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【中通快遞香港】2100年前的計算機什麼樣?科學家已接近完美復原

2021-03-14  徐德文科...
計算機是上個世紀的偉大發明,極大地提高了人類智識和生產效率,帶領人類文明飛躍發展,進入了現代社會和信息社會,並將在可以看見的未來發揮更大的作用。
恐怕沒有人會把計算機和古代社會聯繫起來,然而確實有一件2100年前的古希臘機械設備殘骸,被稱為世界上第一台計算機,目前科學家們正在對其進行研究,已完成了數字模型的製作,即將製造出一個現實的物理版本,和古希臘文明的智者在不同的時空中交流切磋。
這個所謂的古希臘計算機殘骸就是舉世聞名的安提基特拉機械(Antikythera mechanism),它的發現純屬偶然。上世紀1900年,一位希臘潛水員在安提基特拉島附近潛水時,發現了一艘古老貨船的殘骸,他和其他潛水員一起將裏面的文物打撈了起來。一年後,沉船上一塊被認為是岩石的東西到了一位名叫瓦雷里奧斯·斯塔伊斯(Valerios Stais)的考古學家手裏,他發現上面鑲嵌了了一個齒輪,從而認為這是一個古老的青銅機械裝置。
到上世紀50年代,這些碎片才被完全清理出來,英國的科學家開始對其進行研究,並用X射線和伽馬射線掃描,以瞭解其內部結構,最終確認這個裝置被用於計算太陽、月亮及已知5個行星的運動,因而被認為是世界上第一台模擬計算機。
由於該裝置殘缺不全,此後科學家們一直不斷潛入沉船尋找該裝置的其它部分,到2005年的時候,一共找到並確認了該裝置的82個碎片,包括軸承、支柱、齒輪、銅蓋等,不過也只佔整個裝置的三分之一左右。其中銅蓋上刻了兩千多個字母,通過造影技術已有95%被辨識出來,證明是該機械裝置的使用手冊,裏面包括描述行星運動的文字,及準確的金星、土星週期等。
研究表明,該裝置誕生於公元前150年到100年之間,和阿基米德製造的天象儀和太陽系儀類似,而且可能有關聯,很可能起源於古希臘的羅德島,該島以機械製造而聞名。這個機械計算機代表了古希臘非凡的天文、數學成就和製造技術,類似複雜的工藝要到14世紀才在歐洲出現,因而卡迪夫大學的麥可·埃德蒙教授讚歎説,這個機器如此非凡,而且僅此一件,它設計美麗,天文週期極為精確,讓所有人都驚掉了下巴……在歷史性和稀有度上,必須承認這個機械比蒙娜麗莎更有價值。
安提基特拉機械的發現讓科學家們如獲至寶,很多機構都在對其進行研究,先後在重要期刊上發表了很多論文,也製造出多個重建品,為世界上很多博物館收藏,但並不能完全和數據相匹配。
由於該裝置已在海底躺了約兩千年的時間,結構極為脆弱,因而只能通過掃描技術窺探其內部。隨着技術水平的不斷進步,科學家們研製出了更加先進的成像系統來對其進行研究,獲得了越來越多的細節,因而可以進行更精細準確的復原重建。
最新的重建由倫敦大學學院(UCL)的一個跨學科團隊展開,他們根據破譯的古希臘文字和此前的研究,建立了一個新的計算模型,該模型基於目前科學家們從現存殘骸中收集的所有知識,符合所有物理學證據,並與刻在機器上的銘文精確匹配,有望成為迄今為止對安提基特拉機械最準確的重建。
我們不得不佩服古人淵博的知識和精湛的技術,在2000多年前就能製造出如此複雜如此精妙的機械計算機設備,並用於預測未來的天象。2010年,一位蘋果公司的軟件工程師安迪·卡羅(Andy Carol)甚至用1500個樂高積木,製作了該機械的複製品,並準確預測了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製造工藝,所用的金屬也尋常可見,為什麼我們現在沒有發現更多這樣的裝置,甚至連其它類似的機械,比如鐘錶都沒有製造出來呢?難道古希臘人僅僅限於製造可以追蹤行星運動和日食、月食的齒輪計算機就已經心滿意足了?
這項研究發表在3月12日的《科學報告》雜誌上。
Scientific Reports/A Model of the Cosmos in the ancient Greek Antikythera Mechanism



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