←  История науки

Исторический форум: история России, всемирная история

»

Как устроен древний калькулятор

Фотография FGH123 FGH123 26.03 2015

Вот такое изделие как антикитерский механизм в Восточной Римской империи ведь должны были по крайне мере до 13 века изготовлять?

 

Если нет, то почему?


Сообщение отредактировал FGH123: 26.03.2015 - 22:16 PM
Ответить

Фотография ddd ddd 14.06 2016

Как устроен древний калькулятор
Ученые прочитали «инструкцию» к механизму Антикитеры
 

bIJ13_j1y50IOYahs1LLWg.jpg

Фото: David Coleman / Alamy / Vida Press

 

9 июня 2016 года в Афинах состоялась презентация расшифрованных и переведенных текстов, выгравированных на древнем астрономическом калькуляторе — так называемом механизме Антикитеры. Вопреки ожиданиям, на бронзовых пластинах, датируемых II—I веками до н. э., оказались не столько рекомендации по использованию устройства, сколько рассуждения общего свойства об устройстве наблюдаемого неба. По просьбе «Медузы» журналистка Юлия Штутина рассказывает подробности этой истории. 

Результаты прочтения текстов механизма будут опубликованы в специальном номере междисциплинарного журнала Almagest, издаваемого в Афинах. Презентация текстов — часть подготовки к выставке «Одиссей», которая откроется в Национальном археологическом музее в греческой столице осенью 2016 года. Антикитерский механизм будет одним из самых значительных ее экспонатов.
 

Не имеющий аналогов механизм был найден в 1901 году во время обследования античного корабля, затонувшего возле острова Антикитера (примерно на полдороге между южной оконечностью Пелопоннеса и северо-западным побережьем Крита). По сравнению с бронзовыми и мраморными статуями, поднятыми с места кораблекрушения, механизм выглядел непрезентабельно: он представлял собой ком слипшихся и глубоко корродировавших бронзовых деталей. Собственно, и детали увидели не сразу и случайно: в одном месте ком треснул, и на сломе обнажились зубья маленькой шестеренки. 

Всерьез находкой стали заниматься уже во второй половине XX века, задействовав по очереди весь арсенал новейших технических средств по мере их усовершенствования — от рентгена до компьютерной томографии. В последние десять лет изучением механизма занимается объединенная исследовательская группа The Antikythera Mechanism Research Project (AMRP), в которую входят греческие, британские и американские астрономы, археологи, историки и другие специалисты.

Назначение антикитерского механизма удалось узнать довольно давно: это прибор для расчета и демонстрации астрономических явлений: фаз луны, времени восхождения звезд, солнечных и лунных затмений. На уцелевших фрагментах механизма есть надписи, часть из которых удалось прочитать сразу: например, названия месяцев и знаков зодиака. Но большая часть текстов находилась на поверхностях, изъеденных коррозией, и на их чтение ушло десять лет.

j-pmYpGGtC3OVueNRBiVZg.jpg
Презентация расшифрованных текстов, выгравированных на древнем астрономическом калькуляторе (механизм Антикитеры). Афины, 9 июня 2016 года
Фото: Petros Giannakouris / AP / Scanpix / LETA


В интервью журналу The Smithsonian американский участник проекта AMRP Александр Джонс пояснил, что ученым удалось прочитать 3400 знаков, многие из которых едва достигали миллиметра в высоту. Джонс полагает, что всего на инструменте было записано порядка 20 тысяч знаков. Надписи, судя по всему, сделаны двумя людьми, работавшими в одной мастерской. Расчеты для астрономических событий проводились на широте 35° с. ш., так что механизм, скорее всего, был создан не в материковой Греции, которая в основном лежит севернее, и не в Египте, расположенном гораздо южнее, а, например, на острове Родос (36° с. ш.). Если бы удалось доказать родосское происхождение механизма, его можно было бы связать с выдающимися астрономами древности Гиппархом (190-120 гг. до н. э.) и Гемином (I в. до н. э.), работавшими на этом острове. В пользу родосской версии свидетельствует и упоминание на одной из пластин механизма игр в честь бога Гелиоса, проводившихся на Родосе. Интересно, что среди событий, перечисляемых в текстах механизма, упомянуты и игры в честь Зевса, устраивавшиеся в Додоне, на северо-западе Греции: не исключено, что заказчик мог быть оттуда родом.

