Действал ли е механизмът от Антикитера? Едва ли, казва ново изследване

Механизмът от Антикитера на 2000 години може да е бил нещо като астрономически калкулатор, но изследователите не са сигурни дали би работил. Симулации на "древния компютър" показват, че механизмът скоро ще спре напълно или ще се десинхронизира, тъй като зъбните колела губят контакт едно с друго.

Механизмът от Антикитера отдавна е признат за чудо на древните технологии, често наричан първият аналогов компютър в света. Но въпреки десетилетията на проучване и технологичния напредък в симулациите, точната му цел и ниво на прецизност остават обект на значителен дебат.

Пресъздавайки с компютърна симулация на прочутия механизъм от Антикитера двама физици са установили, че неточности при изработката му може да са причинявали блокиране на устройството толкова често, че вероятно е било почти неизползваемо - ако е било в същото състояние, в което е сега.

Естебан Сигети (Esteban Szigety) и Густаво Аренас (Gustavo Arenas) от националния университет на Мар дел Плата (Universidad Nacional de Mar del Plata), Аржентина, са публикували документ на сървъра за предпечат на arXiv, описващ факторите, които са влезли в тяхната симулация и какво е показала.

Открит през 1901 г. сред останките от корабокрушение край бреговете на гръцкия остров Антикитера, механизмът е датиран в края на втори или началото на първи век пр.н.е. Оттогава учените се опитват да определят как тази сложна подредба на зъбни колела и циферблати е била използвана в древността. Устройството включва ръчна манивела, десетки взаимосвързани зъбни колела и множество индикатори, които според изследователите могат да показват датата както на египетския, така и на гръцкия календар, да проследяват позициите на слънцето, луната и известните планети в зодиака и дори да предсказват слънчеви и лунни затъмнения. По всякакъв начин това устройство изглежда инженерно чудо, далеч отвъд времето си.

"Разглобен" изглед на механизма на Антикитера. Кредит: Tony Freeth/UCL

Всяко зъбно колело в механизма чертае движението на небесното тяло. смятат изследователи от Университетския колеж в Лондон през 2022 г. Изследователите са пресъздали напълно дизайна на устройството (вижда се и по-горе), от древните изчисления, използвани за създаването му, и сега съставят свое собствено изобретение, за да видят дали дизайнът им работи. Кредит: Tony Freeth/UCL

Само едно такова устройство някога е било открито и това е предизвикало силен научен интерес и широк спектър от интерпретации. Някои предполагат, че е бил използван от придворни астролози, докато други смятат, че може да е служил за образователни или демонстративни цели. Други предполагат, че това е прототип от изобретател, чиято пълна визия никога не е била реализирана.

Вляво: Фрагмент А от механизма от Антикитера. Вдясно: Диаграма на предавките на Антикитерски механизъм. Кредит: Adler Planetarium, Chicago

Независимо от първоначалната му функция, нивото на изработка, демонстрирано от механизма, е неоспоримо. Въпреки това, последните открития оспорват по-ранните предположения за неговата ефективност.

Престоят на дъното на морето е довел до много корозия и някои части от устройството очевидно са били загубени. И двата проблема правят много трудно пресъздаването на оригиналното устройство, за да се провери оперативната му употреба.

Новото моделиране разкрива сериозни функционални ограничения

В това ново проучване изследователската група се опитва да научи повече за възможната цел на устройството, като го пресъздаде с помощта на компютърна симулация.

За да направят това, те използват данните от проучване, извършено наскоро от Алън Торндайк (Alan Thorndike), който разработва средство за вземане под внимание на неравномерния начин, по който ще се движат зъбните колела, и работа от Майк Едмъндс (Mike Edmunds), която им помага да се отчете неточното производство на разстоянието между зъбните колела.

