ТАЙНЫ МИРА: АНТИКИТЕРСКИЙ МЕХАНИЗМ (СЕНТЯБРЬ ’17)

История находки

В далеком 1900 году 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”.

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?

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.

Исследования

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, профессор Нью-Йоркского университета, специалист по истории точных наук и один из ведущих исследователей проекта AMRP.

Первое и поистине важное открытие сделал британо-американский ученный Дерек Джон де Солла Прайс. Начавший свои изыскания в 1950-х годах, ему с помощью рентгенограмм удалось установить, что Антикитерский механизм состоит из 27 шестеренок. Прайсу совместно с супругами Каракалосоми удалось сосчитать количество зубцов, но результаты были не точными, так как шестерни на двухмерных рентгеновских снимках перекрывали одна другую, что затрудняло подсчеты.

Стоит отметить, что 1976 году известный французский дайвер Жак-Ив Кусто совершил еще одно погружение возле острова Антикитер. Ему удалось обнаружить еще целый ряд находок, среди которых были монеты, которые впоследствии и дали первую подсказку в изучении Антикитерского механизма.

Прайс знал, что если высчитать количество зубцов, это приблизит его к разрешению загадки. В итоге Дерек Прайс получил два числа 127 и 235. Оба этих числа играли важную роль в греческой астрономии. Тогда-то Прайсу и пришла в голову гениальная идея, что древнегреческие астрономы могли использовать шестерню с 127 зубцами для вычисления положения Луны на небе. Число 235 было ключевым для расчета фаз Луны.
Греческие астрономы были осведомлены, что от одного полнолуния до другого проходит в среднем 29.5 суток, но это являлось проблемой для создания годового календаря из 12 месяцев, так как 12х29.5=354, что короче на 11 дней природного года. Так лунный и природный год с его сезонами быстро бы разошлись, но греки так же знали, что 19 солнечных лет практически точно равны 235 лунным месяцам. Это означало, что если у вас лунный календарь с 19-летным циклом, то у него никаких расхождений со временами года не будет.
Прайсу так же удалось разгадать, для чего предназначалась шестерня с 127 зубцами. Дело в том, что древние греки знали, что Луне необходимо 29.5 суток, чтобы нагнать Солнце, но для возвращения Луны на ту же самую точку неба требуется всего 27.3 суток. Именно столько требуется Луне, чтобы облететь Землю. Расчеты астрономов показывают, что за 19-летный цикл Луна 254 раза облетает вокруг орбиты Земли, но сделать такое количество зубцов на не большой шестерне было не возможно. Поэтому создатель прибора взял половину от 254, получив число 127, и с помощью других шестерен увеличил диапазон шагов до 254. Прайс же выяснил, что этот технологический ход нес еще дополнительную функцию. Показывал число обращений Луны вокруг Земли.

Предположение Прайса подтвердилось, когда на тыльной стороне Антикитерского механизма были обнаружены остатки циферблата с 235 засечками, представлявшими 19-летний цикл. Греки именовали его Метоновым циклом.
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.

Но как выяснилось позже, в механизм размером с обувную коробку были “упакованы” движения не двух (Солнце и Луна), а семи небесных тел(!!!).

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 выдвинул инженер-механик Майкл Райт (Michael Wright).

В 2005 году был создан AMRP (The Antikythera Mechanism Research Project), международный проект по изучению Антикитерского механизма. Физики, астрономы, инженеры, историки и археологи из разных стран объединили усилия, чтобы – без преувеличения – постичь тайны древних. Теперь над этой загадкой работали не отдельные энтузиасты, а целая группа ученых.

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.

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, профессор Нью-Йоркского университета, специалист по истории точных наук и один из ведущих исследователей проекта AMRP.

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.

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 и отсутствующих частей Антикитерского механизма.
Иллюстрация: The Antikythera Mechanism Research Project

Кто сделал Антикитерский механизм

Где искать создателя этой уникальной машины, подсказал исследователь Александр Джонс. Изучая надписи на циферблате Антикитерского механизма, он обратил внимание на названия месяцев. Такие названия использовались в календаре древнего Коринфа. Получалось, механизм был создан либо в самом Коринфе, либо в одной из его колоний. Например, в Сиракузах на Сицилии.

