Cel mai vechi computer din lume – mecanismul de la Antikythera

Mecanismul de la Antikythera este considerat un computer mecanic antic realizat pentru calculul pozitiilor astronomice. Acest mecanism a fost recuperat în anii 1900-1901 dintr-o epava de lânga insula Antikythera. Importanta si complexitatea mecanismului au fost întelese abia câteva decenii mai târziu. Cu ajutorul lui, grecii puteau calcula cu precizie eclipsele, miscarea planetelor si puteau stabili datele la care erau organizate Jocurile Olimpice.

Cel mai vechi computer din lume - mecanismul de la Antikythera

Când a fost descoperit bizarul mecanism se afla într-o cutie de lemn, decorata cu 2.000 de caractere si este format din cel putin 30 de rotite din bronz. Perioada sa de constructie este în prezent estimata a fi între 150 si 100 î.Hr.. Gradul de sofisticare mecanica este comparabil cu a unui ceas elvetian din secolul al XIX-lea. Artefacte tehnologice cu manopera si complexitate similara nu vor mai apare pâna în secolul al XIV-lea, atunci când ceasurile mecanice astronomice au fost construite în Europa.

Jacques-Yves Cousteau a vizitat epava pentru ultima oara în 1978, dar nu a gasit nicio ramasita suplimentara a Mecanismului Antikythera. Profesorul Michael Edmunds de la Universitatea Cardiff, care a condus cel mai recent studiu al mecanismului, a declarat: Acest aparat este pur ai simplu extraordinar, singurul lucru de acest gen. Designul este frumos, astronomia sa este riguroasa… Cine a facut mecanica acestui lucru a facut-o extrem de atent… în termeni de valoare istorica consider ca acest mecanism este mai valoros decât Mona Lisa.

In prezent mecanismul e in custodia Muzeului National de Arheologie din Atena, care il prezinta in cadrul Colectiei de Bronz. Desi e intr-o stare foarte proasta din cauza celor 2.000 de ani petrecuti sub apa, mecanismul, angrenajele sale si inscriptiile de pe el, forteaza cercetatorii sa isi revizuiasca parerea despre nivelul de complexitate al stiintei grecesti antice. Mecanismul vine in forma unei cutii ce are pe exterior cateva cadrane, iar in interior un ansamblu complex de angrenaje, foarte asemanator cu cel al ceasurilor mecanice ale secolului al XVIII-lea. Cadranele sunt protejate de usite, si pe toate suprafetele libere ale cutiei, usitelor si a cadranelor au fost inscriptionate instructiunile de utilizare si de constructie a aparatului. Intre specialisti este un consens, mecanismul a fost construit in Grecia, deoarece toate instructiunile de pe el erau in greaca. Au mai fost recuperate 20 de angrenaje, inclusiv un ansamblu sofisticat de angrenaje montate pe o placa rotativa si care functiona ca un sistem epiciclic. Anumite caracteristici functionale ale mecanismului necesita o atentie si mai mare. Toate componentele metalice ale mecanismului par a fi taiate dintr-o singura foaie de bronz de aproximativ 2 milimetri grosime. Toate angrenajele au dintii realizati la un unghi de 60 de grade, iar marimea e identica, rotitele se imbinau fara probleme. Se pare ca mecanismul a fost reparat de cel putin doua ori, o spita a rotii principale a fost indreptata, iar un dinte rupt al unei rotite a fost inlocuit. Acest lucru ne indica faptul ca masina a functionat. Mai nou, in lumina descoperirilor recente, se pare ca conceptul mecanismului provine din coloniile Corintului, lucru care ar putea face posibila o conexiune cu Arhimede. Nu se cunosc motivele reale pentru care se afla pe acel vas. Cei care au studiat acest caz spun ca e posibil ca nava sa fi transportat mecanismul la Roma, impreuna cu alte lucruri pretioase furate de pe insula cu scopul de a fi integrate in parada triumfala a Cezarului.

mecanismul de la Antikytheraphp

La dispozitia publicului e pusa si o reconstructie a mecanismului, facuta si donata muzeului de catre Derek de Solla Price. Alte reconstructii pot fi gasite in cadrul Muzeului American de Calculatoare din Bozeman, Montana si in Muzeul Copiilor din Manhattan din New York si din Kassel, Germania. Reconstruirea mecanismului Antikythera e rezultatul cercetarilor profesorului Derek de Solla Price, in colaborare cu Centrul National de Cercetari Stiintifice Demokritos, si a fizicianului C.H. Karakalos, care a realizat tomografiile cu raze x a originalului, dupa care a fost realizata copia mecanismului.

Mecanismul reprezinta unul din cele mai antice si complexe calculatoare stiintifice. Desi constructia sa fara cusur sugereaza faptul ca au existat alte mecanisme inaintea lui, aceste mecanisme nu au fost descoperite, proiectarea sa s-a facut in baza teoriilor astronomice si matematice dezvoltate de astronomii greci, undeva in perioada 100-150 I.H. Una din ipotezele originii mecanismului spune ca a fost construit la o academie fondata de filozoful stoic grec Posidonius pe insula Rhodos, care la acea vreme era un centru important al astronomiei si ingineriei mecanice, si ca e posibil ca astronomul Hipparchus sa fie cel care a proiectat mecanismul deoarece contine un mecanism lunar care functioneaza in baza teoriei miscarii lunare a lui Hipparchus.

