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安蒂基西拉机器 二千年前的天文计算机
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安蒂基西拉机器
二千年前的天文计算机
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安蒂基西拉机器复原模型。(法新社)
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文 ◎ 方洪
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据11月30日《自然》杂志报导,英国和希腊科学家用先进的当代技术,对2000
多年前的古代机械装置的残留部份进行研究,认为它是一用于预测日蚀和月
蚀、计算天文周期的古代计算机。
这部古代机械装置就是一百多年前从海底沉船中打捞出来的安蒂基西拉
(Antikythera)机器,而对它的研究已经超过半个世纪。
关于安蒂基西拉机器确切功能的研究还在进行。然而,也有一些专家认为,
研究机器本身的细节并不是关键,重要的是,我们从中更加了解了2000年前的那
个文明。当时人们的生活、思考方式,以及他们所关心的问题,或许与我们今天
所猜测的有很大的不同。
显而易见的是,古人对天体运行的规律十分感兴趣,并投入大量精力研究。
遍观从欧洲、亚洲到美洲的主要古代文明,莫不如此。
一百多年的老话题
1 9 0 0 年复活节前的某
一天, 一个名叫斯塔蒂阿
托思( E l i a s S t a d i a t o s )的
希腊潜水员到安蒂基西拉
(Antikythera)岛附近采集海
绵时,在42米深的海底发现了
一艘古罗马货船的残骸。当时
这名潜水员仅仅打捞了几座雕
像和工艺品。
大约两年后, 1 9 0 2 的5
月7 日, 考古学家斯达伊思
(Valerios Stais)注意到从沉
船处打捞的一个石块内嵌着一
个齿轮。进一步的检查确定这
是一个机械装置,在沉船事故
中,它碎裂后留在了海底,经
历了漫长岁月已遭严重腐蚀。
这个机械装置目前包括3个主
要部件和一系列的碎片。
继最初的打捞后,人们又
打捞了81个碎片,其中包括30
个手工制作的齿轮,其中最大
的一个碎片带有27个齿。科学
家们认为,整个装置的原件只
有9厘米厚、17厘米宽、33厘
米高,由青铜制作,并且镶在
一个木框里。另外,装置的表
面还刻着文字,共有2000多个
字符。
现在人们将这个装置称为
安蒂基西拉机器(Antikythera
mechanism),并对它持续进行
了几十年的清理工作。
直到1 9 5 1年,英国科学
史学家普莱斯(Derek Solla
Price)才首先开始对安蒂基西
拉机器进行系统的研究。从那
时起,相关研究已经持续了半
个世纪, 而且至今仍在进行
中。1959年,普莱斯在《科学
美国人》杂志撰文指出,安蒂
基西拉机器是个用来计算恒星
与行星运动的装置。如果是这
样,这个装置就成了人们知道
的最早的模拟计算机。就当时
而言,人们普遍相信,安蒂基
西拉机器可能是一个希腊星
盘。
1 9 7 1 年, 普莱斯联合
希腊核物理学家卡拉卡洛斯
(Charalampos Karakalos),
运用迦玛射线和X射线技术,
研究安蒂基西拉机器的内部结
构。1974年,普莱斯发表文章
指出,安蒂基西拉机器是“来
自公元前80年代的希腊历法计
算机”。据最新的研究,至少
证实了关于历法计算机的结
论。
普莱斯的工作提供了最早
的复原安蒂基西拉机器的理论
模型。
在相当长的时间里, 普
莱斯的模型一直是各项复原工
作的基础。直到后来,经英国
人莱特(Michael Wright)的努
力,才使得人们对安蒂基西拉
机器的了解,更深入了一层。
莱特是英国伦敦帝国学
院科学博物馆机械工程部的馆
长。他与澳大利亚的罗姆利合
作,设计建造了新的线性层面
X射线照相设备,对安蒂基西
拉机器的内部构造,进行了三
维解析描述。在2002至2005年
间,莱特建造了全新的安蒂基
西拉机器复原模型。
在新模型中,后面的两个
表盘的作用与以往不同,前面
的表盘则具有更精巧的功能。
可惜的是,在原件残骸中,前
