Od odkrycia w 1900 roku, mechanizm z Antykithiry zadziwiał i wprawiał w zakłopotanie uczonych i opinię publiczną. To starożytne, greckie urządzenie mechaniczne jest uważane za pierwszy na świecie komputer analogowy i jak wcześniej ustalili badacze, było używane do przewidywania pozycji Słońca, Księżyca i planet, a także zaćmień. Teraz naukowcy odtworzyli brakujące elementy mechanizmu i opracowali jego najwierniejszy jak dotąd model cyfrowy.
Mechanizm z Antykithiry, znany wielu jako pierwszy analogowy komputer na świecie, jest najbardziej złożonym elementem inżynierii, który przetrwał ze starożytnego świata. Liczące 2000 lat urządzenie zostało zaprojektowane do przewidzenia pozycji Słońca, Księżyca i planet, a także zaćmień Księżyca i Słońca. W publikacji, która ukazała się na łamach pisma „Scientific Reports”, multidyscyplinarny zespół naukowców opisał nowo opracowany model działania oraz wyglądu starożytnego urządzenia.
Mechanizm z Antykithiry został znaleziony we wraku rzymskiego statku handlowego w okolicy greckiej wyspy Antykithiry. Wrak datowano na lata 150–100 p.n.e. Początkowo skorodowana bryła brązu nie wzbudzała szerszego zainteresowania, aż do czasu, gdy w 1902 roku zauważono, że zawiera koła zębate. Okazało się, że jest to jakiś mechanizm składający się z trzech dużych i kilkudziesięciu mniejszych części. Wówczas nie znano tak złożonych mechanizmów z tamtych czasów, więc założono, że to średniowieczny zegar, który przypadkowo spadł na wrak.
Urządzenie wielkości pudełka po butach jest mocno zniszczone. Do dnia dzisiejszego zachowała się tylko około jedna trzecia mechanizmu (podzielona na 82 fragmenty). Pierwsze poważne badania dotyczące urządzenia ukazały się w 1974 roku. Ich autor - Derek J. de Solla Price z Uniwersytetu Yale’a – odkrył 31 kół zębatych i ustalił przeznaczenie urządzenia.
W 2005 roku zespół uczonych pod kierunkiem Mike’a G. Edmundsa z Uniwersytetu w Cardiff zbadał mechanizm z Antykithiry przy użyciu tomografu komputerowego. Badania te odsłoniły niewidoczne wcześniej podzespoły mechanizmu oraz inskrypcje, które opisywały, co pokazuje panel urządzenia. Okazało się, że zachowana część składa się z 37 wykonanych z brązu kół zębatych o średnicy od 1 do 17 centymetrów, które napędzała korbka z boku urządzenia.
Fot. Tony Freeth
Całość, jak ustalili naukowcy po kolejnych badaniach z 2016 roku, zamknięta była w skrzynce o wysokości około 30 centymetrów, szerokości 17 cm i głębokości 9 cm. Z tyłu znajdowały się dwie tarcze, na których widniał kalendarz, a na nim zaznaczone daty przewidywanych zaćmień Księżyca i Słońca. Mechanizm pozbawiony jest dużej, przedniej części, ale naukowcy zgadzają się, że złożone układy kół zębatych obliczały niegdyś ruchy ciał niebieskich po niebie.
Badania z 2005 roku pozwoliły ustalić, w jaki sposób mechanizm przewidywał zaćmienia i obliczał ruchy planet. Jednak do tej pory pełne zrozumienie systemu przekładni z przodu urządzenia wymykało się wysiłkom naukowców. Teraz międzynarodowy zespół badaczy odtworzył brakujące elementy przedniej części urządzenia oraz przedstawił jego najbardziej wierny wygląd i zasadą działania w cyfrowej replice.
- Nasz model jest pierwszym, który jest zgodny ze wszystkimi fizycznymi dowodami i odpowiada opisom w inskrypcjach wyrytych na samym mechanizmie – powiedział profesor Tony Freeth z University College London (UCL), główny autor publikacji.
Urządzenie wykonane z brązu i umożliwiło użytkownikowi przewidywanie wydarzeń astronomicznych przy użyciu złożonej kombinacji kół zębatych. Panel miał ruchome pierścienie z koralikami oznaczającymi planety, które można było regulować.