Самый большой сюрприз исследователям преподнесли надписи, описывающие различные затмения. Автор текста сопроводил их описанием ветров, а также красок неба и светил. Астрономического и прогностического смысла эти наблюдения не имеют, зато они соответствуют задачам «большой астрологии», то есть предсказаниям по светилам судеб стран и народов. Греки позаимствовали эту идею у древних вавилонян и развивали ее в эллинистическую эпоху. По мнению Александра Джонса, ко времени создания механизма Антикитеры греки начали «замещать астрономию расчетами и предсказаниями… Теория пришла на смену наблюдениям». В заключительном комментарии к публикации вновь прочитанных текстов авторы пишут, что инструмент хорошо иллюстрирует «эллинистическую космологию, в которой переплетены астрономия, метеорология и гадание по светилам».

Исследователей механизма удивило еще одно обстоятельство: надписи на задней панели инструмента не содержат инструкций для оператора, они описывают то, что зритель должен увидеть. И это должен быть подготовленный зритель, хорошо представляющий себе, к примеру, астрономические циклы. Кем был этот зритель? Был ли он жрецом, учителем или богатым покровителем наук и искусств? Ответа на этот вопрос ни у кого нет.

До сих пор не решен и другой вопрос: кто и куда вез механизм Антикитеры на злополучном корабле, затонувшем, скорее всего, в первой половине I века до н. э.? Широкая датировка дается из-за обилия разновозрастных предметов, поднятых из трюма корабля: так, одна из бронзовых статуй датируется началом IV века до н. э., некоторые хозяйственные предметы — началом I века до н. э., самая поздняя монета — 70-60 гг. до н. э. Инструмент при этом был наверняка старше — первая половина II века до н. э. Есть предположение, что корабль вез трофеи из Греции в Рим для Суллы или Цезаря.

Исследователи не перестают надеяться, что недостающие фрагменты механизма все еще лежат на морском дне. В 2016 году состоится очередной сезон подводных раскопок на месте крушения, и, может быть, что-то удастся найти. Но если этого не произойдет, астрономический калькулятор останется единственным в своем роде памятником античной технологии и науки — и иллюстрацией того, как нелинейно развивались эти области знания.

Юлия Штутина, meduza

Ответить

Фотография stan4420 stan4420 19.06 2016

удалось прочитать 3400 знаков, многие из которых едва достигали миллиметра в высоту

-и как же они сохранялись в воде столько веков?????

Ответить

Фотография ddd ddd 20.06 2016

материал неорганический

Ответить

Фотография Castle Castle 20.06 2016

Неудивительно, что устройство такого сложного механизма было забыто со временем.  Куда более простой кривошипно-шатунный привод токарного станка греческого мастера Феодора тоже был забыт и все средние века использовался лучковый привод.

Токарный станк Феодора.jpg

Ответить

Фотография ddd ddd 28.03 2021

Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма
17 марта 2021

680988042.jpg
Tony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021


Ученые выяснили устройство системы зубчатых колес в передней части Антикитерского механизма — античного прибора для расчета движения небесных тел, найденного более века назад среди остатков кораблекрушения в Ионическом море. Определив, как производился расчет соотношения между синодическими периодами планет и продолжительностью земного года, исследователи построили компьютерную модель, которая демонстрирует взаимосвязь деталей и работу механизма. Об этом сообщает статья в Scientific Reports.

Антикитерский механизм был обнаружен греческим археологом Валериосом Стаисом (Valerios Stais) в 1902 году при изучении находок, поднятых с места крушения римского судна у берегов острова Андикитира (Антикитера). Поврежденные коррозией и покрытые морскими отложениями бронзовые предметы первоначально считались обломками статуи, но при осмотре Стаис опознал в них остатки механизма. По этим фрагментам, а также по сохранившимся надписям, представляющим собой отрывки из парапегмы — древнегреческого календаря — ученые идентифицировали находку как астрономический прибор.

