imhotype (imhotype) wrote,
imhotype
imhotype

Categories:

Антикитерский механизм. Часть I

Битва технологий


Участники международного проекта по изучению Антикитерского механизма (AMRP, The Antikythera Mechanism Research Project) отчитались об очередной порции открытий, сделанных за годы исследований одного из самых загадочных устройств древнего мира... Сенсация 1900 года: возле греческого острова Антикитера в Эгейском море были случайно обнаружены останки древнего торгового судна… Находка была слишком крупной и необычной, чтобы обойтись без вмешательства властей и ученых. Было принято знаменательное решение поднять со дна всё, что получится отыскать... Греки утверждают, что за всю историю существования подводной археологии не было найдено ничего, что могло бы сравниться – по количеству, разнообразию и исторической ценности – с той первой случайной находкой в 1900 году. Греки, пожалуй, правы: артефакты с "Антикитерского корабля" занимают несколько залов на ежегодных выставках в Афинском археологическом музее, а возобновившиеся в 2012 году раскопки каждый сезон приносят новый "улов" — на дне, как выяснилось, еще много осталось.
На фоне всего этого великолепия бесформенные, изуродованные коррозией куски металла, извлеченные со дна вместе с очевидно ценными предметами, поначалу никого не заинтересовали. Лишь в 1902 году Валериос Стаис "поскоблил" один из крупных фрагментов и обнаружил нечто, похожее на бронзовую деталь какого-то механизма. Шестеренку? Циферблат? Но ведь первые механизмы с использованием зубчатой передачи – часы – изобрели в Европе только в XIV веке? Как эта средневековая технология могла оказаться на корабле, затонувшем еще до начала нашей эры? Каким целям служило загадочное устройство, разбившееся на уродливые детали?...
Пожалуй, только в наше время ученые осознали подлинную ценность Антикитерского механизма – они начали лучше его понимать. "В этих маленьких, изъеденных коррозией бронзовых фрагментах заключен такой объем знаний, что его хватило бы на кучу книг о научных и технологических достижениях древности, а также о том, как эти знания распространялись и взаимодействовали с культурной средой своего времени. Антикитерский механизм, несомненно, самый информационно насыщенный артефакт из всех, когда-либо найденных археологами", – считает Александр Джонс (Alexander Jones), профессор Нью-Йоркского университета, специалист по истории точных наук и один из ведущих исследователей проекта AMRP.
К любым устройствам, по древней традиции, должна прилагаться инструкция от производителя. В 1902 году, при первом внимательном осмотре, Валериос Стаис заметил на одном из фрагментов крохотные буквы. Первыми прочитанными словами были Αφροδίτη ("Афродита", так греки называли планету Венера) и Ηλίου ακτίνα ("солнечный луч"). Сразу возникло предположение, что Антикитерский механизм как-то связан с астрономией... исследователям удалось расшифровать почти 600 знаков и символов, расположенных на видимых поверхностях. Прочитанное соответствовало первоначальной гипотезе, что механизм как-то связан с астрономией, и вселяло надежду, что инструкция к загадочному устройству все-таки существует.
Две войны и политические потрясения в Европе снизили научную активность практически до нуля. Детали механизма, как и другие ценные музейные артефакты, не раз переносили с места на место, часть хрупких фрагментов рассыпалась или потерялась – современные ученые смогли это определить, сравнивая нынешнее состояние деталей с довоенными фотографиями. И если утраченные детали можно виртуально восстановить, то фрагменты текста и содержащиеся в них подсказки исчезли навсегда.

