Изучая древний Антикитерский механизм

Обнаруженный в начале ХХ века недалеко от Крита высокотехнологичный механизм является одним из аргументов утверждения, что наши учебники по истории в вопросе о развитии человечества содержат множество белых пятен. Игнорировавшееся историками на протяжении десятилетий открытие только сейчас представило миру шокирующие доводы тому, что технологический прогресс нашей цивилизации вовсе не таков, как мы себе его представляли.

В 1900 году греческий ныряльщик за губками Элиас Стадиатос, работая вблизи острова Антикитера, случайно наткнулся на морском дне на остатки судна. Это открытие стало возможным только благодаря счастливому стечению обстоятельств. Ныряние проводилось за два дня до Пасхи при довольно интенсивном волнении. Сильные волны обнажили остатки затонувшего судна около небольшого островка. Остов корабля имел 50 метров длины и находился на глубине 43 метров. Ныряние на такую глубину в те времена без профессионального снаряжения было довольно небезопасным занятием.

Эта находка вызвала интерес у греческих властей. На месте этого кораблекрушения было обнаружено множество ценностей: ящики с монетами, бижутерией и мраморными статуями. Датировка обнаруженных предметов не представила больших трудностей для археологов. Судно затонуло в 1 веке до н.э. во время рейса из Родоса в Рим. Во время подъема этих сокровищ погиб один из десяти ныряльщиков, а двое других поплатились своим здоровьем. Когда в этом месте спустя много лет оказался известный исследователь Кусто, там уже фактически нечего было искать. Практически все что можно было поднято с затонувшего судна греческими властями.

Фрагменты загадочного механизма выставлены в Национальном археологическом музее в Афинах

Но вызвавший столько споров артефакт был обнаружен все же позднее. Во время тщательной сортировки поднятых со дна предметов археолог Валерио Стаис 17 мая 1902 года обратил внимание на покрытые известняком куски бронзы, которые ни к чему не подходили и, на первый взгляд, были похожи на фрагменты неких больших часов. Стаис предположил, что это могло быть древними астрономическими часами, и в свое время даже написал по сему поводу научную работу. Эта публикация не была благожелательно принята греческим археологическим сообществом. Многие обвинили его в обмане, непристойном человеку, занимающем важное положение в музее.

Критики Стаиса просто не могли отвергнуть устоявшееся положение об использовании в Греции солнечных часов. Никто не мог себе даже представить, что в те времена существовали такие сложные механические устройства. Общепринятым было положение, что древние греки, обладавшие большими математическими знаниями, конструировали для научных целей устройства, но при этом механизмам этих устройств была свойственна простота исполнения. Устройства, подобные поднятому со дна Эгейского моря у Антикитеры, были известны грекам в древности, но использование их для столь сложных астрономических вычислений противоречило историческим данным.

Отложенное «под сукно»

Научный парадокс начала ХХ века вел к противоречию: «Греки это могли создать, но, однако, не создали». Можем ли мы ныне признать широко цитируемые в прессе слова Стаиса, что «это наиболее сложный фрагмент научного механизма древности», проявлением научной фантазии, так как это слишком заманчиво, чтобы быть правдой?

Дело антикитерской находки было, как это часто случается, положено «под сукно», чтобы по прошествии времени кто-то смог взглянуть на него более непредвзято. В 1958 году историк Дерек Дж. де Солла Прайс случайно наткнулся на странный артефакт и решил избрать его объектом своего научного исследования, результаты которого позже были опубликованы на страницах научного журнала «Scientific American». Ученый понимал, что он имеет дело с чем-то необычным, что неоднократно звучало в его высказываниях. При участии группы специалистов он инициировал проект по реконструкции данного предмета и установлению его назначения. Д-р Прайс в интервью высказывал свое искреннее удивление и понимание того, что в этом случае приходится иметь дело с беспрецедентной находкой. «Нигде в мире больше не сохранилось ни одного подобного инструмента», - говорил он открыто. «Ничего, что мы могли бы сравнить с ним, нам не известно и из древних письменных источников. Даже наоборот. Все, что мы знаем о науке и технологиях эпохи эллинизма, в целом противоречит существованию столь сложного технического устройства в то время. Обнаружение такого предмета можно сравнить, разве что, с находкой реактивного самолета в гробнице Тутанхамона».