От механизма сохранилось 82 обломка разной величины, в том числе фрагменты 30 шестерней. В середине XX века впервые было проведено их рентгеноскопическое исследование, и ученые получили представление о взаимосвязи деталей внутри прибора, смогли реконструировать его внешний вид и произвести приблизительную датировку. К настоящему времени установлено, что механизм размерами около 33,0×18,0×9,0 сантиметра содержал сложную систему зубчатых колес с ручным приводом; на передней и задней панелях располагались циферблаты со стрелками и шкалами. Корпус был, по-видимому, деревянным, детали выполнены из бронзовых сплавов. Панели с циферблатами были покрыты бронзовыми пластинами с текстом, особенности которого позволили датировать прибор приблизительно концом II века до нашей эры. Этот текст содержал инструкцию по использованию Антикитерского механизма.

Cosmos-Fragments-With-Evidence.jpg
Части Антикитерского механизма, использованные в исследовании: обломки механизма переднего циферблата; фрагменты текста с передней панели и крышки; фрагменты текста на задней крышкеTony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021


В 2006 году ученые реконструировали устройство части прибора, управляющей движением стрелок на двух циферблатах со спиральными шкалами, располагавшихся на задней панели. Верхний циферблат отображал лунно-солнечные циклы Метона и Калиппа, согласовывавшие продолжительность лунных месяцев с солнечным годом. Нижний циферблат включал цикл затмений сароса из 223 лунных месяцев и дополнительную круговую шкалу с утроенным периодом сароса — так называемый экселигмос, который был удобен тем, что содержал целое число дней. Эти циферблаты служили для вычисления дат лунных и солнечных затмений и панэллинских празднеств, таких как Олимпийские, Пифийские, Немейские и Истмийские игры. Также они позволяют рассчитывать время проведения игр в Додоне и на острове Родос, который считается наиболее вероятным местом изготовления Антикитерского механизма.
Между тем подробная реконструкция передней части механизма и управляемого ей циферблата долгое время были затруднены из-за сильных повреждений. В 2018 году рентгеновская томография, проведенная по усовершенствованной методике, позволила уточнить конфигурацию некоторых деталей и прочесть надписи, ранее не поддававшиеся интерпретации.

maquinapenult.jpg
Надписи на Антикитерском механизме. (a) Передняя сторона: текст на фрагментах бронзовой крышки и реконструкция панели с циферблатом. Задняя сторона: реконструкция панели с циферблатами и фрагменты крышки с текстом; ( B) Надпись на передней крышке с числами 462 для Венеры и 442 для Сатурна; © Надпись на задней крышке: фрагмент инструкции с описанием системы планет на передней панели прибораTony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021

Полученные данные проанализировала группа исследователей из Университетского колледжа Лондона во главе с Тони Фритом (Tony Freeth). При расшифровке надписей, которые были нанесены на бронзовое покрытие передней панели и описывали параметры синодических циклов планет, ученые идентифицировали прежде не встречавшиеся числа. В фрагменте текста, посвященном расчету движения Венеры, присутствовало число 462, а отрывок о движении Сатурна содержал число 442. Исследователи предположили, что каждое из них было частью цикла, связывающего синодический период планеты, то есть время между двумя ее последовательными соединениями с Солнцем, с длительностью земного года.

d78f0a98-96f9-4062-9e21-ed32d41147eb.jpe
Нахождение соотношений между синодическими периодами планет и продолжительностью земного года с помощью метода, описанного в диалоге Платона «Парменид»Tony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021


5u4-_18vpjbyn2weibyrxdpxwzq.jpeg
Расчет числа зубьев шестерней для демонстрации движения небесных тел на переднем циферблатеTony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021


Наиболее простым примером такого соотношения может служить восьмилетний цикл, в течение которого Венера проходит пять синодических периодов приблизительно по 584 дня. Однако этот цикл неточен, и уже астрономам Древнего Вавилона было известно другое соотношение: 720 синодических периодов Венеры за 1151 год. По-видимому, вавилоняне получили это соотношение математически, исходя из наблюдаемых ошибок, которые дает восьмилетний цикл.