Что можно увидеть вооруженным глазом

Вторую волну исследований запустил в начале 1950-х годов выдающийся физик и историк науки Дерек де Солла Прайс. Он вновь привлек внимание к сенсационному устройству, но только в 1971 году ему удалось добиться разрешения на изучение механизма с помощью рентгеновского аппарата. Так появились первые снимки сложнейших внутренностей древнего "девайса", озадачившие ученых на много лет вперед. Прайс также был первым, кто попытался восстановить изначальный облик и астрономические функции механизма. В наши дни предложенная Прайсом модель считается ошибочной, но свою миссию он выполнил: технологию древности начали целенаправленно изучать с помощью постоянно развивающихся технологий современности… Технологии "доросли" до Антикитерского механизма только в XXI веке, когда изобретения вроде компьютерной томографии или цифровой обработки изображений стали общедоступными и начали применяться для нужд археологии. В 2005 году был создан AMRP, международный проект по изучению Антикитерского механизма. Физики, астрономы, инженеры, историки и археологи из разных стран объединили усилия, чтобы – без преувеличения – постичь тайны древних.
Почти сразу они столкнулись с проблемой отнюдь не научного свойства: разрешения от греческих музейщиков пришлось дожидаться целых пять лет. В 2005-м оно было получено, но хрупкие бесценные детали запрещено перевозить, так что ученым пришлось тащить в Афины восьмитонный Bladerunner, сверхмощный томограф для обнаружения микротрещин в турбинах…
Дело быстро сдвинулась с мертвой точки. Первый же год работы принес очередную сенсацию: обнаружились новые фрагменты механизма. И вовсе не на дне морском – место крушения "Антикитерского корабля" в 1950-х и 1970-х годах обследовал сам Жак-Ив Кусто, но его находки не добавили Антикитерскому механизму ничего нового. В 2005-м, перед началом основного исследования, ученые перепроверили то, что осталось после довоенной очистки и консервации деталей механизма. Из кучи "отходов" они выудили крохотные обломки металла и морских отложений. Первые исследователи словно предчувствовали будущее развитие технологий и не выбросили ничего, что было связано с Антикитерским механизмом...
©

Новость хорошая и грустная одновременно: к 2016 году, за одиннадцать лет исследований, ученые довели количество расшифрованных знаков до почти 3500. "Сейчас мы имеем текст, который наконец-то можно читать как обычный древнегреческий. То, что было раньше, больше напоминало попытки расслышать радиопередачу сквозь помехи", – образно выразился Александр Джонс (Alexander Jones), профессор Нью-Йоркского университета, специалист по истории точных наук и один из ведущих исследователей проекта AMRP. К сожалению, 3500 знаков – это почти всё, что есть на сохранившихся деталях механизма (исследователи полагают, что полный текст содержал в четыре раза больше символов). Схема из доклада Александра Джонса наглядно показывает, что 82 имеющихся фрагмента в совокупности не представляют даже четверти оригинального механизма. Поразительно, как много информации исследователи смогли добыть из крохотных частей этой головоломки.


Схема сохранившихся частей Антикитерского механизма.
Иллюстрация The Antikythera Mechanism Research Project
Фотографии дают искаженное представление о размерах Антикитерского механизма – он кажется довольно большим. На самом деле устройство помещалось в деревянный футляр размером не больше обувной коробки (футляр не сохранился, но среди корродированных бронзовых деталей были обнаружены крохотные частицы дерева). Достаточно соотнести количество надписей с размерами механизма, чтобы понять главную сложность работы с текстом: даже ультрасовременные технологии с трудом "читают" крошечные буквы высотой от 1 до 2 мм на неровных поверхностях. Пришлось больше сканировать и дольше изучать сотни полученных изображений...
…астрофизик Майк Эдмундс (Mike Edmunds), один из руководителей AMRP. …предположил, что мастерская, где был изготовлен механизм, могла быть семейным предприятием. И такое предприятие, вероятно, существовало на протяжении нескольких поколений, если не столетий. Качество изготовления механизма таково, что в нем чувствуется, по выражению Эдмундса, "многолетняя традиция, которая явно старше самого устройства".
Впрочем, остается вероятность, что механизм создал один человек. В таком случае он "обладал великолепными техническими навыками, прекрасно разбирался в астрономии и, к тому же, был отличным коммерсантом, поскольку знал, кому такую штуковину можно продать", – пошутил Майк Эдмундс. Все имеющиеся данные, прямые и косвенные, указывают на то, что Антикитерский механизм – "уникальное загадочное устройство, опередившее свое время" – в свое время как раз не был ни загадочным, ни уникальным. И это, по мнению ученых, фантастически круто – "мы понятия не имели, что древние греки были на такое способны", обмолвился кто-то на пресс-конференции…

При чем тут Сиракузы

... Археологи довольно точно установили время крушения "Антикитерского корабля": судно затонуло между 70 и 60 годами до нашей эры, плюс-минус 5 лет. Однако многие признаки указывают на то, что механизм был изготовлен раньше – а вот на сколько раньше, можно только догадываться. Официальная музейная датировка, основанная на эпиграфическом анализе текста – вторая половина II века до нашей эры.
Ответ могли бы подсказать другие артефакты, обнаруженные на месте крушения, да и сам корабль оказался очень "говорящим" – но информации оказалось слишком много и она довольно разношерстная. Известно, что "Антикитерский корабль" был римским торговым судном. Материал – древесина вяза: римляне часто использовали вяз в кораблестроении. Время постройки корабля попытались выяснить с помощью радиоуглеродного анализа древесины, но результат показал слишком широкий временной отрезок: 211-40 годы до нашей эры, точность 85%...
Косвенно, все косвенно, но игнорировать появление в этой истории Архимеда просто невозможно. На помощь опять пришли гуманитарии – историки, филологи и специалисты по древним текстам. Они вспомнили, что Цицерон в своем трактате "О государстве" (I век до н. э.) упоминал Архимеда в связи с устройством, по функциям очень напоминающим Антикитерский механизм. Соответствующую цитату теперь любят приводить все научно-популярные издания, когда-либо писавшие о механизме – мы тоже не будем исключением:

