stejné meta, kde byl stín Země, když slunce vyšlo z oblasti … (Lacuna).

O vnitřním mechanismu nebeské planety Archimedes není spolehlivě známo. Lze předpokládat, že se skládal ze složitého systému ozubených kol, jako je mechanismus Antikythera. Archimedes napsal knihu o zařízení nebeské zeměkoule - „O výrobě koulí“, ale bohužel se ztratil.

Image
Image

Cicero také píše o dalším podobném zařízení, které vyrobil Posidonius (c. 135 - 51 př. Nl), stoický filosof a vědec, který žil na ostrově Rhodos, odkud by mohla loď plující mechanismem Antikythera plavit: „Kdyby jen někdy přinesl do Scythie nebo Británie ten míč (sphaera), který náš přítel Posidonius nedávno vyrobil, míč, jehož jednotlivé revoluce reprodukují to, co se děje na obloze se Sluncem, Měsícem a pěti planetami v různých dnech a nocích, kdo je v těchto barbarských zemích bude pochybovat, že tento míč je produktem dokonalého důvodu? “(Cicero. K povaze bohů, II, 34)

Další výzkum ukázal, že mechanismus Antikythera byl astronomická a kalendářní kalkulačka používaná k předpovídání pozic nebeských těles na obloze a mohl také sloužit jako planetárium k prokázání jejich pohybu. Mluvíme tedy o složitějším a vícefunkčním zařízení než o nebeské planetě Archimedes.

Podle jedné hypotézy bylo toto zařízení vytvořeno na akademii, založené stoickým filosofem Posidoniusem na řeckém ostrově Rhodos, který byl v té době známý jako centrum astronomie a „strojírenství“. To je také spekuloval, že inženýr, který vyvinul zařízení mohl byli astronom Hipparchus (c. 190-120 př.nl), kdo také žil na ostrově Rhodos, protože to obsahuje mechanismus, který používá jeho teorii pohybu měsíce.

Image
Image

Nejnovější nálezy účastníků projektu Antikythera Mechanism Research, zveřejněné 30. července 2008 v časopise Nature, však naznačují, že koncept mechanismu vznikl v koloniích Korintu, což může naznačovat tradici Archimedes.

Přes špatné uchování a fragmentaci částí mechanismu Antikythera je díky pečlivé práci vědců možné obecně prokázat dostatečnou důvěru v její strukturu a funkce.

Po nastavení data bylo zařízení pravděpodobně ovládáno otáčením knoflíku umístěného na boku skříně. Velké čtyřramenné hnací kolo bylo spojeno vícestupňovými koly s více rychlostními stupni otáčejícími se různými rychlostmi a pohybujícími se číselníky.

Image
Image

Pohyb měl tři hlavní ciferníky se soustřednými stupnicemi: jeden vpředu a dva vzadu. Na předním panelu byly dvě stupnice: pevná vnější, představující ekliptiku (velký kruh nebeské koule, podél které se objevuje roční pohyb Slunce), byla rozdělena na 360 stupňů a 12 segmentů po 30 stupních se znameními zvěrokruhu a pohyblivá vnitřní, která měla 365 divizí podle počtu dní v egyptském kalendáři, který používali řeckí astronomové. Chyba kalendáře způsobená delším skutečným trváním slunečního roku (365,2422 dní) by mohla být napravena otočením dělicí jednotky 1 kalendáře zpět každé 4 roky.

Přední ciferník měl pravděpodobně tři ruční indikátory: jeden s datem a druhý s pozicemi Slunce a Měsíce vzhledem k rovině ekliptiky. Ukazatel polohy Měsíce umožnil zohlednit nerovnoměrnost jeho pohybu způsobenou skutečností, že pozemský satelit se nehýbe v kruhové, ale eliptické oběžné dráze. K tomu se použil důmyslný převodový systém, který obsahoval dvě ozubená kola s posunem těžiště vzhledem k ose otáčení.

Image
Image

Na předním panelu byl také mechanismus s indikátorem měsíční fáze. V kulatém okně byl zobrazen kulovitý model Měsíce, napůl postříbřený, napůl černý, ukazující aktuální fázi Měsíce.

Existuje názor, že mechanismus mohl mít ukazatele pro všech pět planet známých Řekům (jsou to Merkur, Venuše, Mars, Jupiter a Saturn). Nebyl však nalezen jediný přenos zodpovědný za takové planetární mechanismy. Současně nově objevené nápisy, které zmiňují stacionární body planet, naznačují, že mechanismus Antikythera mohl také popsat jejich pohyb.

Nakonec na tenkém bronzovém talíři zakrývajícím přední ciferník byla parapegma - astronomický kalendář ukazující vzestup a nastavení jednotlivých hvězd a souhvězdí, které byly označeny řeckými písmeny odpovídajícími stejným písmenům na stupnici zodiacal.

Image
Image

Zařízení by tak mohlo ukazovat relativní polohu svítidel na nebeské sféře k určitému datu, což by mohlo mít praktické uplatnění v práci astronomů a astrologů, což eliminuje složité a pracné výpočty.

