Понятная информатика,

"Антикитерский механизм"

Антиките́рский механи́зм (другие варианты написания: андики́тирский, антикифирский, антикиферский; др.-греч. Μηχανισμός των Αντικυθήρων) — механическое устройство, поднятое в 1901 году с древнего судна. Остатки судна и его груз обнаружены греческим водолазом 4 апреля 1900 года недалеко от греческого острова Андики́тира (Антикитера, др.-греч. Αντικύθηρα).

История открытия

Греческий водолаз Ликопантис 4 апреля 1900 года обнаружил античный римский корабль, затонувший в Эгейском море между греческим островом Крит и полуостровом Пелопоннес недалеко от острова Андикитира (Антикитера) на глубине от 43 до 62 метров. Возможно, корабль шёл с острова Родос, где во II веке до нашей эры жил и работал известный греческий астроном и математик Гиппарх Никейский. Работы по подъёму древностей продолжались с ноября 1900 года по 30 сентября 1901 года. Водолазы подняли на поверхность множество артефактов... Находки были переданы в Национальный археологический музей в Афинах для изучения и хранения. 17 мая 1902 года года археолог Валериос Стаис осматривал куски корродированной бронзы, покрытые толстым слоем морских отложений, которые считали обломками статуй. Внезапно он обнаружил, что некоторые куски являются фрагментами механизма. Артефакт активно изучали с 1951 года, когда английский историк Дерек Джон де Солла Прайс  заинтересовался им, обосновал и доказал, что механизм является уникальным античным механическим вычислительным устройством.

Монеты, найденные на затонувшем корабле в 1976 году экспедицией французского исследователя Жака-Ива Кусто, дали первую примерную дату изготовления находки — 85 год до нашей эры.

Первые исследования  механизма проводились с 1902 по 1910 и с 1925 по 1930 годы. Уже в ходе первых осмотров прибора стало ясно, что «астролябия», как некоторые изначально называли этот сложный прибор, была гораздо более продвинутой, чем любые известные астролябии. Редиадис, Радос и Теофанидис (все — греческие военно-морские офицеры и адмиралы) написали ряд статей на эту тему с 1903 по 1930 годы. Теофанидис сконструировал первую бронзовую модель астрономических часов, которые показывали некоторые из планет. Но более серьёзные результаты были получены с помощью рентгеновских исследований Прайсом в 1951—1978 годах.

Реконструкция Прайса

Прайс провёл рентгеновское исследование механизма и построил его схему. В 1959 году он опубликовал в журнале Scientific American подробное описание механизма. Полная схема устройства была представлена только в 1971 году и содержала 32 шестерни.

Циферблат на передней стороне служил для отображения знаков зодиака и дней в году. Два циферблата на тыльной стороне были настроены на 2 цикла: система шестерён с передаточным соотношением 254:19 использовалась для моделирования движения Солнца и Луны относительно неподвижных звёзд. Соотношение выбрано на основе Метонова цикла: 254 сидерических месяца (периода обращения Луны относительно неподвижных звёзд) с большой точностью составляют 19 тропических лет или 254 − 19 = 235 синодических месяцев (периода смен фаз Луны). Второй цикл длится 223 лунных (синодических) месяца, по его завершении цикл солнечных и лунных затмений повторяется. Эти повторения позволяли вычислять положения светил в будущем — задавать настройки можно было, вращая ручку. Положение Солнца и Луны выводилось на циферблат с одной из сторон механизма.

В реконструкции Прайса присутствовала дифференциальная передача, которая, как ранее считалось, была изобретена не раньше XVI века. С её помощью вычислялась разность положений Солнца и Луны, которая соответствует фазам Луны. Она выводилась на другой циферблат. Британский часовщик Джон Глив (John Gleave) построил работающую копию механизма по этой схеме.

Реконструкция Райта

Майкл Райт (англ. Michael Wright), специалист по механическим устройствам из Лондонского музея науки, предпринял новое исследование механизма, для чего воспользовался методом рентгеновской томографии, которым были получены двумерные срезы механизма. Предварительные результаты исследования были представлены в 1997 году. Они показали, что в реконструкции Прайса имеются фундаментальные ошибки. В частности, было убедительно показано, что предположение о наличии дифференциальной передачи в механизме не соответствует действительности.В 2002 году Райт предложил свою реконструкцию. Он подтвердил общее заключение Прайса о том, что механизм служил для моделирования движения небесных тел. Согласно Райту, механизм мог моделировать движение не только Солнца и Луны, но и пяти известных в древности планет — Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.

Реконструкция Университетского колледжа Лондона

В 2021 году сотрудники группы изучения Антикитерского механизма в Университетском колледже Лондона расшифровали принцип работы зубчатой передачи антикитерского механизма и создали его действующую модель.

Прочее

В 2010 году инженер Apple Эндрю Кэрол с помощью конструктора LEGO создал аналог антикитерского механизма по реконструкции Прайса (с использованием дифференциала).

Функции и принципы работы механизма

Механизм представляет собой календарь, а также астрономическое, метеорологическое, образовательное и картографическое устройство. Это самый древний образец аналогового вычислительного устройства, первая известная механическая Солнечная система, планетарий и астрономические часы.

Механизм создавался с тщательно разработанными и изготовленными бронзовыми шестернями с зубьями треугольной формы, созданными для выполнения определённых математических расчетов, позволяющих пользователю найти положение небесных тел на небе. Фактические размеры шестерней оптимизированы для минимизации трения, давая необходимую прочность, позволяющую использовать прибор без прерывания работы и без использования подшипников. При изготовлении механизма были использованы разные сплавы меди с оловом и свинцом. Шестерни сделаны из более твёрдого сплава, зубья закалены. Пластины же механизма, на которых написаны инструкции, были сделаны из более мягкого материала.

Основные функции механизма

• Отображение положения Солнца
• Отображение положения Луны (включая фазу)
• Определение солнечных и лунных затмений
• Определение даты важнейших греческих игр и празднеств: Олимпиады, Наайские игры, Пифийские игры, Немейские игры и Истмийские игры

Передняя сторона

На передней стороне механизма находились две концентрические шкалы с зодиакальным и солнечным годами:

1) Положение Солнца на небе в течение года — использовался указатель с небольшой золотой сферой.

2) Расположение и фазы Луны в течение месяца — использовался указатель с небольшой серебряной сферой, который вращался вокруг двух осей.

Механизм, вероятно, имел указатели для планет. Из древних источников известно, что эти указатели были изготовлены из ценных пород дерева и показывали расположение планет с действительной переменной скоростью.

Задняя сторона

На задней стороне механизма указатели показывали:

1) Солнечные и лунные затмения на основе:

а) цикла Сарос продолжительностью 223 месяца (спиральная шкала);

б) цикла Экселигмос продолжительностью 54 года (малая круговая шкала);

2) Появление Луны в той же фазе и в том же положении на небе с помощью:

а) Метонова цикла (19 лет), который до сих пор используется для вычисления греческой Православной Пасхи (спиральная шкала);

б) Периода Каллипа продолжительностью 76 лет (малая круговая шкала);

3) годы Панэллинских празднеств: Олимпиады, Пифийские игры, Немейские игры и Истмийские игры (малая круговая шкала).

 

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Антикитерский_механизм

Книга:       https://alpinabook.ru/catalog/book-antikiterskiy-mekhanizm/