Mecanismul e remarcabil din cauza nivelului de miniaturizare si a complexitatii partilor sale componente, care sunt la nivelul ceasurilor secolului al XVIII-lea. Contine 30 de roti dintate a caror dinti sunt formati prin intermediul triunghiurilor echilaterale. Atunci cand o data era introdusa (prin intermediul unei manivele ce nu a fost gasita), mecanismul calcula pozitia Soarelui, a Lunii, precum si alte informatii astronomice despre alte planete. Scopul aparatului era de a localiza corpurile ceresti, tinand cont de sfera celesta (o sfera imaginara rotativa, care este concentrica si coaxiala cu Pamantul) si de pozitia observatorului pe suprafata pamantului, e clar ca era bazat pe teoria geocentrica.

Mecanismul are 3 cadrane, unul in fata si doua in spate. Cadranul din spate are doua scari gradate concentrice. Scara exterioara e impartita in 365 de segmente, fiecare segment reprezentand o zi din calendarul egiptean al anul sotic (In Egipt Calendarul Solar Sotis-Sirius avea 365 de zile, fiind mai scurt decat calendarul astronomic). Aceasta scara era folosita pentru a compensa efectul sfertului de zi din an (sunt 365.2422 de zile pe an), era data cu o zi inapoi odata la 4 ani. Dar calendarul iulian, primul calendar aparut in regiune care indica si anii bisecti, a aparut de abia pe la 46 d.Hr.. Adica la aproape un secol distanta de perioada in care se crede ca a fost construit mecanismul (totodata anul bisect a fost calculat eronat pana in primul secol). Scara interioara are drept gradatii semnele zodiacului grecesc, impartite pe grade.

Cel mai vechi computer din lume - mecanismul de la Antikythera. php

Cadranul frontal avea probabil cel putin 3 ace indicatoare, unul arata data, iar celelalte doua indicau pozitia Soarelui si a Lunii. Indicatorul lunar era setat in asa fel incat sa indice prima anomalie din orbita Lunii. Se poate presupune ca indicatorul Soarelui avea o setare similara, dar piesele componente ale acestui mecanism (daca a existat) nu au fost gasite. Cadranul frontal mai are atasat un al doilea mecanism, un model sferic al Lunii, care indica fazele lunare.

In inscriptiile de pe mecanism exista niste referinte la planetele Marte si Venus, este evident ca nu ar fi fost cine stie ce greutate pentru fabricantul mecanismului sa adauge componentele necesare pentru a calcula si pozitiile acestor planete. Se speculeaza ca mecanismul ar fi fost capabil sa reprezinte si sa calculeze pozitia tuturor celor 5 planete cunoscute grecilor. Dar nu au fost gasite piesele componente ale acestui mecanism planetar. Cadranul frontal mai include si o parapegma, un stramos al almanahului modern, care era folosita pentru a tine evidenta perioadelor de rasarit si apus a unor anumite stele. Se crede ca fiecare stea e identificata de caracterele grecesti care au legatura cu detaliile inscrise pe mecanism.

Cadranul din parte de sus a spatelui mecanismului are forma unei spirale, cu 47 de diviziuni la o rasucire, prezinta cele 235 de luni ale ciclului metonic de 19 ani (Perioada de 19 ani, dupa care fazele Lunii se repeta la aproximativ aceleasi date calendaristice). Acest ciclu e important in corectarea calendarelor.

Cadranul din partea de jos a spatelui aparatului e si el in forma de spirala, cu 225 de diviziuni care reprezinta ciclul saros (interval de timp egal cu 18 ani 11 zile 8 ore, dupa care se produc in mod periodic eclipse de Soare si de luna. Are o durata de 223 revolutii sinodice, adica 242 revolutii draconice sau de 239 revolutii anomalistice); totodata mai exista in acelasi loc un cadran auxiliar care reprezinta cei 54 de ani ai ciclului triplu Saros (Exeligmos).

Proiectul de Cercetare a Mecanismului Antikythera, al carui personal e compus din experti din Marea Britanie, Grecia si Statele Unite, au detectat in iulie 2008 cuvantul „Olympia” pe unul din cadranele despre care se credea ca infatiseaza cei 76 de ani ai ciclului calipic (perioada de 76 de ani), precum si numele altor jocuri din Grecia Antica, probabil ca era folosita pentru a tine evidenta datelor la care aveau loc jocurile olimpice antice.

Conform reporterilor de la BBC:

„Cele patru sectoare ale cadranului sunt inscriptionate cu numarul unui an si cu numele a doua competitii panelenice: jocuri olimpice din Isthmia, Olympia, Nemea si Pythia; si cu numele a altor doua competitii mai putin importante: Naa (ce avea loc la Dodona), numele celei de a doua competitii inca nu a fost descifrat”.