Как се променя теоретичната разлика, когато се започне от различни начални ъгли. В  (A) е възможно показалецът да остане почти изцяло напред през цялото време или обратното, да изостава, както се вижда на (C). Според критерия на авторите, оптималният начален ъгъл е този, който позиционира средната стойност на нула, както е показано на (B). Кредит: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2504.00327

Тази симулация се опитва да възпроизведе не само предвидената функция на механизма, но и реалните последици от неговите несъвършенства. Изследователите са успели да преценят как механизмът действително би работил на практика.

Комбинирайки ефектите от зъбите с триъгълна форма и грешките в разпределението на зъбите, Естебан Сигети и Густаво Аренас установяват, че механизмът скоро ще спре напълно или ще се десинхронизира, тъй като зъбните колела губят контакт едно с друго.

"Нашият подход бе да конструираме изчислителен модел на механизма, който се опитва да се доближи възможно най-близо до това, което би било в първоначалното му състояние", съобщава Сигети. "Грешките [на механизма] надвишават ограниченията на механичния толеранс, необходими за плавното въртене на механизма."

Изчислителен модел на механизма на Антикитера. Кредит: Esteban Szigety, Gustavo Arenas

Механизмът на Антикитера блокира в 90 процента от времето, обикновено преди слънчевият компонент, наречен като указател или индикатор, да успее да завърши "четири месеца" движение.

Механизмът е далеч от идеален, особено като се има предвид, че за създаването на компютърния модел авторите приемат, че зъбните колела са идеално кръгли и плоски и че зъбите са прави и симетрични. Всички допълнителни несъвършенства, както се изразяват авторите, биха "допълнително усложнили ситуацията".

Фрагмент А (отзад) от антикитерския механизъм, който се състои от сложна система от 32 колела и плочи с надписи, свързани със знаците на зодиака и месеците. Кредит: Marsyas/CC BY-SA 3.0.

Не за първи път използваемостта на механизма на Антикитера се поставя под въпрос и подобен скептицизъм кара някои учени да предположат, че 2000-годишното устройство може да е било сложна играчка или образователен предмет, а не научен инструмент. Авторите не са убедени и твърдят, че е "малко вероятно някой да си направи труда да конструира такова сложно, но нефункционално устройство".

Вместо това Сигети и Аренас поставят под съмнение точността на измерванията на зъбите и зъбните колела, които са получени от томографски сканирания на оцелелите фрагменти. Техният изчислителен модел е силно зависим от тези данни и корозията в продължение на две хилядолетия е деформирала предавката.

"Днес вече не е направен от бронз, а от нов материал, образуван по време на корозия, наречен атакамит", обяднява Сигети. "Физическите му свойства се различават значително от оригиналния материал и много компоненти са деформирани или покрити с инкрустации, което допълнително усложнява извличането на точни измервания."

Въпреки че томографските сканирания сега дават най-високото технически постижимо ниво на детайлност, може би след време по-напреднали техники за измерване могат да помогнат за усъвършенстване на истинската точност и функциониране на устройството. Ако се появят такива технологии, сигурно някой ще ги приложи към механизма на Антикитера.

Справка: Esteban Guillermo Szigety y Gustavo Francisco Arenas, The Impact of Triangular-Toothed Gears on the Functionality of the Antikythera Mechanism, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2504.00327

Източници:

Antikythera Mechanism's intricate gears: Simulations of ancient astronomical device reveal potential jamming issues, Bob Yirka, Phys.org

So Did the Antikythera Mechanism Actually Work? New Research Casts Doubt, Ancient Оrigins

Turns Out, This Ancient Analog Computer Didn’t Function Very Well, New Study Finds, Аrtnet

Още по темата

01/07/2024

Човекът

Тайната на "компютъра" от Антикитера се разкрива с технология за гравитационни вълни

21/09/2016

Човекът

Кой е плавал на кораба от Антикитера с "първия компютър"

12/06/2016

Човекът

Древногръцкият механизъм от Антикитера се оказа астрономически компютър (видео)

27/09/2015

Животът

За първи път е построена легендарната сфера на Архимед (видео)