В 3-4 веках до н.э. Сиракузы были вторым по величине городом-государством во всем греческом мире. Примечательно, что в Сиракузах жил гениальный математик и инженер Архимед. Он создал формулы и рассчитал данные, которыми люди пользуются до сих пор, а так же создал массу самых разнообразных изобретений. Только его талант и знания могли позволить разработать такую сложную машину как Антикитерский механизм.
В 3 веке до н.э. Сиракузы были захвачены римскими войсками, а город был разграблен. Его богатства отправили в Рим, а генерал Марцел оставил себе несколько прототипов машин Архимеда. Спустя полтора века оратор Цицерон писал, что видел диковинный механизм Архимеда у внука генерала Марцела. Механизм показывал вращение всех планет, так как это происходило на самом деле.
Тони Фрит применил описанную модель планетария Архимеда к Антикитерскому механизму и был восхищен. Он точно подошел к фронтальной части устройства и описывал древнюю модель космоса.

Исходя из всего описанного, возникает резонный вопрос, почему эти сверхточные технологии не получили развития в будущем?

Историки считают, что когда греческий, а за ним и римский мир пришли в упадок, греческие научные тексты попали на восток. К 4 веку н.э. информация по механизму сначала попала в Византию, а затем к арабским ученым. Глубокие знания по механике вернулись в Европу лишь в 13 веке через Испанию вместе с маврами. Во времена возрождения механики в 14 веке сложные шестереночные конструкции стали использоваться в часах, принцип работы которых был схож с устройством Антикитерского механизма.

Реконструкция антикитерского механизма

Идея заглянуть в недра Антикитерского механизма с помощью делительных рентгеновских снимков пришла в голову Тони Фриту.

Для этого Фрит связался с британской компанией по производству рентгенов и попросил сделать снимки Антикитерского механизма. Однако на то время не существовало достаточно сильного рентгена, способного это сделать. Тогда Тони Фрит уговорил руководство компании и инженера по рентгеновским установкам пойти на беспрецедентный поступок – создать специальный аппарат для изучения Антикитерского механизма, и они это сделали.

Антикитерский механизм очень хрупок, поэтому его невозможно транспортировать. Учитывая эту особенность, решено было привезти 8-тонное оборудование в Афины, где началось сенсационное исследование.

Когда ученые заглянули внутрь Антикитерского механизма, они были поражены до глубины души. Выяснилось, что изучаемый ими механизм еще сложнее, чем они думали. 3D-рентгеновские снимки позволили ученым получить достаточно данных для того, чтобы создать виртуальную модель объекта и приступить к разгадке работы механизма.

Ученые не переставали удивляться, как древним грекам удалось в столь малом пространстве установить такие мелкие шестерни, которые налагались друг на друга. В имевшемся фрагменте исследователи обнаружили 27 шестерен, предположительно в целом их было 52. Наличие таких технологий во втором веке до н.э. переворачивает традиционное представление о развитии технологий в истории.

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.

В представлении участников проекта AMRP, историка Александра Джонса (Alexander Jones) и математика Тони Фрита (Tony Freeth), Антикитерский механизм мог выглядеть так:

Компьютерная модель Антикитерского механизма, реконструкция 2013 года. Защитные панели не представлены.
Источник: Tony Freeth, Images First Ltd.

Антикитерский механизм был легким, компактным и помещался в деревянный ящик размером с обувную коробку. Скорее всего, это устройство было самым ценным грузом на затонувшей римской галере.
Идея засунуть все научные достижения и открытия в один ящик, очень напоминает современные ноутбуки.
Антикитерский механизм был чрезвычайно сложной греческой машиной. На его тыльной стороне были расположены циферблаты, показывающие фазы Луны и прогнозирующие затмения. На фронтальной части они изобразили вселенную, какой они себе ее представляли – с пятью планетами, Солнцем и Луной совершающие свое естественное движение.
Изучение таинственной находки продолжается и по сей день. Ведь остается еще множество белых пятен в данном вопросе.