Cei care au proiectat mecanismul nu aveau nevoie de o teorie a miscarii planetare pentru a calcula pozitiile planetare. „Sistemul B” babilonian (tabele de valori care indica pozitiile astronomice a corpurilor ceresti in functie de perioada aleasa) contine formulele matematice cu care se calculau pozitiile planetare, acest sistem care a fost preluat de catre greci, a fost realizat in anul 260 i.Hr. sau poate chiar in anul 500 i.Hr.. Exista o prapastie stiintifica si culturala uriasa intre elita educata, dar cu membri putini, care intelegea regulile de baza a miscarilor planetare, solare si lunare si oamenii de rand care erau ignoranti in aceste privinte. Multe din referintele antice lasate de Cicero, Plinius, Platon, Seneca, Ptolomeu etc., ne indica faptul ca oamenii de rand considerau ca eclipsele de luna si de soare erau evenimente supranaturale de care se temeau: „e usor pentru cel ignorant sa isi imagineze ca totul a devenit confuzie si moarte”.

Aparatul ar fi putut servi la:

-crearea unei diagrame astrologice, pentru care era necesar sa se cunoasca sau sa se afle configuratia cerului la un moment dat. Pentru a realiza aceste calcule manual e nevoie de un volum mare de munca si de timp, de aceea un mecanism ca acesta ar fi usurat considerabil munca unui astrolog.

-stabilirea datelor festivalurilor religioase ce erau in legatura cu anumite evenimente astronomice.

-corectarea calendarelor, care erau bazate atata pe ciclurile lunare, cat si pe anul solar.

Este posibil ca aparatul sa fie expus publicului, poate intr-un muzeu sau o sala publica din Rhodos. Insula era cunoscuta pentru expunerea produselor sale de inginerie mecanica, in special a automatelor (forma antica de roboti), care se pare ca erau una din specialitatile insulei.

Intru-cat mecanismul are o dimensiune redusa, ar putea fi asemanat chiar cu un laptop modern, putem deduce ca fabricantul a pus accentul pe mobilitatea mecanismului, nu pe un mecanism care sa fie expus publicului intr-un loc fix. Usitele in spatele carora era inchis aparatul atunci cand nu era folosit au inscriptionate pe ele aproape 2.000 de caractere, se crede ca ele ar fi instructiunile de folosire. Atasarea acestui „manual de utilizare” la mecanism inseamna ca mecanismul in sine implica un transport si un uz personal. Acest „manual” sugereaza ca mecanismul a fost construit de un expert stiintific si de un mecanic pentru a putea fi folosit de catre un calator non-expert (textul mai ofera si informatii asociate cu locatii geografice cunoscute a zonei mediteraneene).mecanismul de la Antikythera

E putin probabil ca mecanismul sa fie folosit pentru navigatie, deoarece unele din datele pe care le furniza, cum ar fi perioadele de producere a eclipselor, sunt inutile pentru navigatie. Iar mediul umed si sarat ar fi dus la coroziunea angrenajelor intr-un timp foarte scurt, facandu-l inutil.

Pe 30 iulie 2008, cercetatorii au declarat ca mecanismul indica calendarul metonic, prezice eclipsele solare si calcula datele la care aveau loc jocurile olimpice antice. Inscriptiile de pe mecanism se potriveau cu numele lunilor din calendarele folosite in Illyria si Epirus, din nord-vestul Greciei, si cu cele folosite in insula Corfu.

Pentru a intelege mai bine importanta acestei descoperiri, ar trebuie sa cercetam istoria ceasului mecanic pentru a putea gasi analogii importante pentru mecanismul Antikythera si pentru a-i putea evalua importanta. Spre deosebire de alte mecanisme mecanice, ceasul nu a evoluat de la simplu la complex. Cele mai vechi ceasornice despre care avem informatii sunt foarte complexe. Toate dovezile indica faptul ca ceasul a fost intial un aparat astronomic, care intamplator indica si timpul. Pe parcurs functia de indicare a timpului a devenit mai importanta, iar functia astronomica si-a pierdut valoarea. In spatele ceasurilor astronomice din secolul al XIV-lea exista un lung sir de modele mecanice ale teoriei astronomice, la capatul caruia gasim mecanismul Antikythera. Dupa el gasim instrumentele si calculatoarele mecanice din Islam, din China si India.

 

Mai nou, Christian Carman, istoric la Universitatea Quilmes din Argentina si fizicianul James Evans de la Universitatea Puget Sound din SUA au analizat în detaliu fragmente din acest dispozitiv. Astfel, ei au aflat ca mecanismul a functionat prima data cu o suta de ani înainte de data calculata initial. Mai exact, calculatorul fusese pornit pe 12 mai 205 i.Hr.. Deocamdata nimeni nu stie cine si când a construit acest dispozitiv. Cert este ca mecanismul este mult mai avansat pentru perioada din care dateaza…

Surse:

http://en.wikipedia.org/wiki/Antikythera_mechanism

http://www.antikythera-mechanism.gr/

http://www.hpl.hp.com/research/ptm/antikythera_mechanism/

Bogdan

Per aspera ad astra