18.12.2006. - Шестеренки из будущего

Шестеренки из будущего

Тигран Оганесян

Древние греки были не только прекрасными астрономами, но и блестящими инженерами. Им удалось создать во II веке до н. э. сложнейший механизм, воспроизводящий движение небесных тел с ньютоновской точностью

Иллюстрация: Константин Батынков

Водин из весенних дней 1900 года греческий ловец губок Элиас Стадиатос обнаружил на 43?метровой глубине вблизи маленького острова Антикитера обломки затонувшего древнего корабля. Местные власти, узнав от Стадиатоса о находке, организовали группу ныряльщиков из десяти человек для поднятия на поверхность предполагаемых античных реликтов. В ходе десятимесячной работы один из ныряльщиков погиб, а двое стали калеками.

Наградой же за их героизм стали разнообразные бронзовые и мраморные статуэтки, амфоры, золотые украшения, серебряные вазы, монеты и другие предметы, датированные предположительно I веком до н. э. Все находки были отправлены для дальнейшего изучения в Афинский музей национальной истории.

В мае 1902 года археолог Валериос Стаис, сортируя антикитерскую коллекцию, наткнулся на странный предмет из бронзы, внешне сильно напоминавший элемент часового механизма (позднее было обнаружено несколько десятков более мелких непонятных бронзовых фрагментов). Стаис предположил, что этот бронзовый реликт — часть некоего астрономического прибора древних греков, и написал об этом в один из научных журналов. Версия Стаиса была встречена его коллегами в штыки: о существовании в античности чего-либо, хотя бы отдаленно напоминающего астрономические часы, науке было совершенно не известно. Один из критиков гипотезы Стаиса писал: «Известные нам из многочисленных письменных источников научные приборы древних греков, безусловно, свидетельствуют в пользу того, что их авторы обладали немалой математической изобретательностью, но чисто механическое исполнение всех этих приборов было весьма примитивным (по нынешним меркам). Да, древние греки имели общее представление о зубчатой передаче, но ее практическое применение ограничивалось лишь самыми простыми механизмами».

О таинственном предмете надолго забыли и вспомнили лишь в конце 1950?х. Британский историк науки Дерек де Солла Прайс, работавший в Йельском университете, первым систематически исследовал антикитерский механизм, а точнее, 82 покрытых толстым слоем ржавчины бронзовых фрагмента, когда-то составлявших единое целое. В июне 1959 года Прайс опубликовал в журнале Scientific American статью под интригующим названием «Древнегреческий компьютер», в которой антикитерская находка названа «самым совершенным механизмом, созданным учеными и технологами античного мира».

Фрагмент лунного циферблата :: Фото: Rjen Van De Weijgaert

С момента этой публикации прошло почти полвека, однако объяснить, что же на самом деле представлял собой загадочный прибор, удалось лишь недавно. С помощью новейших технологий (трехмерной рентгеновской компьютерной томографии и сканирования с высоким разрешением поверхностных слоев различных фрагментов) ученым удалось почти полностью восстановить текст на обломках, содержащий около двух тысяч букв, и реконструировать большинство недостающих деталей.

В журнале Nature 30 ноября 2006 года была опубликована целая серия статей исследователей антикитерского механизма из Великобритании, Греции и США, объединивших свои усилия в рамках специального проекта (Antikythera Mechanism Research Project). Авторы публикаций пришли к выводу, что античное устройство объединяло в себе сложнейший комплекс различных астрономических приспособлений, предназначенных для высокоточного определения во времени положения на небе Солнца, Луны и пяти видимых невооруженным глазом планет Солнечной системы, а также расчетов сроков лунных и солнечных затмений. Этот воплощенный в бронзе многофункциональный механизм помещался в деревянном корпусе с размерами 31,5 x 19 см и толщиной примерно в 10 см. Возможно, прибор был вершиной научно-технической мысли и астрономических знаний античных ученых. Во всяком случае, создать что-либо подобное человечество смогло лишь более чем через полтора тысячелетия.

Время и создатели

Группа исследователей из Antikythera Mechanism Research Project (руководство этим проектом в настоящее время осуществляют два британца из Университета Кардиффа, астроном Майк Эдмундс и математик Тони Фрит) уточнила время создания антикитерского механизма — между 150?м и 100 годами до н. э.

В более ранних исследованиях прибор датировался 80?ми годами до н. э. Эта оценка базировалась прежде всего на сопутствующих артефактах, обнаруженных в затонувшем судне знаменитым французским подводником Жаком Ивом Кусто в 70?х годов (Кусто обнаружил монеты, отчеканенные в середине 80?х годов до н. э.). Перевозивший антикитерский механизм корабль вышел с грузом различных предметов роскоши, вероятно, с Родоса, богатого торгового порта того времени, — об этом косвенно свидетельствуют обнаруженные на дне моря вазы, изготовленные в родосском стиле. А помимо того, что Родос был одним из центров торговли античного Средиземноморья, он также являлся признанным центром древнегреческой астрономии II–I веков до н. э.

Этой научной славой остров прежде всего обязан величайшему астроному Древней Греции и всего античного мира Гиппарху Никейскому (190–125/120 года до н. э.), который основную часть своей жизни провел на Родосе (см. «Гиппарх из Никеи»).

