Антикитерский механизм.

Автор - Павел Кузнецов

"Лисипп поднялся и, оставив афинянку наедине с индийцами, вышел знакомой дорогой к своей келье и вернулся с большим ящиком из фиолетовой амарантовой древесины, окованным золотыми уголками. Осторожно поставив его на восьмигранный столик, ваятель открыл защелку. На свет появился странный механизм - переплетение зубчатых колес и рычагов самой различной величины. На посеребренных ободках были нанесены буквы и знаки.

Заинтересованные индийцы склонились над ящиком.

- Ученик пифагорейцев, Гераклит Понтийский, близкий с Аристотелем, открыл, что шар Геи вращается, подобно волчку, вокруг себя и что ось этого волчка наклонена по отношению к плоскости, в которой ходят планеты и Солнце.

Эта машина для расчета движения планет, без чего не может быть ни предсказания будущего, ни верного мореплавания. Здесь разум утверждает себя один раз, создав машину, а дальше работают лишь руки да памятные таблицы, начертанные на крышке. Человек освобождается от долгих вычислений и может заняться высокими размышлениями".

В детстве, читая роман Ивана Ефремова "Таис Афинская", я был уверен, что древняя "вычислительная машина" - вымысел автора. Однако, оказывается, подобный прибор действительно существовал.

История открытия

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.1

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"2 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)3.

Продолжает свои исследования и Майкл Райт, представивший в 2007 году модифицированную модель Антикитерского механизма.4

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.5

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 бок