Антикитерский механизм - самый древний компьютер, возрастом 2 200 лет

То, что вы видите на первой фотографии совершенно необычный и фантастический механизм, пришедший к нам с такой далекой древности, что в ту пору не было даже Христианства. Хотели бы вы надеть это на собственное запястье? Конечно, он не может делать фотографии или подключиться к Facebook, однако, пройдя через историю этого предмета, какой-нибудь писатель смог бы создать бессмертное произведение, наподобие Графа Монте Кристо.

Миниатюрные Hublot являются копией механизма Антикитера

Эта история началась 2200 лет назад с одного великого ученого, а завершилась в момент кораблекрушения в открытом море. Жак Кусто, величайший исследователь глубин нашей цивилизации, назвал эту находку – богатством, которое по своей ценности превосходит Мону Лизу. Именно такие восстановленные артефакты переворачивают наше сознание с ног на голову и полностью меняют картину мира.

 Основной фрагмент машины Антикитера

В 1900 году капитан Димитриос Кондос вернулся в Грецию из экспедиции по Северной Африке и пережидал непогоду к северу от острова Крит в Средиземном море, возле острова Антикитера. Часть своей команды он отправил на поиски морской губки. Один из членов команды Элиас Стадиатос, всплыв, сообщил, что на морском дне, примерно на глубине 60 метров он увидел место кораблекрушения и огромное количество трупов лошадей, которые находились на разной степени распада. Капитан решил, что Элиас отравился углекислым газом и решил все проверить сам.

Фрагмент машины Антикитера

 Когда Кондос опустился на дно, перед его глазами предстала совершенно фантастическая картина. На месте затонувшего древнего судна, с огромным количеством добычи и сокровищ лежали бронзовые статуи, которые были покрыты многовековым слоем морских организмов. Именно эти статуи и воспринял моряк, как трупы лошадей. Команда собрала все, что смогла унести и вернулась обратно в Грецию, а уже оттуда была направлена экспедиция на место крушения.

 3D снимок древнейшей реликвии

Первые признаки говорили, что материал, поднятый со дна, имеет возраст более 2 000 лет. В течение 2-х лет было привезено огромное количество мраморных и бронзовых римских статуй, монет и прочих артефактов. Когда стали раскладывать находки, то один из кусков распался, и ученые увидели внутри какие-то металлические части.

Корабль капитана Кондоса, нашедший Антикитер

Что же сделали исследователи того времени? Да они просто отложили эту находку в сторону, потому что решили, что в 100-м году до нашей эры еще не существовало таких технологий и что эта вещь случайно попала в древнюю коллекцию. Только в 1951 году этим заинтересовался английский физик Дерек Цена. Он установил, что механизм датируется периодом от 100 до 300 года до н. э. и является самой передовой технологией древних греков.

Наручные часы от Hublot, взявшие за основу древнейший механизм

В течение 50-лет шло кропотливое восстановление древней машины, состоящей из 82-х элементов! Эта система получила название механизм Антикитера. В 2005 году Hewlett-Packard расшифровал 95% надписей, сохранившихся на устройстве. При помощи оборудования компании X-Tech было сделано 3D рентгеновское сканирование каждого фрагмента машины.

Рабочая копия механизма Антикитера

Оказывается, это был своеобразный древнейший аналоговый компьютер. Вы могли задать любую дату и устройство абсолютно точно показывало позиции Солнца, Луны и пяти планет, которые были известны греческим астрономам. Лунные фазы, солнечные затмения – все предсказывалось с точностью до нескольких часов, с поправкой на високосные годы.

Рабочая копия механизма Антикитера

Ученые предполагают, что только одному человеку того времени было подвластно превратить цифры в систему винтиков и передаточных колес – великому математику Архимеду. Помимо всего прочего он был прекрасным дизайнером. В римской истории есть одна запись о великом ученом, как он ошеломил аудиторию, продемонстрировав “небесный глобус”, описывающий движение планет, Солнца и Луны, а так же предсказал солнечные затмения с лунными фазами.

Реконструированный механизм Антикитера. Вид спереди и сзади.

Однако механизм Антикитера был сделан на 80 лет позднее, чем умер Архимед. Вероятно, что ученый создал прототип, а уже позже и был воспроизведен первый аналоговый компьютер в мире. Хотя каким образом древним удалось построить это чудо остается загадкой, поскольку даже первый часовой механизм, созданный гораздо позже был огромен и не обладал таким сложным и правильным устройством.

Великий математик - Архимед

Часовая разработка Hublot – это измененная версия Антикитера, сделанная в более компактном виде, с определением времени и астрономических предсказаний. Эти уникальные часы будут представлены на выставке Baselworld в 2012 году, как дань памяти 22-вековой истории нашей цивилизации.

