有2000年歷史的世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)古老秘密被發(fā)現(xiàn)
摘要: 科學(xué)家們可能最終為計(jì)算天體運(yùn)行周期的工具制作了一個(gè)完整的數(shù)字模型,這個(gè)有2000年歷史的機(jī)械裝置被稱為安提凱希拉裝置,它被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。
科學(xué)家們可能最終為計(jì)算天體運(yùn)行周期的工具制作了一個(gè)完整的數(shù)字模型,這個(gè)有2000年歷史的機(jī)械裝置被稱為安提凱希拉裝置,它被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。
1900年,希臘海綿潛水員在羅馬時(shí)代的一次海難中首次發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鞋盒大小的裝置的碎片,這個(gè)裝置曾經(jīng)裝滿了齒輪,用來預(yù)測(cè)天體的運(yùn)動(dòng),從那時(shí)起,一代又一代的研究人員既困惑又驚訝。
這些發(fā)現(xiàn)的碎片僅占一個(gè)更大裝置的三分之一:一個(gè)高度復(fù)雜的手動(dòng)變速箱,能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)古希臘人已知的五顆行星的運(yùn)動(dòng),以及太陽、月亮的相位、日食和月食——顯示它們都與古代事件的時(shí)間有關(guān),比如奧運(yùn)會(huì)。
然而,盡管經(jīng)過多年艱苦的研究和辯論,科學(xué)家們始終無法從殘骸中發(fā)現(xiàn)的被擊碎和腐蝕的黃銅碎片中完全復(fù)制驅(qū)動(dòng)這一驚人裝置的機(jī)制,或其設(shè)計(jì)中使用的計(jì)算方法。
但現(xiàn)在倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)的研究人員說,他們已經(jīng)完全重新創(chuàng)造了這個(gè)裝置的設(shè)計(jì),從古代用來制造它的計(jì)算,現(xiàn)在他們正在組裝自己的裝置,看看他們的設(shè)計(jì)是否可行。
“我們的工作揭示了安提凱希拉裝置是一個(gè)美麗的概念,通過精湛的工程學(xué)將其轉(zhuǎn)化為天才的裝置?!? 3月12日,研究人員在《科學(xué)報(bào)告》開放獲取期刊上寫道,“它挑戰(zhàn)了我們對(duì)古希臘人技術(shù)能力的所有先入之見。”
為什么要再造安提凱希拉裝置?
研究人員之所以想重新制造這個(gè)裝置,是因?yàn)閲@它的所有謎團(tuán),有可能以此來弄清這么多問題的真相。
此外,從來沒有人創(chuàng)造過一個(gè)與所有物理證據(jù)相一致的所謂宇宙模型。
“這個(gè)裝置的復(fù)雜性和其他同時(shí)制造的裝置之間的距離是無限的,”倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)的材料科學(xué)家合著者亞當(dāng)·沃伊西克告訴《生活科學(xué)》說,“從來沒有發(fā)現(xiàn)過這樣的東西。這是天方夜譚。”
這個(gè)裝置的機(jī)械裝置是由復(fù)雜的齒輪組成的,這種齒輪的大小你可以在一個(gè)老式的鐘表中找到,但是在同一時(shí)期發(fā)現(xiàn)的其他齒輪只有那些更大的齒輪,它們被用來制造諸如弩、大弩和彈射器之類的東西。
這種復(fù)雜的制造工藝引發(fā)了許多問題,比如制造出如此獨(dú)特復(fù)雜的裝置的制造工藝,以及為什么它是在安提凱希拉島附近一艘古代沉船上被發(fā)現(xiàn)的唯一同類裝置。
“它在那艘船上干什么?我們只找到三分之一,其他三分之二在哪里?它們腐蝕掉了嗎?它有用嗎?”沃吉克說,“這些是我們只能通過實(shí)驗(yàn)考古才能真正回答的問題。這就像回答他們建造巨石陣的方式一樣,讓200個(gè)人拿著繩子和一塊大石頭,然后嘗試將其拉過索爾茲伯里平原。這有點(diǎn)像我們?cè)谶@里嘗試做的?!?/p>
制造第一臺(tái)計(jì)算機(jī)
為了創(chuàng)建這個(gè)模型,研究人員利用了過去所有關(guān)于這個(gè)裝置的研究,包括倫敦科學(xué)博物館前館長邁克爾·賴特(Michael Wright)的研究,他以前曾制作過一個(gè)工作復(fù)制品。
他們利用在這個(gè)機(jī)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)的銘文和古希臘哲學(xué)家帕門尼德斯首先發(fā)明的行星如何運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,為一個(gè)只有2.5厘米深的隔間內(nèi)的重疊齒輪機(jī)構(gòu)建立了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型。
他們的模型重新制作了每個(gè)齒輪和轉(zhuǎn)盤,以顯示行星、太陽和月球如何在正面穿過黃道帶(古老的恒星圖)。它復(fù)制了現(xiàn)在已經(jīng)過時(shí)的古希臘假設(shè),即所有天堂都圍繞地球旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在已經(jīng)完成了計(jì)算機(jī)模型的制作,研究人員希望制作物理版本,首先使用現(xiàn)代技術(shù),以便他們可以檢查設(shè)備是否正常工作,然后再使用古希臘人可能使用的技術(shù)。
“沒有證據(jù)表明古希臘人能夠建造這樣的東西,這的確是個(gè)謎?!蔽治骺苏f, “測(cè)試他們能否做到的唯一方法就是嘗試以古希臘的方式來建造它。”
“關(guān)于它的用途和建造者,也有很多爭(zhēng)論。很多人說這是阿基米德?!? 沃西克說,“他居住的時(shí)間與建造時(shí)差不多,沒有人比他擁有同等水平的工程能力。那也是一艘羅馬沉船?!?/p>
阿基米德在錫拉庫扎被圍困期間被羅馬人殺害,因?yàn)樗l(fā)明的武器未能阻止他們占領(lǐng)這座城市。
關(guān)于古希臘人是否使用類似的技術(shù)來制造其他尚未發(fā)現(xiàn)的裝置,或者是否正在尋找安提凱希拉裝置的副本,也仍然是個(gè)謎。
沃西克說:“這就像在石器時(shí)代出現(xiàn)了TARDIS(TARDIS的全稱是時(shí)間和空間的相對(duì)維度)一樣?!?/p>
科技史,計(jì)算機(jī)






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