安蒂基西拉機器二千年前的天文計算機

據11月30日《自然》雜誌報導，英國和希臘科學家用先進的當代技術，對2000 多年前的古代機械裝置的殘留部份進行研究，認為它是一用於預測日蝕和月蝕、計算天文週期的古代計算機。

這部古代機械裝置就是一百多年前從海底沉船中打撈出來的安蒂基西拉 (Antikythera)機器，而對它的研究已經超過半個世紀。

關於安蒂基西拉機器確切功能的研究還在進行。

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安蒂基西拉機器
二千年前的天文計算機

安蒂基西拉機器復原模型。(法新社)

文 ◎ 方洪

據11月30日《自然》雜誌報導，英國和希臘科學家用先進的當代技術，對2000 多年前的古代機械裝置的殘留部份進行研究，認為它是一用於預測日蝕和月蝕、計算天文週期的古代計算機。

這部古代機械裝置就是一百多年前從海底沉船中打撈出來的安蒂基西拉 (Antikythera)機器，而對它的研究已經超過半個世紀。

關於安蒂基西拉機器確切功能的研究還在進行。然而，也有一些專家認為，研究機器本身的細節並不是關鍵，重要的是，我們從中更加瞭解了2000年前的那個文明。當時人們的生活、思考方式，以及他們所關心的問題，或許與我們今天所猜測的有很大的不同。

顯而易見的是，古人對天體運行的規律十分感興趣，並投入大量精力研究。

遍觀從歐洲、亞洲到美洲的主要古代文明，莫不如此。

一百多年的老話題

1 9 0 0 年復活節前的某一天，一個名叫斯塔蒂阿托思( E l i a s S t a d i a t o s )的希臘潛水員到安蒂基西拉 (Antikythera)島附近採集海綿時，在42米深的海底發現了一艘古羅馬貨船的殘骸。當時這名潛水員僅僅打撈了幾座雕像和工藝品。

大約兩年後， 1 9 0 2 的5 月7 日，考古學家斯達伊思 (Valerios Stais)注意到從沉船處打撈的一個石塊內嵌著一個齒輪。進一步的檢查確定這是一個機械裝置，在沉船事故中，它碎裂後留在了海底，經歷了漫長歲月已遭嚴重腐蝕。

這個機械裝置目前包括3個主要部件和一系列的碎片。

繼最初的打撈後，人們又打撈了81個碎片，其中包括30 個手工製作的齒輪，其中最大的一個碎片帶有27個齒。科學家們認為，整個裝置的原件只有9厘米厚、17厘米寬、33厘米高，由青銅製作，並且鑲在一個木框裡。另外，裝置的表面還刻著文字，共有2000多個字符。

現在人們將這個裝置稱為安蒂基西拉機器(Antikythera mechanism)，並對它持續進行了幾十年的清理工作。

直到1 9 5 1年，英國科學史學家普萊斯(Derek Solla Price)才首先開始對安蒂基西拉機器進行系統的研究。從那時起，相關研究已經持續了半個世紀，而且至今仍在進行中。1959年，普萊斯在《科學美國人》雜誌撰文指出，安蒂基西拉機器是個用來計算恆星與行星運動的裝置。如果是這樣，這個裝置就成了人們知道的最早的模擬計算機。就當時而言，人們普遍相信，安蒂基西拉機器可能是一個希臘星盤。

1 9 7 1 年，普萊斯聯合希臘核物理學家卡拉卡洛斯 (Charalampos Karakalos)，運用迦瑪射線和X射線技術，研究安蒂基西拉機器的內部結構。1974年，普萊斯發表文章指出，安蒂基西拉機器是「來自公元前80年代的希臘曆法計算機」。據最新的研究，至少證實了關於曆法計算機的結論。

普萊斯的工作提供了最早的復原安蒂基西拉機器的理論模型。

在相當長的時間裏，普萊斯的模型一直是各項復原工作的基礎。直到後來，經英國人萊特(Michael Wright)的努力，才使得人們對安蒂基西拉機器的瞭解，更深入了一層。