Предварительные результаты исследований д-ра Прайса не оставляли сомнений, что устройство предназначалось для вычисления кратких и длительных астрономических циклов. Это уже само по себе было сенсацией. Общеизвестно, что в европейской цивилизации дифференциальные механизмы появились только в 1575 году в часах Эберхарда Болдуина. Факт древнего происхождение такого устройства был сложным для акцептации научным миром, и д-р Прайс прекрасно понимал последствия подобной датировки. Но время, когда он проводил свои исследования, были достаточно благоприятным для углубленного изучения сути и функций этого механизма.

Астрономические коннотации

Сохранилось как минимум двадцать шестеренок, включая их крепления, размещенные эксцентрично на ободе. Два вращающихся ролика, хорошо сохранившиеся в устройстве, указывали на дифференциальный характер механизма. Отдельные элементы всей конструкции шестерней были изготовлены из одного куска бронзы с низким содержанием меди. Зубчатые колеса были прикреплены с одной стороны к бронзовой пластине. По боковой части корпуса проходил вал, который вращал колеса. Первоначально механизм был заключен в небольшую прямоугольную деревянную коробочку с вмонтированными дверцами.

Д-р Прайс и его вариант реконструкции устройства

Приписывание этому сложному устройству функции расчета движения звезд и планет не было чисто спекулятивным. Прайс заметил, что передний циферблат сохранился достаточно хорошо, чтобы по нему можно было определить функцию устройства. «Оно имеет две шкалы, из которых одна была неподвижной и содержала знаки зодиака, - уточнял д-р Прайс. - Вторая, размещенная на подвижном кольце показывала месяцы года. Обе шкалы тщательно размечены делениями (...) Безусловно, этот циферблат показывал годовое движение Солнца в Зодиаке. Что же касается иных обозначений на диске, то возникало впечатление, что устройство рассчитывало календарные восходы и заходы ярких звезд и созвездий на протяжении года».

Д-р Прайс осознавал, что устройство опережало на века свою эпоху и наука должна была заново пересмотреть исторические знания об эпохе более чем полуторатысячелетней давности. Факты о древнем происхождении устройства упрямо бросались в глаза. Основным историческим свидетельством тому были сохранившиеся греческие надписи на таинственном артефакте.

В вопросе перевода сохранившихся надписей Прайсу помог эпиграфик Джордж Стамирес. Цитируя слова д-ра Прайса: «На некоторых из пластин имелись едва распознаваемые надписи, выполненные на греческом языке 1 века до н.э. Они сами по себе уже указывали на астрономическое предназначение устройства. Научному сообществу оставалось либо демонстративно игнорировать результаты исследований д-ра Прайса, либо просто делать вид, что этой находки попросту не существует.

В поиске греческих ученых

Удивительный механизм из Антикитеры помимо своего беспрецедентного характера как-то все же вписывался в исторические рамки, в которых ему можно было бы найти соответствия. Об исследовательских инструментах, которые использовались в астрономии, упоминают в своих трудах Цицерон и Овидий. Первый, живший в 1 веке до н.э., рассказывал об инструменте, «сконструированном Посидонием, который представлял собой реконструкцию планетария, указывавшего положения Солнца, Луны и пяти планет. Схожий механизм якобы был сконструирован Архимедом и, правдоподобно, он был похищен в 212 году до н.э. римским полководцем Марцеллом, когда Архимед был убит в сицилийском городе Сиракузы. На протяжении многих лет это устройство хранилось как реликвия в семье Марцелла».