面表盘下方的部件在岁月推移
中遗失了,也就无法直接证实
莱特的模型。莱特认为,安蒂
基西拉机器是个非常完善精巧
的太阳系仪,但是他也认为对
机器细节的研究并非最重要,
关键是,这一发现证实了过去
只有在文献中才能了解的东
西,也使我们得以亲见古代希
腊的天文传统。
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左图:英国和希腊科学家对安蒂基西拉机器进行研究。安蒂基西拉(Antikythera)中图:X射线影像右图:机器原件(法新社)
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科学家叹为观止
和其他古代文明一样,
希腊人也很注重天文观察和研
究。遗憾的是,我们往往只能
通过先人留下的文字描述,了
解当时的天文学成就。例如公
元前一世纪古罗马学者和演讲
家西塞罗曾经讲到:“我们的
朋友波塞冬尼斯最近制作了一
台仪器,当转动的时候,就可
以同步描述太阳、月亮和5颗
行星的位置。”类似的描述也
出现在其他人的记述中。
安蒂基西拉机器是不是就
是西塞罗谈到的仪器?虽然不
能下结论,但是古希腊人制造
精密仪器的传统还是从中得到
了证实。更后来的西方钟表制
作很可能也承袭了这一传统和
技巧。
由于对安蒂基西拉机器
的研究还在进行中, 很多功
能还只是推测。学者们普遍相
信,安蒂基西拉机器和类似的
装置在当时的希腊不止一台,
很可能在日常生活中被广泛应
用。潜在的用途包括一年365
天日历、预测日蚀月蚀、作为
用来显示星座的星象仪、太阳
系行星位置仪、测量不规则月
动等。在与天时密切相关的领
域,如农业和宗教活动中,它
也可能也有重要用途,另外也
可能用于教学和航海。
据1 1月3 0日《自然》杂
志报导,运用非介入性影像技
术,如三维X射线造影等,英
国和希腊的研究人员对装置的
内部精细结构作了研究。据研
究人员描述,其主体结构是位
于装置前部中央的一个表盘,
上面刻着希腊天文黄道带和埃
及历。在装置的后方,还有额
外的两个表盘,用于显示月亮
周期和月蚀规律。
科学家对这个2 0 0 0年前
的装置的设计叹为观止。比
如,由于月亮的轨道并非完全
圆形,所以月亮某些时候在空
中运行的速度可能比其他一些
时候快一些。该装置用了一种
“别槽”机制连接两个不同的
齿轮,从而使得齿轮在运作中
可以根据需要调整。
希腊亚里士多德大学的塞
拉达基斯(John Seiradakis)
教授甚至说,这一装置在技术
发展中的地位,不亚于雅典卫
城对于建筑学的意义。
研究人员还破译了更多的
字符,从而使可阅读文字增加
了一倍,达到2000个。依据该
装置的结构,科学家们猜测,
刻在安蒂基西拉机器表面的文
字可能与该装置展示行星运行
的功能有关。
英国威尔斯卡地夫
大学天文学家艾德蒙兹
(Mike Edmunds)表示,文字
中提到“金星”、“留点
(stationary)”等词汇,这可
能说明他们在观测天体的逆
行。“我认为它展示了水星和
金星,而别的研究人员相信,
它还可能用来展示许多其他的
行星。”
莱特就是持这种观点的人
之一,他的复原模型中有72个
轮齿,可以描述当时知道的5
颗行星。在他的复原模型中,
装置前面有一个带有锭子的轴
承,整个装置可以用来描述火
星、木星和土星的运行。这种
模型无疑与2000年前西塞罗记
述的仪器十分吻合。
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据11月30日《自然》杂志报导,英国和希腊科学家用先进的当代技术,对2000
多年前的古代机械装置的残留部份进行研究,认为它是一用于预测日蚀和月
蚀、计算天文周期的古代计算机。
这部古代机械装置就是一百多年前从海底沉船中打捞出来的安蒂基西拉
(Antikythera)机器,而对它的研究已经超过半个世纪。
关于安蒂基西拉机器确切功能的研究还在进行。然而,也有一些专家认为,
研究机器本身的细节并不是关键,重要的是,我们从中更加了解了2000年前的那
个文明。当时人们的生活、思考方式,以及他们所关心的问题,或许与我们今天
所猜测的有很大的不同。
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