Антикитерский механизм

Материал из Циклопедии
(перенаправлено с «Компьютер Архимеда»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
Antikythera model front panel Mogi Vicentini 2007.JPG
Антикитерский механизм. National Geographic // Лекции. Искусство. История. Идеи [44:56]
Антикитерский механизм - правда и вымысел // Научно-исследовательский центр ЛАИ (19 дек. 2018 г.) (Семинар ЛАИ: Пирамиды и Время 3/2018 Проект Дмитрия Павлова) [54:55]

Компьютер Архимеда (Антикитерский механизм, Μηχανισμός των Αντικυθήρων) — условное название античного механического вычислительного устройства, служащего для расчёта движения Солнца, Луны и планет.

Первый аналоговый компьютер.

Хронология обнаружения[править]

Впервые о «Компьютере Архимеда» сообщал римский политический деятель Марк Туллий Цицерон:

Но — сказал Галл — такая сфера, на которой были бы представлены движения Солнца, Луны и пяти звёзд, называемых странствующими и 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[1].

Архимед, великий сиракузский учёный (частично его можно назвать и «карфагенским», и даже «карфагенским военачальником», так как Сиракузы присоединились к войне Карфагена против римлян, а Архимед был одним из командующих сиракузскими войсками, действовавших против римлян на стороне карфагенян), действительно был выдающимся механиком, астрономом и изобретателем, так что Цицерону вполне можно верить, тем более что во времена Цицерона ещё существовала богатая литература эпохи Пунических войн, а сам Цицерон был эрудированным и серьёзным автором.

Вещественным доказательством изобретения Архимеда стало найденное греческим водолазом Ликопантисом 4 апреля 1900 года механическое устройство, поднятое с древнеримского судна, затонувшего недалеко от греческого острова Антикитера (между островом Крит и полуостровом Пелопоннес). Это устройство, названное «Антикитерский механизм», было поднято в 1901 году.

17 мая 1902 года археолог Валериос Стаис нашёл среди поднятых с этого судна предметов несколько бронзовых шестерён, закреплённых в кусках известняка.

Найденный механизм датируется около 100 г. до н. э. (может быть, до 150 г. до н. э. или 205 г. до н. э.).

Хранится устройство в Национальном археологическом музее в Афинах.

Описание[править]

«Антикитерский механизм» имел 37 бронзовых шестерён в деревянном корпусе, на котором находились циферблаты со стрелками и, по реконструкции. Примерные размеры механизма в сборе составляют 33×18×10 см. В этом механизме впервые использовалась зубчатая передача. Бронзовый механизм был встроен в деревянную раму.

Реконструкция Дерека Прайса[править]

До 1951 года механизм оставался неизученным, затем британский историк науки Дерек Джон де Солла Прайс заинтересовался данным устройством и определил, что механизм является уникальным античным механическим вычислительным прибором.

Дерек Прайс сделал рентгеновское исследование механизма и построил его схему.

В 1959 году Прайс в журнале «Scientific American» опубликовал подробное описание механизма, полная схема которога была представлена лишь в 1971 году и содержала 32 шестерни.

Циферблат на передней стороне служил для отображения знаков зодиака и дней в году. Два циферблата сзади были настроены на 2 цикла: система шестерён с передаточным соотношением 254:19 использовалась для моделирования движения Солнца и Луны относительно неподвижных звёзд. Соотношение выбрано на основе Метонова цикла: 254 сидерических месяца (периода обращения Луны относительно неподвижных звёзд) с большой точностью составляют 19 тропических лет или 254 − 19 = 235 синодических месяца (периода смен фаз Луны). Второй цикл длится 223 лунных (синодических) месяца, после его завершении цикл солнечных и лунных затмений повторяется. Эти повторения позволяли вычислять положения небесных тел в будущем — вращением ручки задавались настройки. Положение Солнца и Луны выводилось на циферблат с одной из сторон устройства.

В реконструкции Прайса присутствовала дифференциальная передача, известная лишь с XVI века. При её помощью вычислялась разность положений Солнца и Луны, которая соответствует фазам Луны. Она выводилась на другой циферблат. Английский часовщик Джон Глив сделал по этой схеме работающую копию механизма.