Jak wykazali uczeni, przednia tarcza mechanizmu pokazywała ruchy Słońca i Księżyca, fazy Księżyca oraz pozycję pięciu planet (Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna). Z tyłu tarczy można było odczytać przewidywane zaćmienia Słońca i Księżyca. Poza ruchem ciał niebieskich urządzenie pokazywało też, kiedy będą igrzyska olimpijskie.
Aby stworzyć model, naukowcy wykorzystali wszystkie dotychczasowe badania nad urządzeniem. Korzystając z inskrypcji znalezionych na mechanizmie i matematycznym modelu poruszania się planet, który został po raz pierwszy opracowany przez starożytnego greckiego filozofa Parmenidesa, badacze byli w stanie stworzyć komputerowy model mechanizmu nakładających się kół zębatych.
Ich model odtwarza ruch każdego koła zębatego i obrotowej tarczy w mechanizmie. Pokazuje, jak urządzenie działało, gdy było sprawne. Jak planety Słońce i Księżyc poruszają się na przednim panelu urządzenia – oczywiście według założenia, że całe niebiosa krążyły wokół Ziemi.
Inskrypcje odszyfrowane w 2016 roku ujawniły, że Wenus i Saturn były reprezentowane przez cykle matematyczne, które wcześniej nie były znane w astronomii starożytnej Grecji. Na przykład wiadomo, że Grecy opisali ruchy Wenus za pomocą 8-letniego cyklu, ale inskrypcje na mechanizmie z Antykithiry opisują cykl 462-letni dla Wenus i 442-letni dla Saturna.
Grecy mogli to wywnioskować ze znanych cykli, stosując metodę opisaną pierwotnie przez Parmenidesa w V wieku p. n. e. Badacze uważają, że przednia część urządzenia skrywała podobne cykle dla innych planet. Takie podejście, jak twierdzą uczeni, pasuje do wszystkich dostępnych dowodów fizycznych, w tym do koła zębatego z 63 zębami (fragment D), które nie pasowało do żadnego zachowanego fragmentu mechanizmu.
- Klasyczna astronomia pierwszego tysiąclecia p. n. e. powstała w Babilonie, ale nic w tej astronomii nie sugerowało, w jaki sposób starożytni Grecy znaleźli bardzo dokładny 462-letni cykl dla Wenus i 442-letni dla Saturna - przyznał dr hab. Aris Dacanalis z UCL.
- Dystans między złożonością tego urządzenia a innymi wykonanymi w tym samym czasie jest nieskończony. Szczerze mówiąc, nigdy nie znaleziono czegoś podobnego. To jest nie z tego świata – powiedział Adam Wójcik, materiałoznawca z UCL, współautor badań.
Jedynymi innymi kołami zębatymi stosowanymi w tamtym okresie to znacznie większe koła zębate obecne w dużych machinach wojennych - balistach czy katapultach. Ale te w mechanizmie z Antykithiry są małe i precyzyjnie wykonane. To wyrafinowanie rodzi wiele pytań dotyczących procesu produkcyjnego, w którym mogło powstać tak wyjątkowo skomplikowane urządzenie, a także dlaczego tylko jedno tego typu urządzenie zostało znalezione.
- Dlaczego to urządzenie znalazło się na tym statku? Znaleźliśmy tylko jedną trzecią całości, gdzie są pozostałe części? Czy one skorodowały? Czy w ogóle to urządzenie kiedykolwiek działało? To są pytania, na które tak naprawdę możemy odpowiedzieć jedynie poprzez archeologię eksperymentalną. To tak, jakby spróbować odpowiedzieć na to, jak powstało Stonehenge. Weźmy 200 ludzi z liną i dużym kamieniem i spróbujmy przeciągnąć go przez równinę Salisbury. To porównanie pokazuje, jak pracowaliśmy przy tym projekcie – powiedział Wójcik.
Teraz, gdy powstał model komputerowy, naukowcy chcą stworzyć jego wersje fizyczne, najpierw używając nowoczesnych technik, aby sprawdzić, czy urządzenie działa, a następnie wykorzystując techniki, które mogły być stosowane przez starożytnych Greków. - Nie ma dowodów na to, że starożytni Grecy byli w stanie zbudować coś takiego. To naprawdę tajemnica. Jedynym sposobem, aby to sprawdzić, jest próba zbudowania go technikami stosowanymi w starożytnej Grecji – powiedział Wójcik.
Źródło: University College London, fot. Tony Freeth
