千年前古希臘「天文計算機」工作原理之謎揭開

新華網北京12月3日專電 一個國際科研小組利用三維X射線電腦斷層掃描成像技術，揭開了2000多年前一台古希臘「天文計算機」的工作原理之謎。

據英國《金融時報》近日報道，1901年，希臘潛水員在安梯基齊拉島附近一艘沉船上發現了一個神秘的機械裝置，上面有大約80塊青銅碎片，其中包括大約30個不同型號的齒輪。這個裝置後來被命名為「安梯基齊拉器械」。

經研究，專家斷定這個已經鏽蝕的裝置乃是古代希臘人製造的一台「天文計算機」，可以追蹤日月運動，精確預測日食和月食，模擬從地球上看到的月球的不規則軌道，或許還能預測一些行星的位置。

通過分析碎片上的希臘銘文，專家認為這個裝置大約製造於公元前150年至公元前100年之間，可能來自古希臘天文學家喜帕恰斯的故鄉羅得島。喜帕恰斯曾經計算出月球的軌道。

報道援引英國加迪夫大學教授邁克·埃德蒙茲的話說，這個裝置其精密複雜程度對於它所屬時代而言，「簡直不可思議」。

《金融時報》的報道沒有詳細說明這台古希臘「天文計算機」的工作原理。

一個多世紀以前，Antikythera Mechanism計算機在希臘海岸被發現，該計算機帶有青銅齒輪和轉盤，當時的科學家無法對該計算機如何工作做出解釋。根據紐約時報的報道，近日,科學家們對這一號稱是最古老的計算機做出了進一步的解密，歷史學家推斷這是一款用於計算並說明天體運行的工具，尤其是對於月球以及行星移動的定位說明，據悉，這款被稱之為Antikythera Mechanism計算機的計算工具在公元前2世紀便已被使用。
　　Antikythera Mechanism，也被稱之為是世界第一台計算機，科學家們現在用了最新的高解析度成像系統以及三維X光線斷層攝影術進行了分析。來自美國、英國以及希臘的科研小組以及對齒輪刻出來的符號進行了譯解，科研小組表示：「這代表了當時的技術已經相當高深。」

Antikythera Mechanism留下的部分碎片（左）
　　由Tony Freeth以及Mike G. Edmunds領導的科研小組在《自然》期刊上發表了最新的科研結果。
　　科研小組認為，齒輪刻出的符號與太陽和月亮的運行規律有關，齒輪本身就代表著月球在星空中運行的不規則軌跡，據悉，這款計算機大約在公元前150年到200年期間製造，當時的一位執政官希帕科斯參與了設計。
　　大約在公元前65年，羅馬船隊把這一計算機投到了Antikythera島嶼，有證據表明，羅馬船隊當時在希臘的Rhodes群島起航，科研小組推測，參與設計該機器的希帕科斯就住在Rhodes群島。
　　科學家們表示，這台機器比其後一千年內出現的任何設備都要複雜。
　　科研小組認為，這台計算機可能被用來計算耕種以及收穫日期，也可能通過計算對宗教節日進行修改。這台計算機上至少有30（可能是37個）手工的青銅齒輪。研究者認為，該機器上的傳動裝置也可能是用來推算行星的方位。一些史前的文物以及阿拉伯文字顯示，在公元900年，巴格達地區就用類似的設備來進行日曆。
　　來自德國莫尼黑博物館大學的François Charette表示了同樣的看法，他稱：「這一新解密成果具有誘惑力又能夠令人信服，雖然其中還有好多東西難以解密，但這對於未來的研究提供了鮮活的資料，這次的解密成果也將會成為新的標準。」

外表像個鐘周期有多種計算能力和技術含量領先上千年———

希臘潛水員1901年打撈水下古船殘骸時，發現一座隨船靜默2100餘年的鐘形裝置。裝置厚厚的覆蓋物和糾結的外形讓人百思難解其用途。

百餘年後，科學家終於在現代先進技術輔助下，揭開它驚人謎底———這座名為「安提凱希拉儀器」的裝置竟然是一台兩千年前的超級天文「計算機」，天文學家計算天體運行周期的工具，它的先進性在其製成后千年間無人超越。

■鐘形儀器

來自英國、希臘和美國的專家，利用立體X光電腦斷層掃描和高解像表面成像技術在不損壞儀器的情況下，窺探到儀器內部。他們的發現11月30日刊登於英國雜誌《自然》上。

「安提凱希拉儀器」由手工製成，做工精細。儀器由銅質齒輪和刻度盤組成，29個齒輪彼此咬合。研究人員認為，儀器製成於公元前150年至公元前100年，於公元前65年左右隨船沉入42米深的水中。

研究人員利用斷層掃描和高解像表面成像技術，閱讀了刻在齒輪上的文字。由於年代久遠，這些文字一直依稀難辨。成像技術讓研究人員看清了比之前多一倍的刻字。研究人員說，刻字含意與太陽和月球的運動有關，其中一組齒輪還記錄了月球的不規則運動方式。

由於月球運行軌道為橢圓形，月球在不同位置運行速度不同。研究小組負責人天文學家邁克·G·埃德蒙說，這個問題在千餘年後還困擾著偉大物理學家艾薩克·牛頓。

■多種周期

「安提凱希拉儀器」不僅是天文日曆，它還計算著諸多天文周期。美國耶魯大學歷史學家德雷克·德索拉·普里斯在20世紀70年代開始對「安提凱希拉儀器」進行早期研究。他認為，儀器原有31個齒輪，把陽曆和歷時19年的默冬周結合在一起。

默冬周包括235個朔望月，經過一個默冬周后，月相開始重現於陽曆的同一個日子。

新研究發現，「安提凱希拉儀器」不僅能提供為巴比倫人所熟知的默冬周，還能給出使陽曆和陰曆統一的卡利巴斯周期，以及推測日食月食的沙羅周期。由於日食月食被古人認為是一種預兆，研究人員推測，計算沙羅周期可能是與舉行宗教活動有關。

研究人員說，「安提凱希拉儀器」甚至還能充當天文年曆，顯示希臘黃道帶的主要星體和星座的升落，以及行星的位置。

根據現存考古資料，「安提凱希拉儀器」的先進計算能力和技術含量在它製成后千餘年時間內沒有其他儀器可以媲美。

埃德蒙說：「儀器設計精美，這暗示著希臘人擁有先進技術。」埃德蒙認為，古希臘的歷史可能因此被重寫。