Na zadní straně byly dvě velké ciferníky. Horní ciferník, který byl ve formě spirály s pěti zatáčkami a 47 větvemi v každém otočení, zobrazoval metonický cyklus, pojmenovaný po aténském astronomovi a matematikovi Metonu, který jej navrhl v roce 433 př.nl. To bylo zvyklé na koordinaci trvání lunárního měsíce a slunečního roku v lunisolárním kalendáři.

Jak poznamenal starověký řecký vědec 1. století před naším letopočtem Gemini ve svém „Prvcích astronomie“, Řekové obětovali bohům oběti podle zvyků svých předků, a proto „musí udržovat souhlas se Sluncem v letech a se Měsícem ve dnech a měsících“.

Image
Image

Na horním číselníku zadního panelu byl také dílčí číselník, rozdělený do čtyř sektorů, připomínající druhý číselník moderních náramkových hodinek.

V roce 2008 našel vedoucí výzkumného projektu mechanismu Antikythera Tony Freese a jeho kolegové na tomto číselníku jména 4 panhelénských her - Isthmian, Olympic, Nemean a Pythian, stejně jako Games in Dodona. Olympijský ciferník musel být začleněn do existujícího převodového ústrojí, které pohybovalo ukazatelem o 1/4 otáčky za rok.

To potvrzuje, že mechanismus Antikythera lze použít k výpočtu dat náboženských svátků spojených s astronomickými událostmi (včetně olympijských a jiných posvátných her), a také slouží ke správnému kalendáři na základě metonického cyklu.

Image
Image

Na spodní části zad byl 223-komorový spirála, která ukazovala Sarosův cyklus. Saros, možná objevený babylonskými astronomy, je období, po kterém se v důsledku opakování relativní polohy Slunce, Měsíce a uzlů měsíční oběžné dráhy na nebeské sféře, zatmění Slunce a Měsíce opakují ve stejném pořadí. Saros zahrnuje 223 synodických měsíců, což je přibližně 18 let, 11 dní, 8 hodin.

Na stupnici číselníku znázorňujícího cyklus Saros jsou symboly Σ pro zatmění Měsíce (ΣΕ Moon, Moon), symboly solar pro zatmění Slunce (ΗΛΙΟΣ, Sun) a číslice v řeckých písmech, zřejmě označující datum a hodinu zatmění. Bylo možné stanovit korelace se skutečně pozorovanými zatmění.

Menší dílčí díl zobrazuje „trojitý Saros“nebo „Exceligmosův cyklus“(řecké ἐξέλιγμος), což udává období opakovaných zatmění v celých dnech. Pole tohoto číselníku je rozděleno do tří sektorů: jeden čistý a dva s hodinovým označením (8 a 16), které je třeba přidat za každou sekundu a třetí Saros v cyklu, aby se získal čas zatmění. To potvrzuje, že nástroj mohl být použit k předpovědi zatmění Měsíce a možná Slunce.

Počítačová rekonstrukce mechanismu
Počítačová rekonstrukce mechanismu

Počítačová rekonstrukce mechanismu

Mechanismus Antikythera byl uzavřen v dřevěné krabici, na jejíchž dveřích byly bronzové tablety obsahující pokyny pro jeho použití s astronomickými, mechanickými a geografickými údaji. Je zajímavé, že mezi místními jmény v textu se vyskytuje ΙΣΠΑΝΙΑ (Španělsko v řečtině), což je na rozdíl od Iberie nejstarší zmínka o zemi v této podobě.

Díky úsilí vědců Antikytherův mechanismus postupně odhaluje svá tajemství a rozšiřuje naše chápání možností starověké vědy a technologie. V roce 1974 představil Price ve svém článku „Řecký Gears - kalendářový počítač BC“teoretický model mechanismu Antikythera, podle kterého australský vědec Allan George Bromley z University of Sydney a hodinář Frank Percival vytvořili první pracovní model. O několik let později navrhl britský vynálezce planetária John Gleave přesnější model, který se řídil Priceovým schématem.

Významným příspěvkem ke studiu mechanismu Antikythera byl Michael Wright, zaměstnanec London Science Museum a Imperial College London, který v roce 2002 byl schopen obnovit kompletní rekonstrukci zařízení, a v roce 2007 představil jeho upravený model. Ukázalo se, že mechanismus Antikyker umožňuje simulovat nejen pohyby Slunce a Měsíce, ale také Merkur, Venuši, Mars, Jupiter a Saturn.

Image
Image

V roce 2016 představili vědci výsledky svého mnohaletého výzkumu. Na zbývajících 82 fragmentech zařízení bylo možné dešifrovat 2 000 písmen, včetně 500 slov. Podle vědců by však popis mohl mít 20 000 znaků. Vyprávěli o účelu zařízení, zejména o stanovení dat 42 astronomických jevů. Kromě toho byly v něm položeny funkce predikce, zejména byla stanovena barva a velikost zatmění Slunce a od toho síla větrů na moři (Řekové zdědili tuto víru od Babylončanů).

„Toto zařízení je prostě výjimečné, je to svého druhu,“řekl Mike Edmunds, profesor na Cardiffské univerzitě, který vede výzkum mechanismu. "Jeho design je vynikající a astronomie je naprosto přesná … Pokud jde o historickou hodnotu, považuji tento mechanismus za dražší než Mona Lisa."