最古老的計(jì)算機(jī),2100年了,比蒙娜麗莎還值錢,為何只有一個(gè)?

計(jì)算機(jī)是上個(gè)世紀(jì)的偉大發(fā)明,極大地提高了人類智識(shí)和生產(chǎn)效率,帶領(lǐng)人類文明飛躍發(fā)展,進(jìn)入了現(xiàn)代社會(huì)和信息社會(huì),并將在可以看見(jiàn)的未來(lái)發(fā)揮更大的作用。
恐怕沒(méi)有人會(huì)把計(jì)算機(jī)和古代社會(huì)聯(lián)系起來(lái),然而確實(shí)有一件2100年前的古希臘機(jī)械設(shè)備殘骸,被稱為世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī),目前科學(xué)家們正在對(duì)其進(jìn)行研究,已完成了數(shù)字模型的制作,即將制造出一個(gè)現(xiàn)實(shí)的物理版本,和古希臘文明的智者在不同的時(shí)空中交流切磋。

這個(gè)所謂的古希臘計(jì)算機(jī)殘骸就是舉世聞名的安提基特拉機(jī)械(Antikythera mechanism),它的發(fā)現(xiàn)純屬偶然。上世紀(jì)1900年,一位希臘潛水員在安提基特拉島附近潛水時(shí),發(fā)現(xiàn)了一艘古老貨船的殘骸,他和其他潛水員一起將里面的文物打撈了起來(lái)。一年后,沉船上一塊被認(rèn)為是巖石的東西到了一位名叫瓦雷里奧斯·斯塔伊斯(Valerios Stais)的考古學(xué)家手里,他發(fā)現(xiàn)上面鑲嵌了了一個(gè)齒輪,從而認(rèn)為這是一個(gè)古老的青銅機(jī)械裝置。

到上世紀(jì)50年代,這些碎片才被完全清理出來(lái),英國(guó)的科學(xué)家開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行研究,并用X射線和伽馬射線掃描,以了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu),最終確認(rèn)這個(gè)裝置被用于計(jì)算太陽(yáng)、月亮及已知5個(gè)行星的運(yùn)動(dòng),因而被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)模擬計(jì)算機(jī)。
由于該裝置殘缺不全,此后科學(xué)家們一直不斷潛入沉船尋找該裝置的其它部分,到2005年的時(shí)候,一共找到并確認(rèn)了該裝置的82個(gè)碎片,包括軸承、支柱、齒輪、銅蓋等,不過(guò)也只占整個(gè)裝置的三分之一左右。其中銅蓋上刻了兩千多個(gè)字母,通過(guò)造影技術(shù)已有95%被辨識(shí)出來(lái),證明是該機(jī)械裝置的使用手冊(cè),里面包括描述行星運(yùn)動(dòng)的文字,及準(zhǔn)確的金星、土星周期等。

研究表明,該裝置誕生于公元前150年到100年之間,和阿基米德制造的天象儀和太陽(yáng)系儀類似,而且可能有關(guān)聯(lián),很可能起源于古希臘的羅德島,該島以機(jī)械制造而聞名。這個(gè)機(jī)械計(jì)算機(jī)代表了古希臘非凡的天文、數(shù)學(xué)成就和制造技術(shù),類似復(fù)雜的工藝要到14世紀(jì)才在歐洲出現(xiàn),因而卡迪夫大學(xué)的麥可·埃德蒙教授贊嘆說(shuō),這個(gè)機(jī)器如此非凡,而且僅此一件,它設(shè)計(jì)美麗,天文周期極為精確,讓所有人都驚掉了下巴……在歷史性和稀有度上,必須承認(rèn)這個(gè)機(jī)械比蒙娜麗莎更有價(jià)值。

安提基特拉機(jī)械的發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們?nèi)绔@至寶,很多機(jī)構(gòu)都在對(duì)其進(jìn)行研究,先后在重要期刊上發(fā)表了很多論文,也制造出多個(gè)重建品,為世界上很多博物館收藏,但并不能完全和數(shù)據(jù)相匹配。
由于該裝置已在海底躺了約兩千年的時(shí)間,結(jié)構(gòu)極為脆弱,因而只能通過(guò)掃描技術(shù)窺探其內(nèi)部。隨著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步,科學(xué)家們研制出了更加先進(jìn)的成像系統(tǒng)來(lái)對(duì)其進(jìn)行研究,獲得了越來(lái)越多的細(xì)節(jié),因而可以進(jìn)行更精細(xì)準(zhǔn)確的復(fù)原重建。

最新的重建由倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)的一個(gè)跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)展開(kāi),他們根據(jù)破譯的古希臘文字和此前的研究,建立了一個(gè)新的計(jì)算模型,該模型基于目前科學(xué)家們從現(xiàn)存殘骸中收集的所有知識(shí),符合所有物理學(xué)證據(jù),并與刻在機(jī)器上的銘文精確匹配,有望成為迄今為止對(duì)安提基特拉機(jī)械最準(zhǔn)確的重建。

我們不得不佩服古人淵博的知識(shí)和精湛的技術(shù),在2000多年前就能制造出如此復(fù)雜如此精妙的機(jī)械計(jì)算機(jī)設(shè)備,并用于預(yù)測(cè)未來(lái)的天象。2010年,一位蘋果公司的軟件工程師安迪·卡羅(Andy Carol)甚至用1500個(gè)樂(lè)高積木,制作了該機(jī)械的復(fù)制品,并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了2024年4月8日的日食。
最令人疑惑的是,古希臘人具有如此精湛的制造工藝,所用的金屬也尋??梢?jiàn),為什么我們現(xiàn)在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)更多這樣的裝置,甚至連其它類似的機(jī)械,比如鐘表都沒(méi)有制造出來(lái)呢?難道古希臘人僅僅限于制造可以追蹤行星運(yùn)動(dòng)和日食、月食的齒輪計(jì)算機(jī)就已經(jīng)心滿意足了?
這項(xiàng)研究發(fā)表在3月12日的《科學(xué)報(bào)告》雜志上。
Scientific Reports/A Model of the Cosmos in the ancient Greek Antikythera Mechanism