Реконструкция Майкла Райта[править]

Специалист по механическим устройствам из Лондонского музея науки Майкл Райт произвёл новое исследование устройства, для чего использовал методы рентгеновской томографии. Были построены и изучены рентгенографические двухмерные срезы устройства. Предварительные результаты исследования были представлены в 1997 году. Исследование показали, что в вышеописанной реконструкции Прайса имеются фундаментальные ошибки. Например, было показано, что предположение о наличии дифференциальной передачи в механизме не соответствует действительности. В 2002 году Райт предложил свою реконструкцию, в которой подтвердил общее заключение Прайса о том, что механизм служил для моделирования движения небесных тел. По Райту, механизм мог моделировать движение не только Солнца и Луны, но и Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.

Antikythera Mechanism Research Project[править]

В 2005 году был открыт англо-греческий проект «Исследование Антикитерского механизма» (Antikythera Mechanism Research Project) под эгидой Министерства Культуры Греции, в котором приняли участие профессор Майк Эдмундс, математик Тони Фрит из Кардиффского университета и учёные из двух греческих университетов с применением современной техники.

В 2005 году было объявлено о нахождении новых фрагментов «Антикитерского механизма».

Чтобы восстановить положение шестерён внутри покрытых минералом фрагментов, применялась компьютерная томография, при помощи рентгеновских лучей позволяющей делать объёмные карты скрытого содержимого. В результате удалось определить взаимосвязь отдельных компонентов и рассчитать по возможности их функциональную принадлежность. Благодаря новой рентгеновской методике удалось прочитать около 95 % содержащихся в механизме надписей (примерно 2 тысячи греческих символов). С новыми надписями были получены данные о том, что механизм мог вычислять конфигурации движения Марса, Юпитера и Сатурна.

В 2008 году в Афинах был представлен доклад о результатах проекта Antikythera Mechanism Research Project: было выяснено, что механизм был способен учитывать эллиптичность орбиты движения Луны, используя синусоидальную поправку (первая аномалия лунной теории Гиппарха) — для этого применялось зубчатое колесо со смещённым центром вращения. Число бронзовых шестерён в реконструированной модели увеличено до 37 (реально уцелело 30). Механизм имел двухстороннее исполнение — вторая сторона применялась для предсказания солнечных и лунных затмений. Примерный срок изготовления механизма составляет 150−100 гг. до н. э.

Механизм мог показывать взаимное расположение светил на небесной сфере на конкретную дату, применялся для расчётов дат религиозных праздников, и для прогнозирования лунных и солнечных затмений.

Любопытно, что разработчики механизма пользовались вавилонской, а не древнегреческой системой исчисления.

Источники[править]

  1. Марк Туллий Цицерон, О государстве, XIV, 21
 
Астрономы

Акорей · Аглаоника · Агриппа · Анаксимандр · Андроник · Аполлоний · Арат из Сол · Аристарх · Аристилл · Атталий Родосский · Автолик · Бион · Каллипп · Клеомед · Клеострат Тенедосский · Конон Самосский · Эратосфен · Евктемон · Евдокс Книдский · Гемин · Гераклид Понтийский · Гикет · Гиппарх · Гиппократ Хиосский · Гипсикл · Менелай Александрийский · Метон Афинский · Энопид Хиосский · Филипп Опунтский · Филолай · Посидоний · Клавдий Птолемей · Пифей · Селевк · Созиген Александрийский · Созиген (перипатетик) · Страбон · Фалес Милетский · Феодосий · Теон Александрийский · Теон Смирнский · Тимохарис

Научные труды

Альмагест (Птолемей) · О размерах и расстояниях (Гиппарх) · О размерах и расстояниях (Аристарх) · O небе (Аристотель)

Инструменты

Антикитерский механизм · Армиллярная сфера · Астролябия · Диоптра · Экваториальный круг · Гномон · Квадрант · Трикветрум

Научные концепции

Цикл Каллиппа · Небесные сферы · Параллель · Противоземля · Эпицикл · Эквант · Геоцентрическая система мира · Гелиоцентрическая система мира · Цикл Гиппарха · Метонов цикл · Октетерис · Солнцестояние · Шарообразность Земли · Подлунная сфера · Зодиак

Связанные темы

Вавилонская астрономия · Астрономия Древнего Египта · Европейская астрономия · Индийская астрономия · Исламская астрономия