萊特是英國倫敦帝國學院科學博物館機械工程部的館長。他與澳大利亞的羅姆利合作，設計建造了新的線性層面 X射線照相設備，對安蒂基西拉機器的內部構造，進行了三維解析描述。在2002至2005年間，萊特建造了全新的安蒂基西拉機器復原模型。

在新模型中，後面的兩個表盤的作用與以往不同，前面的表盤則具有更精巧的功能。

可惜的是，在原件殘骸中，前面表盤下方的部件在歲月推移中遺失了，也就無法直接證實萊特的模型。萊特認為，安蒂基西拉機器是個非常完善精巧的太陽系儀，但是他也認為對機器細節的研究並非最重要，關鍵是，這一發現證實了過去只有在文獻中才能瞭解的東西，也使我們得以親見古代希臘的天文傳統。

左圖:英國和希臘科學家對安蒂基西拉機器進行研究。安蒂基西拉(Antikythera)中圖:X射線影像右圖:機器原件(法新社)

科學家嘆為觀止

和其他古代文明一樣，希臘人也很注重天文觀察和研究。遺憾的是，我們往往只能通過先人留下的文字描述，瞭解當時的天文學成就。例如公元前一世紀古羅馬學者和演講家西塞羅曾經講到：「我們的朋友波塞冬尼斯最近製作了一台儀器，當轉動的時候，就可以同步描述太陽、月亮和5顆行星的位置。」類似的描述也出現在其他人的記述中。

安蒂基西拉機器是不是就是西塞羅談到的儀器？雖然不能下結論，但是古希臘人製造精密儀器的傳統還是從中得到了證實。更後來的西方鐘錶製作很可能也承襲了這一傳統和技巧。

由於對安蒂基西拉機器的研究還在進行中，很多功能還只是推測。學者們普遍相信，安蒂基西拉機器和類似的裝置在當時的希臘不止一台，很可能在日常生活中被廣泛應用。潛在的用途包括一年365 天日曆、預測日蝕月蝕、作為用來顯示星座的星象儀、太陽系行星位置儀、測量不規則月動等。在與天時密切相關的領域，如農業和宗教活動中，它也可能也有重要用途，另外也可能用於教學和航海。

據1 1月3 0日《自然》雜誌報導，運用非介入性影像技術，如三維X射線造影等，英國和希臘的研究人員對裝置的內部精細結構作了研究。據研究人員描述，其主體結構是位於裝置前部中央的一個表盤，上面刻著希臘天文黃道帶和埃及曆。在裝置的後方，還有額外的兩個表盤，用於顯示月亮週期和月蝕規律。

科學家對這個2 0 0 0年前的裝置的設計嘆為觀止。比如，由於月亮的軌道並非完全圓形，所以月亮某些時候在空中運行的速度可能比其他一些時候快一些。該裝置用了一種「別槽」機制連接兩個不同的齒輪，從而使得齒輪在運作中可以根據需要調整。

希臘亞里士多德大學的塞拉達基斯(John Seiradakis) 教授甚至說，這一裝置在技術發展中的地位，不亞於雅典衛城對於建築學的意義。

研究人員還破譯了更多的字符，從而使可閱讀文字增加了一倍，達到2000個。依據該裝置的結構，科學家們猜測，刻在安蒂基西拉機器表面的文字可能與該裝置展示行星運行的功能有關。

英國威爾斯卡地夫大學天文學家艾德蒙茲 (Mike Edmunds)表示，文字中提到「金星」、「留點 (stationary)」等詞彙，這可能說明他們在觀測天體的逆行。「我認為它展示了水星和金星，而別的研究人員相信，它還可能用來展示許多其他的行星。」

萊特就是持這種觀點的人之一，他的復原模型中有72個輪齒，可以描述當時知道的5 顆行星。在他的復原模型中，裝置前面有一個帶有錠子的軸承，整個裝置可以用來描述火星、木星和土星的運行。這種模型無疑與2000年前西塞羅記述的儀器十分吻合。

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