После смерти астронома один из его последователей — философ Посидоний основал на Родосе астрономическую школу, продолжившую традиции Гиппарха. По мнению Эдмундса и Фрита, либо сам Посидоний, либо кто-то из его ближайших соратников, скорее всего, и был идеологом создания антикитерского механизма. А другой исследователь этого античного прибора — голландец Филипп Коппенс полагает, что наиболее подходящим кандидатом на эту почетную роль был стоик Геминий (135–51 годы до н. э.), один из учеников Посидония.

Косвенным подтверждением такой версии служит одна из работ знаменитого римского оратора, писателя и политика I века до н. э. Цицерона, который прожил некоторое время на Родосе и был хорошо знаком с Посидонием. В этой работе (De Re Publica) Цицерон упоминает об «инструменте, недавно созданном Посидонием, который позволяет при каждом своем обороте в точности воспроизводить каждодневные движения на небе Солнца, Луны и пяти планет».

Наконец, еще одно важное уточнение, позволяющее с большой долей вероятности утверждать, что вдохновителем конструкторов был великий Гиппарх Никейский, было сделано группой Эдмундса и Фрита при трехмерном анализе фрагментов прибора. Эдмундс и Фрит пришли к выводу, что одной из составных частей этого многофункционального инструмента был сложнейший лунный циферблат, который позволял учитывать неравномерность орбитального движения нашего спутника (Луна обращается не по кругу, а по эллипсу). Для этого создатели антикитерского механизма сделали особую зубчатую шестеренку со смещенным центром вращения, которая при контакте с другой шестеренкой периодически замедлялась или ускорялась (моделируя соответствующее положение Луны относительно Земли). Именно Гиппарх первым выявил эту «лунную особенность» и с ее учетом пересчитал траекторию движения Луны (подробнее об этом см. «Гиппарх из Никеи»).

Античный хайтек

Как же выглядел антикитерский механизм? Согласно последней реконструкции Эдмундса и Фрита, он состоял из 37 зубчатых бронзовых колес (шестеренок). Главным элементом передней панели был астрономический календарь-циферблат, отсчитывающий привычные для нас 365 дней и раз в четыре года делавший високосную поправку в один день. Причем помимо «базового» календаря-циферблата, следовавшего египетскому календарю, конструкторы механизма также сделали отдельные колеса, отсчитывающие дни согласно другим календарным системам — в частности, по метонскому циклу, циклу Каллиппа, расчетам продолжительности четырех лунных месяцев (подробнее об этих циклах и месяцах см. «Гиппарх из Никеи»).

На этой панели были отмечены все знаки античного Зодиака (звезды и созвездия «небесной сферы») и при помощи отдельных шестеренок показывались ежегодные траектории движения Солнца, Луны и пяти видимых планет (Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна) относительно зодиакальных созвездий. Два верхних зубчатых колеса на задней панели использовались создателями антикитерского механизма для предсказания солнечных и лунных затмений: как было известно еще задолго до Гиппарха, каждые 18 лет и 10,3 дня (примерно 223 лунных месяца) — период, называемый саросом, или саросским циклом, — солнечное или лунное затмение повторяется. Наконец, нижние задние шестеренки служили для уже упоминавшейся выше точной корректировки расчетов движения Луны.

Главный фрагмент антикерийского механизма, натолкнувший археологов на мысль об астрономическом приборе :: Фото: Rjen Van De Weijgaert

Столь сложная конструкция представляется сегодня чуть ли не продуктом инопланетной цивилизации. Чего только стоит, скажем, шестеренка, использовавшаяся для саросского цикла, которая насчитывала 223 зубца! Очевидно, что для создания подобного хайтек-изделия помимо сложнейших теоретических расчетов требовались поистине титаническая ручная работа по выпиливанию всех этих зубчатых колес и соблюдение потрясающей точности расположения многочисленных шестеренок.

Скорее всего, антикитерский механизм был уникальным явлением. Один из ведущих российских специалистов по истории античной астрономии Геннадий Куртик отмечает, что «в различных дошедших до нас письменных источниках (прежде всего тринадцатитомном “Альмагесте” Птолемея) нигде не упоминается о существовании подобных сложных астрономических приборов». Единственным «свидетелем защиты», по сути, пока остается Марк Туллий Цицерон, но его упоминания о «чудесных астрономических приборах» все-таки не более чем записки непрофессионала.

В своей статье в журнале Nature Майк Эдмундс задает целую серию вопросов, четкие ответы на которые пока не может дать никто из многочисленных исследователей антикитерского механизма: когда, кем, для кого и для каких практических надобностей был сделан этот прибор? Какие технологии использовались для его создания? Что еще наподобие этого прибора могли изобрести древние греки? Добавим и еще один: почему столь совершенные научные механизмы эллинистической цивилизации в дальнейшем были почти забыты, и человечеству пришлось заново изобретать астролябию и прочие астрономические (и не только астрономические) приборы?

Как с горечью отмечает в своей статье в Nature редактор новостного отдела Джо Мерчант, «в Афинском музее национальной истории хранится всего десять бронзовых древнегреческих статуй, причем девять из них уцелели лишь благодаря кораблекрушениям. Остальное наследие античности пошло на переплавку». Пресловутая Атлантида действительно существовала, просто мы искали ее не там, где она была на самом деле.

http://www.expert.ru/printissues/expert/2006/47/shesterenki_iz_buduschego/ 15.12.2006