Antikythera是世界上最古老的模拟计算机
神秘的古代装备。复杂的天文计算。精密制造。听起来像是一部关于古代外星人的电视剧。但是这些术语被用来描述在爱琴海安提基塞拉岛海岸发现的有2000年历史的设备。研究员托尼弗里斯写道:"如果古希腊科学家能够在2000年之前制造出这些齿轮系统,那么整个西方科技史将不得不被改写。"
发现
海难是两次风暴的故事。公元前60年左右,一艘巨大的货船带着巨大的财富沉入大海危险区域约100英尺深的水中。海绵潜水员在1900年一场危险的风暴后找到了丢失的宝藏。在9个月内从海底撤离的调查结果中,有一个复杂的钟形装置叫做Antikythera Institution。
考古勘探将产生历史上最伟大的古代海洋遗迹之一,包括大理石和青铜雕像、硬币、陶器和黄金珠宝。但最重要的是多档机械天文计算器,它被称为世界上最古老的模拟计算机。当它被拉出水面时,大约是一块,但很快这个物体就会分解成82块腐蚀的碎片。它是在雅典考古博物馆策划和展出的。(有关早期模拟计算机的更多信息,请参见分析引擎:回顾巴贝奇的永恒设计。)
历史背景
其他物体的碳测年似乎把它们放在了公元前一世纪,但此时Antikythera机制可能已经是一件古董了。这艘船据信来自小亚细亚,考古学家布兰登福利博士推测可能是一位富婆的嫁妆。这种机制本身被认为是相对古老的。有关旧(但不是很旧)技术的更多信息,请参考比您想象的更旧的技术。)
1902年,考古学家Valerios Stais在博物馆进行了初步调查,发现齿轮是作为一个整体存在的,认为组织过于复杂,无法与其他项目同时进行。直到德里克德索拉斯普莱斯在1974年发表了他的论文《来自希腊人的齿轮》,他才再次接受了严肃的治疗。Antikythera机制:来自ca的日历计算机。公元前80年,"科学博物馆的迈克尔赖特和后来的伦敦帝国理工学院使这项研究更进一步。"目前,由托尼弗里斯等人领导的Antikythera机构研究项目在了解设备方面继续取得重大进展。
安提基西拉机制是希腊人制造的。他们对艺术、哲学和建筑的贡献是众所周知的,但他们的技术进步可能令人惊讶。该设备至少有30个档位,可能多达50或60个。西塞罗(公元前106-43年)提到过类似的设备,而这项技术属于数学家阿基米德(公元前287-212年)。和其他天文学家(公元前190-120年)。这个机制注意到的第一次可能的日食似乎是指公元前205年的日期,所以有人认为这个装置比这个更早。显然,在爱琴海发现的机器是多年发展的结果,可能在建造之前就已经成为大型原型机的微缩版。
功能
这种机制具有突出的能力。它可以显示月球周期,预测日食和月食,显示太阳、月亮和五颗已知行星的位置。它甚至每四年参加一次体育比赛。卡迪夫大学的迈克埃德蒙兹称这一发现"比蒙娜丽莎更有价值"。根据托尼弗雷泽的说法,这种机制"扰乱了我们对古希腊人能力的所有思考。它改写了科技的历史。"
数学方面有一些调查。该装置的目的是利用周期关系计算天文,关键在于交互式齿轮的智能设计和制造。齿轮上的齿数与从巴比伦人那里获得的知识一致。对这种机制的研究就是对天文学的研究。
一些计算问题是saros周期(约6585.3天,或18年,11天8小时,适合日食),19年Metonik周期,76年Kalipi周期和54年exemox周期。美国宇航局以现代精度提供了萨拉斯循环的清晰总结。这是三个月球轨道周期之间的自然和谐:
同义月(从新月到新月)=29.530589天=29d 12h 44m 03s
月距平(近地点到近地点)=27.554550天=27d 13h 18m 33s。
龙年(节点到节点)=27.212221天=27d 05h 05m 36s
萨拉斯循环相当于:
23同义词月=6585.3223天=6585d 07h 43m。
29个异常月=6585.5375天=6585d 12h 54m。
2个月=6585.3575天=6585d 08h 35m。
希腊人非常感谢巴比伦人的大部分宇宙观--,包括天文日记中泥板上描述的日食3354,但他们也向自己的数学家和天文研究人员寻求创新。公元前432年,雅典的梅顿引入了美托尼克循环。美国历法是希腊历法的基础。在这里,我们谈论的是235个农历月,或19年。
月相回到大约同一年的一个时期。校准周期延伸到四个美托尼克周期,或76年(419)。它是公元前330年由卡利普斯提出的,被认为是对美托尼克计算的改进。Exeligmos周期是三重Saros,即54年。这一时期构成了真正的日食重复,或出现具有类似特征的日食。
我们不会在这里计算所有的数字。但值得注意的是
是,有223颗牙齿的齿轮负责计算月亮和太阳的日食。数字19,53,127和223都是素数,并且在计算中起重要作用。该设备甚至使用引脚和插槽机制补偿了行星的本轮和月球的可变运动。为了进一步调查,研究托尼弗雷斯和亚历山大琼斯的"安提基的机制中的宇宙"。您还将受益于计算机历史博物馆关于该主题的视频录制的两个会议。描述
Antikythera机制是一种古老的便携式计算机。它被放置在尺寸为340 mm×180 mm×90 mm的小木箱中。正如弗雷斯所说:"Antikythera机制小巧轻便。他们设法将几乎所有的天文学知识塞进这个小齿轮装置中。这是一个盒子里的"几乎所有东西的理论",与今天的现代笔记本电脑非常相似。"
盒子的正面有两个大表盘。外表盘展示了365天的埃及日历。为了解释一年中有365天没有使用闰年这一事实,只需从表盘上取下销钉并将其移动一个档位(相当于一天)即可。内部表盘显示十二生肖日历,包括十二个天体经度。该装置的前部被认为使用了刻度盘来确定五个已知行星的位置:水星,金星,火星,木星和土星。
计算机的背面包含两个螺旋刻度盘。最上面的一个显示了19年的Metonic日历,分为235个阴历月。内部表盘展示了为期4年的Panhellenic Games和76年的Callippic循环。底部刻度盘显示了基于Saros循环的223个月的预测周期。表盘上的雕文进一步预测了月食和日食,包括一天中的时间甚至可能是光芒四射的颜色。在那个表盘内是exeligmos表盘。Michael Wright演示了该设备使用他自己的Antikythera机制模型。手摇曲柄通过各种日历和周期推进所有表盘。令人惊奇的是,在理论上(允许潜在的齿轮滑移),这台古老的计算机似乎能够计算出Saros,Metonic,Calippic和Exeligmos循环,并以惊人的准确度进行其他测定。
如果没有像我们这样的现代化便利,天空就会为古代世界的公民展示。跟踪太阳,月亮和星星对他们来说非常重要。他们是一个以地心为中心的宇宙,由亚里士多德和托勒密的天体模型所理解。希腊人的探究者渴望了解他们的世界及其中的一切。月亮阶段告诉他们什么时候种植庄稼,打仗,举行宗教节日或晚上旅行。从远古时代起,夜空引导了古人,现在他们能够通过科学手段预测它。研究员亚历山大琼斯用这样的方式总结道:"这里是希腊天才的高度,伟大而神圣的宇宙,通过机制代表,科学家们希望表明他们的能力之外没有任何数学挑战。"