Но, несмотря на эти письменные упоминания, у ученых оставались большие сомнения, о чем д-р Прайс выразился следующим образом: «Даже очень сложные устройства, описанные древними авторами, основывались на простой передаче. Например, таксометр, применявшийся греками для измерения расстояний, в своей работе использовал пары зубчатых колес для получения необходимого коэффициента движения. Можно ли утверждать, что раз греки были знакомы с основами приводной механики, то были ли они в состоянии сконструировать такое сложное устройство как механический планетарий?»

Мы не знаем, как выглядели сконструированные Архимедом машины, но по письменным описаниям мы можем судить, что эти устройства не были компактными. Они более выполняли декоративные функции, нежели служили для расчетов. Механизм из Антикитеры - определенно научный аппарат, в котором были задействованы технические знания. Устройство это далеко выходило за рамки конструкционных способностей древних греков. Прайс довольно точно это подчеркнул, утверждая, что даже сегодня было бы сложно современным людям объяснить смысл действия такого устройства.

Несмотря на все это, нет сомнений, что кто-то обладал настолько развитыми знаниями, которые были использованы для создания столь сложного устройства. Кто же тогда мог создать такую технически продвинутую конструкцию? В качестве одного из подозреваемых в этом может быть Гемин - астроном, математик и философ в одном лице, ученик и последователь Посидония. Гемин жил в 135-51 годах до н.э., был стоиком, принадлежал к философской школе, основанной Зеноном. Остров Родос был очень важным центром астрономических исследований. Устройство из Антикитеры в теории идеально вписывается в контекст знаний стоической философии, главным образом, математических. Гемин здесь был бы идеальным кандидатом. И, что важно, жил он в подходящем для этого времени. Существенной здесь является дата, на которую было настроено устройство из Антикитеры, и на которую указало несколько исследовавших его ученых - согласно положению его указателей и циферблатов. Это был 86 год до н.э. - особенный год в контексте астрономической темы. На это время пришлось целых пять соединений планет. Это было идеальное время для конструирования некого астрономического календаря. Однако неизвестно, не был ли этот «калькулятор» установлен на такую дату значительно ранее.

Теории указывают на Египет?

Теория астрономических часов довольно интересна, но, по мнению исследователя Мориса Шателейна, во всем этом не хватало чего-то очень существенного - а именно логики. Шателейн утверждал: «если кто-то захочет создать астрономическое устройство в форме калькулятора, работающего за счет шестеренок, первым условием при этом станет вычисление числа циклов, необходимых для получения точного числа дней. Некоторые из этих циклов довольно просто установить, но многое здесь будет практически невозможным».

Каждая из шестереночных передач - это один цикл, так действуют часовые механизмы. Секунды преобразуются в минуты, минуты - в часы, последние - в дни и далее в более длительные циклы. Чтобы создать такие часы, их конструктор должен не только иметь представление не только о каждом из таких циклов, но и об их соотношениях, то есть, сколько секунд в минуте (60:1), минут в часе (60:1), часов в сутках (24:1) и так далее. Много сложностей вызывает конструирование такого календаря, основанного на солнечном году. А здесь стоит отметить, что калькулятор из Антикитеры считает также циклы Луны и пяти ближайших планет. Ничего удивительного в том, что ученые скептически отнеслись к утверждению, что это устройство было только... устройством.

Гений конструктора механизма из Антикитеры сильно опережал знания древнегреческой науки и многих других более старших цивилизаций, так как был способен рассчитывать циклы такого количества небесных тел. Использовавшийся греками так называемый цикл Метона, по мнению Шателейна, никак не соответствовал уровню знаний, использованных в антикитерском калькуляторе.

Согласно Шателейну, только египетский календарь мог быть пригоден в качестве основы для такого калькулятора и, быть может, он был одной из основ, использованных для создания антикитерского устройства.

