如果你碰巧看过今年早些时候上映的最新印第安纳·琼斯动作电影《夺宝奇兵:命运转盘》,你一定会对安提基特拉机械装置有所了解,这是历史上最令人困惑的时代错位之一——一个本不该存在于其所在时代的物体。
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《夺宝奇兵5:命运转盘》的制片人在描绘安提基特拉机械装置时,充分发挥了他们的创作自由,他们将其称为“命运转盘”。它可能是也可能不是由阿基米德制造的,但它绝对不是一台时间机器。得益于对这一神秘物体的新分析,研究人员现在确信他们知道它的用途了。
1901年5月17日,在希腊安提凯希拉岛(位于爱琴海)海岸附近,海绵潜水员在海底一处先前未被发现的沉船残骸中探索时,发现了许多重要的物品。
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从古代沉船中打捞出的第一件物品是一尊青铜雕像的残片。希腊历史学家兼政治家斯皮里登·斯塔伊斯立刻意识到,这并非普通的沉船。他安排了对该遗址的水下发掘工作。
从一开始,这艘古代沉船的水下发掘就取得了一些惊人的发现。潜水员们打捞出了金、银和铜币,以及大量的雕像和陶器碎片。但这些发现的重要性被接下来的发现所掩盖。
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几块圆形、绿色、表面结壳的金属碎片被带到了地面上。经过仔细检查,斯泰斯和他的团队发现这些碎片和残片是相互连接的金属齿轮,与现代机械的部件非常相似。
在海底沉睡了数个世纪后,齿轮被腐蚀并覆盖了厚厚的沉积物,最初存放齿轮的木箱也几乎完全解体。尽管如此,安提基特拉机械装置显然是一件超越其时代的先进物品。
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根据发现它的沉船,研究人员认为安提基特拉机械装置制作于公元前100年至公元前50年之间。最新的数据更精确地将该装置的时间定位在公元前65年左右。古希腊人是如何在公元前65年制造出一台计算机的呢?
安提凯希拉装置,从定义上来说,是一种模拟计算机。齿轮的运动计算了用户所需的信息。该设备似乎有一种将数据导入机制的方法。从那里,信息可以根据科学上合理的数学尺度进行操纵,然后输出结果。
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早期,研究人员推测该装置用于预测太阳和月亮的运动,但事实证明,该装置比另一种希腊发明——星盘更为复杂。星盘是用于测量恒星的原始导航工具。而安提基特拉机械装置的功能则要强大得多。
安提基特拉机械装置是独一无二的。迄今为止,考古学家从未发现过类似的装置,这更加深了人们认为该装置是一个时代错位物品的信念。它的存在迫使我们重新审视人类智慧发展的时间线。
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公元前一世纪的人们本不应该拥有制造计算机的知识,然而安提基特拉机械装置却真实存在。正如我们稍后将看到的,最近的研究可能已经揭示了该装置的用途,但它并没有解释是谁制造了它。
安提基特拉机械装置必定是由一位在天文学、数学、科学和机械学方面拥有先进知识的天才发明和建造的。最近的研究表明,这台机器的创造者还对毕达哥拉斯定理有着深刻的理解。
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谁符合这一描述?根据文本证据和他们已知的著作,研究人员已经将范围缩小到两个可能的候选人。罗得岛的波西多尼乌斯和阿基米德。
波西多尼奥斯是一位希腊天文学家、哲学家和地理学家,生活在大约公元前135年至公元前51年。尽管他并非罗德岛本地人,但他一生中大部分时间都在那里度过。他基于自己的观察和计算,为科学做出了显著的贡献。
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他的著作主要集中于天文学和宇宙学。波西多尼乌斯还研究地理学。他计算了地球的周长,结果惊人地接近实际周长。遗憾的是,他的大部分著作都已失传,因此如果他的工作包括建造安提凯希拉装置,我们也没有证据来证明这一点。
阿基米德是一位希腊工程师、发明家、数学家和物理学家,生活在公元前3世纪的西西里岛。他被认为是古代最伟大的科学家之一,阿基米德发明了用于提升地下水的阿基米德螺旋泵,并为我们计算了圆周率π。
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在古代文献和西塞罗于公元前51年撰写的文稿中,有两处引人入胜的提及,可能指的是安提基特拉机械装置。在他的著作中,他将这两项发明的功劳归于阿基米德。
爱琴海对安提基特拉机械装置并不友好。当它被发现时,这个装置已经支离破碎。碎片非常多。迄今为止,已经发现了82块来自这个神秘物体的碎片和部件。但它仍然是一个不完整的发现。
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安提凯希拉装置的82个碎片仅占原始设备的三分之一左右。由于没有所有碎片,也没有完整的模型,研究人员无法确定这些碎片是如何组合在一起的,以及该设备的用途是什么。
利用3D X射线扫描仪和数字成像技术,当今的研究人员从安提凯希拉装置的碎片中获取了新的信息。高分辨率图像经过增强,使研究人员能够更清晰地看到碎片上的铭文。
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事实证明,阅读手册确实让理解设备变得更加容易。新图像显示了太阳和月亮,以及与黄道和太阳历相吻合的标记。根据这些信息,研究人员已经能够逆向工程复原安提基特拉机械装置的缺失部分。
根据他们从最新分析中获得的信息,研究人员已经能够创建安提基特拉机械装置的计算机化模型。这是研究人员首次能够创建一个符合已知证据并符合该设备描述模型。
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安提基特拉机械装置的计算机模型现在可以让研究人员更准确地观察这一古老装置。这是研究人员首次能够理解该装置的功能。他们的发现令人震惊。
安提基特拉机械装置能够进行复杂的天文计算。它可以预测太阳和月亮的运动,并确定金星和土星以及其他已知行星的运行周期。
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此外,安提基特拉机械装置能够精确复制月球的不规则运动。月球绕地球的椭圆轨道导致月球的运动不规则。但该装置可以通过使用两个叠加的齿轮来计算这一运动,其中一个齿轮略微偏离中心。
下一步,研究团队将重建已发现的青铜齿轮,并制造其余部分。根据计算机模型,安提基特拉机械装置很可能有37个齿轮。目前,其中7个齿轮仍处于假设阶段。
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然而,根据最新的分析和计算机模型,研究人员相当确信他们已经了解了这些未知齿轮的正确配置。正如研究小组负责人、卡迪夫大学的迈克·埃德蒙兹所指出的那样,“设计非常精美,天文学上的计算也完全准确。”
新的安提基特拉机械装置重建工作将尝试复制原始设备。据信,该设备被放置在一个大约鞋盒大小的木箱中。箱子的外部有一系列刻度盘,用于输入数据。
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计算机的核心位于盒子内部。手工切割、抛光的青铜齿轮复杂组合,随着表盘的转动而运动,用于计算天体的位置。该设备甚至可以显示太阳、月亮和行星的未来位置。
通过操纵刻度盘,安提基特拉机械装置可以确定任何选定日期上天体的位置。这一信息可能使希腊人在即将到来的战斗或航行中占据优势。此外,已经证明安提基特拉机械装置被用来确定即将到来的日食和月食的日期。
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进行其中一项计算所需的数学和工程学知识令人震惊。令人难以置信的是,古代人在没有计算机的情况下,竟然能够制造出能够完成所有这些复杂计算的单一设备。安提基特拉机械装置如此先进,以至于在接下来的一个世纪里,都没有其他类似的机器被制造出来。