Возраст античного "компьютера" оценили в 2200 лет

Так называемый антикитерский механизм, который считается одним из древнейших аналоговых приборов, мог быть изготовлен даже раньше, чем было принято. Изучив циферблат устройства и записи затмений по вавилонскому календарю, исследователи пришли к выводу, что античный "компьютер" изобрели в 205 году до нашей эры — на 50–100 лет раньше, чем считалось.

2000-летний механизм, который греки использовали для расчета движения небесных тел, долгое время датировался 100-м, максимум — 150 годом до н.э. Теперь археологи полагают, что прибор создали всего через семь лет после убийства Архимеда римским солдатом в 212 году до н.э.

Более точная датировка антикитерского механизма также позволяет предположить, как именно греки могли вычислять с его помощью движения Марса, Юпитера и Сатурна, а также предсказывать солнечные и лунные затмения. Реконструировав элементы циферблата, ученые выяснили, что система основывалась на принципах вавилонской арифметики, а не тригонометрии, как считалось до недавнего времени, поскольку в античности такого метода еще не существовало.

Антикитерский механизм был обнаружен греческим водолазом в 1900 году на древнем судне, затонувшем недалеко от острова Антикитера (рядом с Критом) приблизительно между 70 и 60 годами до н.э. Механизм, который был изобретен свыше двух тысяч лет назад, представлял собой очень сложное вычислительное устройство для той эпохи. Он был помещен в деревянный корпус, содержал 37 бронзовых шестерен и циферблаты со стрелками.

Реконструкция прибора позволила установить, что греки использовали его в качестве "календаря" для определения фаз Луны и положения Солнца. Чтобы задать настройки, надо было вращать ручку. Помимо антикитерского механизма, на корабле была найдена бронзовая статуя юноши, копье, античные кувшины и другие артефакты. Весной этого года (ред.-2014 г.) археологи нашли новые фрагменты циферблата, что и позволило установить более точную дату происхождения древнейшего "компьютера".

Предыстория. Несколько фактов, которых нет в Википедии

Сенсация 1900 года: возле греческого острова Антикитера в Эгейском море были случайно обнаружены останки древнего торгового судна. Ценный груз, затонувший вместе с кораблем, поначалу до смерти напугал ныряльщиков – "Там трупы! Разлагающиеся трупы!! ". Они не сразу сообразили, что лежащие на дне тела, головы, ноги и руки принадлежат статуям, бронзовым и мраморным.

Находка была слишком крупной и необычной, чтобы обойтись без вмешательства властей и ученых. Было принято знаменательное решение поднять со дна всё, что получится отыскать. Действительно знаменательное: с раскопок на месте крушения "Антикитерского корабля" начинается официальная история подводной археологии и, главное, современная история Антикитерского механизма.

Десятки статуй и их фрагментов, украшения, предметы мебели, роскошная стеклянная посуда, сосуды для вина и масла – на то, чтобы поднять со дна почти четыре сотни предметов, ушло два года. Подводными раскопками руководил Валериос Стаис, директор Афинского национального археологического музея. С тех пор в этом музее хранится основная часть артефактов, которые были – или будут – найдены на месте крушения "Антикитерского корабля".

Один из залов Антикитерской выставки в Афинском археологическом музее. Все экспонаты — груз Антикитерского корабля. Фото: namuseum.gr

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?

Антикитерский механизм. Самая крупная из сохранившихся деталей (фрагмент А), 1902 год. Фото: The Albert Rehm Archives / Bavarian State Library

В этот момент "археологический мусор" превратился в одну из самых ценных археологических находок в мире. Невзрачные останки древнего механизма стали сенсацией – возможно, самой медленной, вялотекущей, постепенной и дозированной сенсацией в истории. Антикитерский механизм изучают уже 114 лет, результаты исследований обновляются по мере развития технологий, свои выводы ученые сообщают аккуратными порциями. Статус на 2016 год: "точное назначение Антикитерского механизма до сих пор неизвестно, однако открытия последних лет позволяют сделать обоснованные предположения на этот счет".

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.

Надпись на фрагменте Антикитерского механизма, масштаб не соблюден. Фото: The Antikythera Mechanism Research Project / namuseum.gr

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. Но почему первые обнаруженные надписи были выполнены зеркально, справа налево, – этого Стаис объяснить не мог. Ответ нашелся через несколько лет исследований: эта часть текста была не оригиналом, а "негативом", отпечатком надписи с другой детали. Буквы отпечатались на толстом слое морских отложений, покрывающих все фрагменты механизма. Оригинальная деталь, возможно, до сих пор покоится на дне Эгейского моря у берегов Антикитеры.

Со временем ученые нашли причину плохой сохранности металла: детали механизма были изготовлены из листов так называемой деформируемой бронзы, с низким содержанием олова. Такие бронзы выпускаются до сих пор, они пластичны и удобны в ручной механической обработке, но плохо переносят длительный контакт с морской водой. Зато бронзовые статуи, найденные на месте крушения, сохранились прекрасно – для их отливки применялся иной тип бронзы, литейный.