"Хотя я очень часто слыхал рассказы об этой сфере, так как с ней было связано славное имя Архимеда, сама она не особенно нравилась мне; более красива и более известна в народе была другая сфера, созданная этим же Архимедом[…]. 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 та другая, сплошная сфера без пустот была изобретена давно и что такую сферу впервые выточил Фалес Милетский, а затем Евдокс Книдский, по его словам, ученик Платона, начертал на ней положение созвездий и звезд, расположенных на небе; что спустя много лет Арат, руководясь не знанием астрологии, а, так сказать, поэтическим дарованием, воспел в стихах все устройство сферы и положение светил на ней, взятое им у Евдокса. Но – сказал Галл – такая сфера, на которой были бы представлены движения солнца, луны и пяти звезд, 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…"

В этом коротком фрагменте Цицерон фактически перечисляет, в хронологическом порядке, тех древнегреческих ученых, которые обладали не только необходимыми знаниями, но и работающими "планетариями", воспроизводившими движение небесных тел. Если первым был Фалес Милетский, то традиция создания механизмов, подобных Антикитерскому, – традиция, о которой говорил Майк Эдмундс, – восходит к VI веку до нашей эры.
Цицерон и другие античные авторы подсказали, что искать. В итоге специалисты AMRP обнаружили довольно длинный список источников, в которых упоминаются сходные устройства. Временные рамки поразили исследователей – от 300 года до нашей эры (трактат "Механические проблемы", первое описание вращающихся дисков) до V-VI веков нашей эры (поэма "Деяния Диониса" Нонна Панополитанского, описание механического планетария; письмо историка Кассиодора философу Боэцию, описание устройства, образно названного "портативным небом" и "зеркалом природы").
К этому факту Майк Эдмундс привлек особое внимание: механизмы, по сути подобные Антикитерскому, существовали и совершенствовались на протяжении 800 (!) лет. Если сегодня Антикитерский механизм представляется уникальным техническим достижением древних, то во времена своего создания уникальным он не был.
…Первоисточники – труды ученых, свидетельствующие об уровне развития и распространения древней науки – сохранились не лучше Антикитерского механизма: по большей части это фрагменты, известные в переводах. Однако в этом есть что-то символическое: сопоставление фрагментов литературы и фрагментов механизма прямо указало на то, что Антикитерский механизм был изготовлен в Греции между 200 и 70 годами до нашей эры.
Устройство действительно очень сложное. Его создатель знал, как "при несходных движениях, во время одного оборота сохранить неодинаковые и различные пути" Солнца, Луны и пяти известных в то время планет. Знал, что Луна движется вокруг Земли не по идеальной окружности, а по эллипсу, и применил остроумное техническое решение для расчета эллиптического движения с помощью идеально круглых шестерен...
Достоверно известно, что необходимые знания существовали уже в III веке до нашей эры, когда великий геометр Аполлоний Пергский переработал предыдущую астрономическую модель Евдокса, обосновал общую теорию эллипса, ввел эпициклы и эксцентрики для объяснения неравномерности движения планет. Все это блестяще реализовано в Антикитерском механизме. Знания, заключенные в древнем устройстве, соответствуют работам Гиппарха, жившего позже Аполлония, во II веке до нашей эры.
Астрофизик Майк Эдмундс уверен, что логика механизма на удивление точно совпадает с логикой математика Гемина, изложенной в трактате "Введение в явления". И снова Цицерон, на этот раз в трактате "О природе богов", рассказывает о Посидонии, самом многознающем философе своего времени – важно то, что Цицерон знал Посидония лично: "Если бы кто-нибудь привез в Скифию или Британию тот шар, 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? "
... Как эти знания, развивавшиеся на протяжении столетий, имеющие авторов, записанные, оформленные в действующие механизмы могли просто исчезнуть на полторы тысячи лет? Это один из самых частых вопросов на пресс-конференциях AMRP (после вопроса об инопланетном происхождении Антикитерского механизма, конечно). В Европе последний механический календарь с использованием зубчатой передачи был изготовлен в Византии около 500 года. Из Византии познания древних в урезанном виде перекочевали на арабский Восток. В XIII веке в Исфахане была изобретена астролябия, прямой потомок Антикитерского механизма. В Западной Европе ничего подобного не появлялось вплоть до XIV века, пока в Италии не создали Астрариум – огромный, совсем не портативный, зато первый со времен античности механизм, по своей сложности и функциям сопоставимый с Антикитерским. Только как с ним работать и его чинить, кроме автора никто не знал…
©

