還原2000年前計算機 一窺古希臘人的智慧(圖)


還原2000多年前计算机一窥古希腊人眼中的宇宙(16:9)
還原2000多年前計算機一窺古希臘的智慧(示意圖/圖片來源: Adobe stock)

一臺從希臘安提基特拉島附近海域、沉沒商船裡打撈出來的「天文計算器」,據推斷已有兩千年的歷史。從1901年在海底沉船中發現它的那一刻起,學者們就一直苦思它的奧秘。近期揭秘有了新進展,研究人員認為「重建符合科學家至今從現存遺留物中蒐集到的所有證據」。

這臺有兩千年歷史的裝置以手搖為動力,展示宇宙的運轉、預測古希臘人所知行星的移動,以及月相、日食和月食。它到底是如何實現這樣了不起的技藝?事實證明,要解開這個謎團十分困難。因為只有1/3機械殘骸、82塊碎片在波濤洶湧的地中海裡倖存下來,還有一些複雜的齒輪和曾經被隱藏的銘文。

過去已有不少學者試圖對它進行重建,現在,倫敦大學學院的科研人員相信他們已經解開謎團、或至少解開了一部分,並且已經開始重建包括齒輪和其他部件在內的裝置。假如他們能以現代機械工藝製造出一件複製品,他們的下一個目標便是用古代技術再造這部「天文計算器」的複製品。

「我們相信,我們的重建符合科學家至今從現存遺留物中蒐集到的所有證據。」倫敦大學學院的材料科學家亞當.武伊齊克(Adam Wojcik)說道。

計算機模型演示了安提基特拉機械的運作

安提基特拉機械在1901年被打撈的世界第一臺「天文計算器」,起初,這些破破爛爛、腐蝕嚴重的黃銅殘片幾乎沒引起人們注意,但數十年的學術研究已經揭曉這件裝置是機械工程的傑作。專家推測,安提基特拉機械能追溯至公元前80年左右。

它最初保存在一隻有一英尺高的木箱中,裝置表面覆蓋了銘文,像是一本用戶手冊,內部包括三十多隻黃銅齒輪,齒輪又連接了刻度盤和指針。轉動手柄,古希臘人所知的天穹景象就週轉運動起來。

邁克爾.賴特(Michael Wright)過去是位於倫敦的科學博物館的機械工程策展人。他將許多細節拼合在一起,大致弄清了安提基特拉機械是如何操作的,並製造出一臺能運轉的複製品,重建裝置的任務難度不亞於完成一個遭受破壞、並且大多數拼圖塊都不見了的立體拼圖模型。但科研人員從未徹底弄清裝置的運轉原理。

倫敦大學學院的研究團隊的論文發表於《科學報告》期刊,描述了他們如何借鑒賴特及其他研究者的工作,再利用裝置表面的銘文和古希臘哲學家巴門尼德描述過的一種數學方法,從而研究出齒輪佈置的新方案,這種方案會讓行星和其他天體以正確的方式移動。他們提出的解決方案允許裝置的幾乎所有齒輪都裝進僅有25毫米深的空間內。

根據團隊所述,安提基特拉機械可以展示太陽、月亮、水星、金星、火星、木星、土星在同心環上的移動。因為該裝置假定太陽和各行星繞著地球轉動,比起將太陽置於中心的情形。

科學家提出的另一個變化是他們稱為「龍手」的雙頭指針,它能指出預計何時會出現日食和月食。研究人員表示,這項研究讓他們與真正理解安提基特拉機械裝置如何展現天穹的機制更進一步,但目前尚不清楚這個方案是否正確,能否用古代製造工藝重建出來。

沒有車床金屬如何切割的

裝置內的幾個同心環需要繞著一組嵌套的中空軸旋轉,但古代可沒有車床讓金屬成形,目前尚不清楚古希臘人會如何製造這樣的部件。

「對於天象儀核心的同心管能否用古希臘工藝製造出來,我不太有信心,這可能也是這個模型要打折扣的地方。」武伊齊克說,「車床是現今的加工方式,但我們不能假定古希臘人有那樣的金屬加工工藝。」

拋開這個模型,安提基特拉機械尚有更多謎團待揭示。比如:目前不清楚安提基特拉機械是玩具還是教學工具,或者有其他用途。如果古希臘人能製造出這樣的機械裝置,他們能用那些知識做出其他什麼成果?

「那時金屬很稀有,因此金屬製品會被回收再利用,儘管如此,我們從未發現或發掘出與其有一丁點相似的東西,這點很是讓人奇怪。」武伊齊克說,「如果古希臘人有製造出安提基特拉機械的技術,他們為何不將這項技術予以拓展,設計時鐘之類的其他機械呢?」

責任編輯:任鳳鳴

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