Одна из бронзовых статуй ("Философ"), обнаруженных на месте крушения Антикитерского корабля. Фото: namuseum.gr

Корродированные детали Антикитерского механизма чрезвычайно хрупкие, сам механизм оказался многослойным, а технологий, позволяющих видеть сквозь такие физические помехи, долгое время не существовало. Тем не менее первым 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.

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.

В настоящее время существует множество вариантов реконструкции Антикитерского механизма, но наиболее достоверной считается модель, предложенная инженером-механиком Майклом Райтом (Michael Wright). Райт оказался настоящим провидцем (или просто очень хорошим инженером): еще в 1990-х он утверждал, что механизм сложнее, чем принято считать, и предсказал наличие в нем дополнительных деталей и функций. Правота Райта была блестяще подтверждена исследованиями последних лет.

Расшифровка надписей, однако, продвигалась медленно: к 1970-м количество опознанных знаков увеличилось с 600 до 923. Снимки, сделанные рентгеновским аппаратом, давали смазанную картину – металлические детали просматривались неплохо, но прочесть крохотные знаки на внутренних поверхностях было практически невозможно.

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: поскольку хрупкие бесценные детали запрещено перевозить, ученым пришлось тащить в Афины восьмитонный Bladerunner, сверхмощный томограф для обнаружения микротрещин в турбинах (путешествия оборудования — частая практика при исследовании особо ценных артефактов, подобную историю мы недавно рассказывали в материале об исследовании кинжала Тутанхамона). Но результат оправдал все усилия и ожидания.

Антикитерский механизм, радиографическое исследование с помощью аппарата Bladerunner. Фото: The Antikythera Mechanism Research Project

Астрофизик Майк Эдмундс (Mike Edmunds), один из руководителей AMRP, рассказывает о начальной стадии проекта со свойственной ему самоиронией: "Вообще-то мы просто собирались выяснить, как именно работал Антикитерский механизм. Эту задачу мы успешно выполнили. Однако до нас не сразу дошло, что технологии, которые мы использовали, еще и позволяют читать тексты на внутренних и внешних поверхностях механизма, и что у нас это получается гораздо лучше, чем при всех предыдущих попытках".

Основной метод исследования текстов – технология PTM (Polynomial Texture Mapping, полиномиальное картирование текстур), которая сейчас активно применяется, например, для чтения почти стершейся клинописи на вавилонских глиняных табличках. Выглядит это примерно так: объект фотографируется под разными углами падения света, а затем на основе двухмерных снимков программа воссоздает наиболее вероятное трехмерное изображение поверхности. К счастью, оборудование более-менее портативное.

Исследование Антикитерского механизма с помощью технологии РТМ. Фото: Cultural Heritage Imaging / culturalheritageimaging.wordpress.com

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.

Так количество фрагментов увеличилось до 82: семь крупных (они обозначаются латинскими буквами от A до G) и 75 мелких, пронумерованных от 1 до 75. Ценность мелких обломков в том, что на них тоже сохранились фрагменты текста – зачастую это лишь пара букв или цифр, но и они оказались чрезвычайно важны. На пятнадцати обломках был обнаружен тот же зеркальный текст, что и на первом фрагменте, изученном Стаисом, – то есть "негатив" с оригинальной детали, отпечатавшийся на окисленной поверхности. Исследователям пришлось складывать, по их собственному выражению, "двойную головоломку" из оригиналов и зеркальных отпечатков.

Уже через год после начала проекта количество найденных и расшифрованных знаков достигло 2160. По мере прочтения надписей исследователи все больше осознавали значимость текста для понимания предназначения механизма и заключенного в нем объема знаний. Надписи стали основным объектом изучения, а это сложный многоступенчатый процесс: обнаружить, обработать, расшифровать и поместить информацию в соответствующий исторический и научный контекст.

Фрагмент текста на Антикитерском механизме, до обработки РТМ. Фото: The Antikythera Mechanism Research Project

Тот же фрагмент текста после обработки РТМ. Фото: The Antikythera Mechanism Research Project

Прогресс в расшифровке знаков и их интерпретации – основная тема пресс-конференции AMRP, состоявшейся в начале июня. Сообщения ученых можно условно разделить на две неравные части: утверждения и обоснованные предположения. Утверждения касаются астрономических функций Антикитерского механизма – это, как ни странно, чуть ли не самая "простая" часть исследования: выше мы упоминали, что инженер Майкл Райт предсказал многие функции и особенности механизма задолго до начала проекта AMRP. Точные науки не обманешь.

Пресс-конференция AMRP 9 июня 2016 года. На переднем плане — модель Антикитерского механизма. Фото: Petros Giannakouris / AP