Астрономические функции

Первым, кто предположил, что Антикитерский механизм мог быть своего рода портативным планетарием, был не астроном, не физик и даже не археолог. Эту гипотезу выдвинул немецкий филолог Альберт Рем (Albert Rehm) в далеком 1905 году. В его записях также содержится предположение, что механизм показывал движение не только Солнца и Луны, но и пяти планет, известных в древности. К сожалению, записи Рема так и не были опубликованы, а его догадка ровно сто лет считалась абсолютно нелепой и фантастической: общеизвестно, что знания и технологии, необходимые для создания устройства подобного уровня сложности, появились только в XVII веке! К тому же для демонстрации такого количества объектов потребовалось бы гораздо больше деталей, а среди сохранившихся частей механизма не было даже намека на их существование. Вопреки вполне обоснованному мнению скептиков, в 2004 году сходную гипотезу – о том, что в механизм размером с обувную коробку были "упакованы" движения не двух, а семи небесных тел – выдвинул инженер-механик Майкл Райт (Michael Wright), которого мы уже упоминали в первой части нашей "Антикитерской трилогии".
На пресс-конференции 2016 года исследователи подтвердили правоту филолога Рема и инженера Райта, положив конец многолетним спорам: Антикитерский механизм моделировал движение не только Солнца и Луны, но и пяти известных в древности планет Солнечной системы – Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна. Это одно из главных открытий проекта AMRP.
Почему это важно? Хотя бы потому, что веками такое устройство считалось невозможным. Или потому, что Антикитерский механизм переворачивает с ног на голову все устоявшиеся представления о древней науке и технологиях. Исследователи не устают повторять, что механизм – чрезвычайно сложное и выдающееся с точки зрения дизайна устройство, даже по современным меркам. Синодические периоды, эпициклы, эксцентрики, Метонов цикл, цикл сарос – каждый раз ученые пытаются это объяснить далеким от астрономии людям, и публичные выступления часто превращаются в мини-шоу "Антикитерский механизм для чайников". Мы не будем нарушать традицию и постараемся максимально доступно объяснить суть открытий, сделанных проектом AMRP.
По имеющимся фрагментам и расшифрованным текстам ученые смогли более-менее достоверно восстановить внешний облик устройства. Бронзовый механизм был помещен в прямоугольный деревянный футляр. Деревянные части не сохранились, так что исследования касаются только бронзовых фрагментов, сильно корродированных из-за многовекового пребывания в морской воде.
Из бронзы сделаны все "внутренности" механизма и четыре его "поверхности": передняя и задняя панели с циферблатами и дисплеями, а также две прикрывавшие их защитные панели. Долгое время считалось, что защитные панели выглядели как дверцы на петлях, но ученые так и не обнаружили следы креплений.
Можно считать доказанным, что Антикитерский механизм имел три основных циферблата и четыре вспомогательных. Оператору было достаточно повернуть одну-единственную ручку на боковой панели устройства, чтобы стрелки на всех семи циферблатах пришли в движение. Пять циферблатов на задней панели соответствовали пяти способам измерения времени (Метонов цикл, цикл Каллиппа, цикл сарос, календарь затмений и календарь Игр). Циферблаты на передней панели соответствовали 365-дневному египетскому календарю и греческому 12-месячному зодиакальному циклу…