Но этот длительный цикл, известный и астрономам эллинистической эпохи, невозможно было реализовать механическим способом а Антикитерском механизме, так число 1151 — простое, и создателям прибора потребовалась бы шестерня с 1151 зубом. Но, как выяснили Фрит с коллегами, авторы механизма нашли для цикла Венеры другое соотношение: 289 синодических периодов за 462 года. Оба числа раскладываются на простые множители, что позволило использовать компактные шестерни с разумным количеством зубьев. Одна из этих шестерней с 63 зубьями уцелела и была обнаружена микрофокусной рентгеновской томографией.

tinvjkx6zrbzbnrrk3bufegld2g.jpeg
Реконструкция основного конструктивного элемента зубчатого механизма. Главное ведущее колесо имеет четыре спицы с отверстиями и жестко соединено с 63-зубой шестерней, а также с прямоугольной и круглой пластинамиTony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021


5%D0%B9.jpg
Реконструкция элементов зубчатого механизма для Солнца (a), узлов лунной орбиты с драконическим указателем ( B), Венеры © и Меркурия (d)Tony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021


Аналогично, число 442 в описании движения Сатурна оказалось количеством земных лет, необходимых для полного прохождения 427 синодических периодов. Ученые предположили, что для вычисления циклов античные астрономы пользовались приемом, описанным в диалоге Платона «Парменид». Пусть рациональные числа p/q и r/s представляют собой заниженную и завышенную оценку некоторой величины и удовлетворяют условию p/q < θ < r/s. Тогда первая аппроксимация между ними будет иметь вид (p + r) / (q + s). Полагая, что она занижена, ее объединяют с завышенной оценкой и получают более точную комбинацию (p + 2r) / (q + 2s), приближаясь таким образом к θ.

Antikythera-2.jpg
a – e: реконструкция деталей зубчатого механизма для отображения движения верхних планет (Марса, Юпитера и Сатурна); f – модель, показывающая последовательность всех элементов механизмаTony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021


Рассчитав с помощью этого метода циклы других планет, входивших в античную геоцентрическую систему, исследователи реконструировали устройство зубчатых передач, с помощью которых на переднем циферблате отображалось движение небесных тел.

cosmos_display_1.jpg
Реконструкция переднего циферблата Антикитерского механизма. В центре – Земля, далее от центра к краям: Луна с обозначением фаз и стрелкой, указывающей дни на зодиакальной шкале; Меркурий, Венера, Солнце с указателем дня на зодиакальной шкале; Марс; Юпитер; Сатурн; зодиакальная шкала; шкала египетского солнечного календаря. Длинная стрелка – гипотетический драконический указатель; острие стрелки указывает восходящий узел лунной орбиты, хвост – нисходящий узелTony Freeth et al. / Scientific Reports, 2021


Опираясь на фрагменты текста на задней панели, а также на более поздние (с VII по XVI век) изображения космоса в геоцентрической системе, Фрит и его коллеги предположили, что движение планет на циферблате передней панели отображалось с помощью вращающихся концентрических колец, а не стрелок. Положение небесного тела могло маркироваться инкрустацией из полудрагоценного цветного камня, на что косвенно указывает позднеантичная традиция, нашедшая отражение в астрологических папирусах. Реконструкция предусматривает существование стрелок лишь для Солнца и Луны для указания дней лунно-солнечного календаря, а также гипотетический «драконический указатель», отмечающий восходящий и нисходящий узлы лунной орбиты.



Компьютерная модель показывает, что передняя часть Антикитерского механизма позволяла рассчитывать эклиптические долготы небесных тел, фазы Луны и синодические фазы планет. Авторы признают, что модель пока не подтверждается достаточным количеством сохранившихся в обломках механизма свидетельств. Однако строгое ограничение на количество вариантов конструкции, которое обнаружилось при расчете планетных циклов, может говорить в пользу предложенной модели античного астрономического калькулятора, дополнившей проведенную ранее реконструкцию его задней панели.

Ранее ученые обнаружили в астрономических клинописных табличках IV–I веков до нашей эры из Вавилона вычисления с использованием метода, который впоследствии стал одной из основ математического анализа, а также сообщили о новых находках на месте Антикитерского кораблекрушения.

Винера Андреева, /nplus1.ru/s/news/2021/03/17/gears-of-antikythera-mechanism
Ответить

Фотография FGH123 FGH123 28.03 2021

Мне вот интересно, куда это потом все делось?

 

Почему во времена уже Римской империи нет упоминания о таких механизмах?

Ответить

Фотография BKR BKR 28.03 2021

Мне вот интересно, куда это потом все делось?

Почему во времена уже Римской империи нет упоминания о таких механизмах?

Может потому, что римская система счета плохо поддавалась такой "механизации"?
Ответить

Фотография Gurga Gurga 28.03 2021

Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма

Интересно, с помощью механизма можно было ориентироваться, помогал ли он навигации? 

Ответить