最古老的「計算機」 解密古希臘人如何預測星象

by:阿雀
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出自古希臘人之手的「安堤基特拉機械」,是一台已經超過 2,000歲、目前已知最古老的「計算機」。科學家透過打造它的數位模型,嘗試了解它到底怎麼預測天體的運行。

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圖為安堤基特拉機械的碎片,這張照片攝於希臘雅典國家考古博物館(National Archaeological Museum)。

路透社/達志影像

在海底沉睡千年的古物

1901年,潛水客在希臘安迪基西拉島(Antikythera)的外海發現了羅馬時代的沉船,其中,船上那些不起眼又已經鏽蝕的青銅碎片,幾乎難以引人注意。然而數十年過去,科學家在反覆研究後才確認,這些碎片其實來自一個鞋盒大小的裝置,這個裝置裡頭裝滿齒輪零件,被用來預測天體的運動——他們將其命名為「安堤基特拉機械」(Antikythera Mechanism)。

記錄星體的軌跡

安堤基特拉機械是一台手動的古希臘裝置,科學家認為它可以預測天文現象,像是太陽的運行、月相,日食及月食等。而且除了日月,上面還有另外五顆星球,是古希臘人在當時就已知的天體,據推測應該是水星、金星、火星、木星,以及土星。

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事實上,多年來已有不少科學家嘗試做出安堤基特拉機械的複製品,然而研究內容都不夠完整,無法完全符合原本實體的特徵。照片攝於 2016年。

美聯社/達志影像

只有1/3被找到

然而,安堤基特拉機械並不是完整的。陸續被找出的 82個碎片並沒有辦法拼湊出一個完整的裝置,甚至據科學家推測,這些碎片僅僅只是整體的 1/3而已,也因此安堤基特拉機械一直以來都是科學家想解開的謎題:它到底長什麼樣子,又是怎麼運作的呢?

用電腦製作出3D數位模型

事實上,安堤基特拉機械的背面在早年的研究中就已經被重製了出來,然而機械的正面,也就是齒輪系統的部分,卻始終沒辦法做出一個符合所有已知條件的複製品,直到上周五(12),一篇來自《科學報告》(Scientific Reports)期刊的研究終於給出了解答,研究人員在文章裡頭重現了安堤基特拉機械精緻的齒輪系統,並模擬出它的整體樣貌。

這篇研究出自倫敦大學學院(University College London,UCL)的科學家們,他們利用了 3D電腦模擬的方式,製作出了一個符合安堤基特拉機械特徵跟描述的模型。

「太陽,月亮,還有星球都被陳列在這個令人驚豔的傑作中,充分展現了古希臘的智慧,」研究的第一作者佛利斯(Tony Freeth)教授說:「我們的模擬結果是第一個和物證都一致,而且也符合刻在機械背後的那些科學性描述的模型。」

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安堤基特拉機械實在圍繞著太多的謎團,讓科學家們感到困惑的同時,卻又忍不住著迷。

歐新社/達志影像

還沒做出實體

然而目前的研究進度,其實也就只有做出數位模型而已。研究團隊表示,他們希望能在之後用現代材料真實地做出一個安堤基特拉機械的複製品,才能測試這個設計是否能夠完好地運作,接著他們才會再嘗試導入古希臘工藝技術,看看能不能做出一樣的東西。

複雜程度在同時代獨一無二

而研究人員之所以會極力想要複製出安堤基特拉機械,是因為它的身邊實在圍繞著太多的謎團了。研究的共同作者沃伊奇克(Adam Wojcik)就表示:「這個裝置的複雜度跟其他在同一個時代中做出來的東西差非常多。坦白說,根本沒人發現過類似的東西,它棒到像是從其他世界來的一樣。」

安堤基特拉機械上頭有錯縱的齒輪,複雜程度跟老爺鐘一樣,然而在古希臘時代,人們製造的機械體型大多十分巨大,結構也相對簡單,像是投石器、巨型弩弓這類的裝置。

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照片中顯示的,是銘刻在安堤基特拉機械上的文字。

歐新社/達志影像

透過實驗考古學獲得解答

因此,安堤基特拉機械是古希臘時代獨一無二的複雜機械,它的製作過程究竟為何?又為什麼會在安迪基西拉島外海的沉船中被人發現呢?上述種種都讓研究者們十分好奇。

「它為什麼在船上?我們只發現了 1/3,那剩下的 2/3去哪裡了?被腐蝕掉了嗎?它曾經運作過嗎?」研究的共同作者沃伊奇克說:「這些問題我們只能透過實驗考古學來解答。這就像是回答巨石陣是怎麼建成的一樣,直接召集 200個人,給他們一些繩子和一顆大石頭,然後讓他們嘗試拉著它在索爾茲伯里平原(Salisbury Plain,註)上走。這就有點像我們現在正在做的事。」

註:索爾茲伯里平原位在英格蘭南部,即巨石陣的發現地。