Передняя защитная панель

Теория Рема и Райта подтвердилась благодаря расшифровке текстов передней защитной панели. Краткое научное описание, опубликованное в журнале Almagest, звучит так: "Бронзовая пластина, известная как передняя панель Антикитерского механизма, имеет надписи на внешней стороне. […] Тексты содержат описания синодических периодов для пяти планет. С большой долей вероятности утраченные строки описывали поведение Солнца и Луны. Полученные данные говорят о том, что движение небесных тел отображалось на переднем дисплее механизма, а для расчета движения планет были применены простые эпициклические и эксцентрические модели. Обнаружены точные данные по циклам Венеры и Сатурна, рассчитанные на длительный срок и подходящие для механического отображения с помощью комплекса зубчатых передач. Эти знания имеют греческое, а не вавилонское, происхождение".
… "Точные данные по циклам Венеры и Сатурна" – одно из подтверждений теории, что Антикитерский механизм был, среди прочего, своеобразным астрономическим калькулятором, способным просчитать движение и положение планет почти на 500 лет вперед. По Венере – на 462 года, по Сатурну – на 442 года: такие цифры обнаружили ученые среди изученных текстов. Астрофизик Майк Эдмундс (Mike Edmunds), один из ведущих исследователей проекта AMRP, любит приводить подобные данные как пример гениальности мастеров, создавших механизм.
Дело в том, что речь идет о синодических периодах обращения планет, а это величины, которые не подходят "для механического отображения с помощью комплекса зубчатых передач". Синодический период Венеры – 1,599 года, Сатурна – 1,035 лет. Как отобразить дробное число с помощью колесиков и зубчиков, количество которых должно выражаться натуральным числом? Легко, если взять более длительный период времени: 289 синодических периодов Венеры = 462 солнечных года, 427 периодов Сатурна = 442 солнечных года. Умножьте сами, чтобы убедиться.
Это понимание пришло далеко не сразу: ученые годами подсчитывали количество зубчиков на шестеренках, количество самих шестеренок, совмещали эти данные с теориями о возможных функциях механизма и новыми фрагментами расшифрованных текстов, создавали компьютерные и математические модели, в которых зачастую та или иная деталь оказывалась лишней и ей нужно было найти "применение"… Майкл Райт, практикующий инженер-механик, не раз посмеивался над теоретиками: иногда ему было достаточно прочесть очередную "бумажную" гипотезу, чтобы сразу ее опровергнуть – многие математические модели механизма были заведомо нереализуемы на практике или были бы нерабочими.
Самое большое количество зубчиков на шестеренках Антикитерского механизма – 223, самое маленькое – 15. Сейчас всем нашли место и применение, осталась лишь одна "необъясненная" деталь с 63 зубчиками: возможно, это часть утраченного планетарного механизма.

Передняя рабочая панель

Движение Солнца, Луны и пяти планет отображалось на центральном циферблате-дисплее, расположенном на передней панели Антикитерского механизма. Нужную дату мог установить любой человек поворотом ручки на боковой панели, для такого особых знаний не требовалось. Это приводило в движение все указатели на всех дисплеях. Но что именно они показывали?
Центральный дисплей имел две шкалы – Зодиакальную и Календарную. Зодиакальная шкала – внутренняя, неподвижная, она представляет собой эклиптику (большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), разделенную на 360 градусов и на 12 отрезков по 30 градусов со знаками Зодиака. Календарная шкала – внешняя, подвижная, она имеет 365 делений по количеству дней в египетском календаре, использовавшемся греческими астрономами. Внешняя Календарная шкала двигается относительно внутренней Зодиакальной, чтобы один раз в четыре года можно было вручную компенсировать лишний день, "набегавший" по египетскому календарю.
Из текстов на задней защитной панели (о них – ниже) стали известны некоторые декоративные подробности: стрелки-указатели были увенчаны сферами в соответствии с внешним видом небесных тел. Например, сфера на стрелке Солнца была золотой или позолоченной, а сфера на стрелке Луны – наполовину черной, наполовину серебряной. По мнению некоторых исследователей, лунная сфера не была неподвижно закреплена на стрелке, а вращалась благодаря отдельному мини-механизму для наглядной демонстрации фаз Луны.
Изучение надписей на передней рабочей панели механизма принесло следующее важное открытие, о котором было объявлено на июньской пресс-конференции. Вот его краткое научное описание в журнале Almagest: "Две прямоугольные пластины, остатки которых сместились со своих первоначальных позиций, содержали надписи, известные как Парапегма, и включали алфавитный список ежегодно повторяющихся астрономических событий, касающихся Солнца и неподвижных звезд".
Парапегма – "всего-навсего" звездный календарь, предшественник средневековых звездных альманахов и современных ежегодников, где для каждого дня указаны, например, фазы Луны. Такие явления как новолуние, полнолуние, равноденствие, солнцестояние, восходы и заходы звезд и созвездий – это и есть повторяющиеся астрономические события, даты которых можно просчитать на годы вперед.
Открытие состоит в том, что Антикитерский механизм умел просчитывать 42 астрономических события, причем не только для Солнца и Луны. … Многофункциональный дисплей на передней панели Антикитерского механизма вполне можно назвать планетарием в классическом смысле слова: это прибор, способный демонстрировать различные небесные тела и моделировать их движение. Продолжение
Tags: Антология Таинственных Случаев
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 2 comments