Механіка класичного періоду: Давньогрецький калькулятор

108 років тому з морських глибин поблизу острова Антикитера було піднято на поверхню диво - складний механічний пристрій, виготовлений ще до нашої ери. Подібного рівня європейським механікам вдалося досягти лише в Новий час.

Історія ця почалася давно. Рівне в 1900 р. на стародавньому кораблі, що затонув колись в Егейському морі поблизу берегів острова Антикитера, було виявлено таємничий механічний пристрій. Тут же були знайдені і монети, які дозволили датувати знахідку приблизно 100-м р. до н.е. Реконструкція показала, що колись воно являло собою дерев'яний корпус розмірами 33х18х10 см, в якому розміщувалися циферблати, шестерні і стрілки. Цей пристрій, що отримав назву Антикитерського - найскладніший механізм, який (наскільки ми знаємо) був створений давньогрецьким генієм.

Головна його вражаюча особливість - передавальний механізм з використанням точно вивірених шісток різного діаметру і з різним числом зубів. Західна цивілізація змогла створити щось подібне лише тисячоліття потому - столітті приблизно в 16 − 18-му. Вивчивши його уважно, вчені дійшли висновку, що його призначення - розрахунок руху небесних тіл.

Не дивно, що Антикитерський механізм став об'єктом найпильнішого вивчення і археологів, і інженерів. Рентгенографія дозволила встановити внутрішній пристрій знайдених фрагментів. Ще в кінці 1950-х було представлено докладний опис його внутрішньої будови, але повністю схему вдалося встановити тільки в 1971 р.

Антикітерський механізм включає 32 мініатюрні шестерні і моделював рух Сонця і Місяця відносно нерухомих зірок. Незабаром англійський каплиець Джон Глів (John Gleave) навіть спорудив копію механізму, що працює за цією схемою. Але в 2002 р. нові дослідження, проведені науковим співробітником Лондонського музею науки Майклом Райтом (Michael Wright), дозволили переглянути реконструкцію і показати, що Антикитерський механізм ще складніше, ніж здавалося, і міг показувати положення не тільки Сонця і Місяця, але і всіх 5-ти відомих стародавнім грекам планет - Меркурія, Венери, Марса, Юера і Сатурна.

Все це було настільки інтригуюче, що в 2005 р. під патронажем грецького міністерства культури розпочав роботу грецько-британський проект Antikythera Mechanism Research Project. Учасники його зуміли знайти ще додаткові фрагменти (всього їх виявилося 81) стародавнього пристрою і використовувати найсучасніші технології, щоб відновити його структуру і зрозуміти взаємозв'язок окремих шестерень, загальна кількість яких може досягати 31 − 37 штук. Комп'ютерна томографія дозволила розшифрувати і переважну більшість присутніх на Антикитерському механізмі написів (всього близько 2 тис. давньогрецьких символів), які частково підтвердили гіпотезу Райта про те, що система ця складніша, ніж вважалося. Встановлено, що Антикитерський механізм підходив для розрахунків руху Марса, Юпітера і Сатурна.

А вже наприкінці цього року вчені представили сучасну модель Антикитерського механізму; 2 тисячі років минуло з загибелі корабля - і тільки зараз таємниці стали трохи прояснюватися. Демонстрував модель все той же Майкл Райт.

Хоча нерідко Антикитерський механізм називають «першим комп'ютером в історії», він, звичайно, не є таким. Швидше, це «давньогрецький калькулятор», здатний до механічного виконання арифметичних дій додавання, віднімання і ділення - але ні про яке програмне введення, який є основою для роботи комп'ютерів, мови не йде.

Втім, це вельми непростий калькулятор: складність бронзової роботи, можна сказати, шокуюча, особливо якщо взяти до уваги той факт, що виконана вона була 2,2 тис. років тому, і за тисячу років до того, як західноєвропейські механіки навчилися створювати подібні механізми. Кожна з мініатюрних деталей найточнішим чином пригнана до іншої, і всі вони приводяться в дію одним рухом рукояти. Погляньте на демонстрацію того, як це все діяло (у ролику цифри біля шестеренок позначають передавальне число).

Передні циферблати показували знаки зодіаку і дні року. Задавши потрібну дату за допомогою рукоятки, можна було отримати масу корисних астрономічних відомостей. Свідчення про положення небесних тіл можна було побачити на передній і задній стінках коробки, а окрема чорно-біла кулька демонструвала відповідну фазу Місяця. Антикітерський механізм працював, відображаючи також положення планет щодо зірок, дати сонячних і місячних затемнень, а також дати Олімпійських ігор.

На додачу, один із циферблатів на задній стінці Антикитерського механізму відображав сарос, цикл тривалістю 18 з невеликим років (223 місячних місяці), протягом якого затемнення Місяця і Сонця повторюються в тому ж порядку. Другий спіральний циферблат відповідає Метонову місячному циклу тривалістю трохи більше 19 років (235 місячних місяців), який відображає повторення тієї ж фази Місяця в той же день року.

Цікавий той факт, що стародавні греки вірили в те, що траєкторії руху небесних тіл - строго округлі, а не еліптичні, як ми знаємо сьогодні. Щоб привести цю теорію у відповідність з дійсністю, грецький астроном Гіппарх створив досить хитру математичну модель, яка описувала рух Місяця (не надто послідовний з точки зору спостерігача на Землі) через набір взаємно накладених окружностей з неспівпадаючими центрами. І в Антикитерському механізмі ця схема відтворена з вражаючою тонкістю, з використанням шестерінки зі зміщеним центром обертання.

За останніми даними, вважається, що виготовлений Антикитерський механізм був між 150 і 100 рр. до н. е. - трохи раніше, ніж вважалося. Корабельна аварія сталася близько 65 р. до н.е. Ця дата вкрай цікава, адже за низкою непрямих даних історики вважають, що саме на цьому кораблі, який здійснював плавання за вельми жвавим маршрутом з Риму на Родос, де проживав той самий астроном Гіппарх. Так що, можливо, або він сам, або один з його учнів безпосередньо брав участь у створенні пристрою.

За деякими даними, честь бути автором механізму принад "