人文科普:2100年前的計算機什麽樣?科學家已接近完美複原
發布時間:2021-03-15
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計算機是上個(ge) 世紀的偉(wei) 大發明,極大地提高了人類智識和生產(chan) 效率,帶領人類文明飛躍發展,進入了現代社會(hui) 和信息社會(hui) ,並將在可以看見的未來發揮更大的作用。

恐怕沒有人會(hui) 把計算機和古代社會(hui) 聯係起來,然而確實有一件2100年前的古希臘機械設備殘骸,被稱為(wei) 世界上第一台計算機,目前科學家們(men) 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(ge) 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(ge) 所謂的古希臘計算機殘骸就是舉(ju) 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麵的文物打撈了起來。一年後,沉船上一塊被認為(wei) 是岩石的東(dong) 西到了一位名叫瓦雷裏奧斯·斯塔伊斯(Valerioses Stais)的考古學家手裏,他發現上麵鑲嵌了了一個(ge) 齒輪,從(cong) 而認為(wei) 這是一個(ge) 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,以了解其內(nei) 部結構,最終確認這個(ge) 裝置被用於(yu) 計算太陽、月亮及已知5個(ge) 行星的運動,因而被認為(wei) 是世界上第一台模擬計算機。

由於(yu) 該裝置殘缺不全,此後科學家們(men) 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(ge) 碎片,包括軸承、支柱、齒輪、銅蓋等,不過也隻占整個(ge) 裝置的三分之一左右。其中銅蓋上刻了兩(liang) 千多個(ge) 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(ce) ,裏麵包括描述行星運動的文字,及準確的金星、土星周期等。研究表明,該裝置誕生於(yu) 公元前150年到100年之間,和阿基米德製造的天象儀(yi) 和太陽係儀(yi) 類似,而且可能有關(guan) 聯,很可能起源於(yu) 古希臘的羅德島,該島以機械製造而聞名。這個(ge) 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·埃德蒙教授讚歎說,這個(ge) 機器如此非凡,而且僅(jin) 此一件,它設計美麗(li) ,天文周期極為(wei) 精確,讓所有人都驚掉了下巴……在曆史性和稀有度上,必須承認這個(ge) 機械比蒙娜麗(li) 莎更有價(jia) 值。

安提基特拉機械的發現讓科學家們(men) 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(ge) 重建品,為(wei) 世界上很多博物館收藏,但並不能完全和數據相匹配。

由於(yu) 該裝置已在海底躺了約兩(liang) 千年的時間,結構極為(wei) 脆弱,因而隻能通過掃描技術窺探其內(nei) 部。隨著技術水平的不斷進步,科學家們(men) 研製出了更加先進的成像係統來對其進行研究,獲得了越來越多的細節,因而可以進行更精細準確的複原重建。最新的重建由倫(lun) 敦大學學院(UCL)的一個(ge) 跨學科團隊展開,他們(men) 根據破譯的古希臘文字和此前的研究,建立了一個(ge) 新的計算模型,該模型基於(yu) 目前科學家們(men) 從(cong) 現存殘骸中收集的所有星空体育官网入口网站,符合所有物理學證據,並與(yu) 刻在機器上的銘文精確匹配,有望成為(wei) 迄今為(wei) 止對安提基特拉機械最準確的重建。

我們(men) 不得不佩服古人淵博的星空体育官网入口网站和精湛的技術,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(yu) 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(ge) 樂(le) 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(wei) 什麽(me) 我們(men) 現在沒有發現更多這樣的裝置,甚至連其它類似的機械,比如鍾表都沒有製造出來呢?難道古希臘人僅(jin) 僅(jin) 限於(yu) 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
來源:徐德文科學頻道


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