Не все, однако, разделяют мнение Шателейна. Определенные сомнения по этому поводу связаны с одной из сохранившихся на устройстве надписей: «76 лет, 19 лет». Это относится к циклу Каллиппа, в котором четыре метоновых цикла были сокращены на один день. Другими словами, 76-летний цикл состоял из 940 лунаций и 27759 дней. Следующая отметка содержит цифру «223», которая относится к циклу затмений из 223 лунных месяцев. Сам д-р Прайс признавал, что «с помощью цикла Метона можно было легко спроектировать механизм, в котором один оборот показывал бы годовой цикл на циферблате и одновременно генерировал бы обороты дисков, показывающих сидерический, синодический и драконический месяцы». Подобные циклы были известны во многих других культурах. Арифметические расчеты использовались, между прочим, и в вавилонской астрономии. Эти знания позже были привиты в эллинистическом мировоззрении еще в период до н.э. Нет сомнений, что использованные циклы были не греческого происхождения. Но вопрос остался: египтяне или вавилоняне были источником этих знаний?

Исследования д-ра Прайса пробудили интерес к антикитерской находке у других ученых. Вместе с техническим прогрессом и наступлением компьютерной эры попытки реконструкции устройства в последующие годы становились все более многообещающими.

В 1993 году австралийский программист Аллан Дж. Бромли из Сиднейского университета вместе с часовых дел мастером Франком Персивалем предприняли попытку реконструировать механизм. В этом деле большую помощь оказали рентгеновские снимки внутреннего содержания находки, выполненные с помощью Майкла Райта из Имперского колледжа в Лондоне. Уже тогда Бромли и Персиваль были удивлены необычной точностью механизма. Шокирующим было открытие механизма блокировки в устройстве, который препятствовал проскальзыванию и заклиниванию зубцов во время движения шестерней. Интересным был также обнаруженный механизм задержки, использовавшийся при симуляции нерегулярной орбиты Луны.

Джон Глив, который позже присоединился к группе, выполнил окончательный проект устройства. Его реконструкция показывала годовое движение Солнца и Луны в Зодиаке, согласованное с египетским календарем. Однако чтобы сохранить нейтралитет в дебатах по поводу происхождения механизма, Джон признал, что верхний тыльный регулятор относится к четырехлетнему периоду и интегрально связан с циклом Метона. Нижний тыльный регулятор означал единичный синодический месяц, в то время как нижняя шкала на регуляторе относилась к лунному году, состоявшему из двенадцати синодических месяцев.

Очередная реконструкция была выполнена в 2002 году Майклом Райтом, сотрудником Музея науки в Лондоне. В ноябре 2006 года им была опубликована статья в научном издании «Journal Nature», где он подтвердил наличие инструментария в устройстве для прогнозирования солнечных и лунных затмений. Райт подчеркнул вклад д-ра Прайса в исследовании механизма из Антикитеры, но также признал, что «его интерпретацию невозможно полностью принять».

Новые исследования подтвердили, что эта машина, предназначенная для сложных астрономических расчетов, располагала главным циферблатом в передней части с двумя шкалами: греческим и египетским календарями. В тыльной части два циферблата показывали лунные циклы и затмения. Прежние утверждения, согласно которым устройство служило для прогнозирования затмений, до сих пор были только гипотезой. Ныне, после реконструкции и компьютерных симуляций, больше не осталось сомнений по этому поводу. Более того, исследования показали, что механизм является продуктом сложной инженерии очень высокого уровня. К примеру, представленный лунный цикл правильно отражает орбиту Луны с сохранением ее сложной эклиптики, характерной для спутника. Чтобы сделать такие расчеты, конструктор этого устройства должен был применить очень продвинутые вариационные системы в положении зубчатых колес.

Группе ученых также удалось распознать большее количество помещенных на устройстве текстов, таких как: «Венера» и «стационарный», что свидетельствовало о том, что данный инструмент был в состоянии учитывать встречное движение планет.

Райт пришел к выводу, что Антикитерский механизм не был единичным устройством. Оно могло быть массовым продуктом. Быть может, оно представляло собой улучшенную модель более ранних конструкций, которые бесследно канули в Лету. Удивляет только тот факт, что такая продвинутая техника не нашла продолжения в последующих эпохах. Парадоксально, что процесс развития таких аналитических машин угас в одном месте для того, чтобы более тысячи лет спустя возродиться вновь.

Перевод с польского - В. Гайдучик