Het Antikythera-mechanisme: 's werelds oudste analoge computer

Inhoud

• Ontdekking
• Historisch Con
• functionaliteit
• Geen bugs, geen stress - Uw stapsgewijze handleiding voor het creëren van levensveranderende software zonder uw leven te vernietigen
• Omschrijving
• Gevolgtrekking

Bron: Dechev / Dreamstime.com

Afhaal:

Het Antikythera-mechanisme is de oudste analoge computer ter wereld. Het had minstens 30 versnellingen en werd gebruikt voor astronomische berekeningen en kalendervoorspellingen.

Mysterieuze oude tandwielen. Complexe astronomische berekeningen. Nauwkeurige productie. Het klinkt als een script uit een tv-programma over oude aliens. Maar dit zijn termen die worden gebruikt om een ​​2000 jaar oud apparaat te beschrijven dat is gevonden voor de kust van het eiland Antikythera in de Egeïsche Zee. De onderzoeker Tony Freeth schreef over de ontdekking: "Als de oude Griekse wetenschappers deze tandwielsystemen 2000 jaar geleden konden produceren, zou de hele geschiedenis van de westerse technologie moeten worden herschreven."

Ontdekking

Het scheepswrak is een verhaal over twee stormen. Rond 60 v.Chr. Werd een enorm vrachtschip met enorme rijkdom tot zinken gebracht in ongeveer 100 voet water in een gevaarlijk gebied van de zee. Sponsduikers vonden de verloren schat in 1900 nadat ze zelf een verraderlijke storm hadden overleefd. Een van de bevindingen die gedurende negen maanden uit de zeebodem werd gehaald, was een complex, klokachtig apparaat dat bekend staat als het Antikythera-mechanisme.

De archeologische expeditie zou een van de grootste troeven van oude mariene artefacten ooit opleveren, waaronder marmeren en bronzen beelden, munten, aardewerk en gouden sieraden. Maar het grootste van alles was de meervoudige mechanische astronomische rekenmachine die bekend is geworden als 's werelds oudste analoge computer. Wanneer het uit het water werd getrokken, was het zeer waarschijnlijk in één stuk, maar het duurde niet lang voordat het object in 82 gecorrodeerde fragmenten was uiteengevallen. Het was samengesteld en is te zien in het Nationaal Archeologisch Museum in Athene. (Voor meer informatie over vroege analoge computers, zie The Analytical Engine: A Look Back at Babbages Timeless Designs.)

Historisch Con

Koolstofdatering van de rest van de objecten lijkt ze allemaal in de eerste eeuw voor Christus te plaatsen, maar het Antikythera-mechanisme is misschien al een antiek tegen die tijd. Er wordt aangenomen dat het schip uit Klein-Azië reisde, waarvan archeoloog Dr. Brendan Foley vermoedde dat het de bruidsschat van een rijke vrouw was. Men denkt dat het mechanisme zelf veel ouder is. (Zie voor meer informatie over oude (maar niet zo oude) technologie Nieuwe technologieën die ouder zijn dan u denkt.)

Aanvankelijk onderzoek in 1902 door archeoloog Valerios Stais in het museum ontdekte de aanwezigheid van tandwielen in de klomp en was van mening dat het mechanisme te complex was om uit dezelfde periode te komen als de andere items. Pas in 1974 werd het opnieuw serieus behandeld, toen Derek de Solla Price zijn artikel 'Gears from the Greeks' publiceerde. Het Antikythera-mechanisme: een kalendercomputer uit ca. 80 v.Chr. ”Verdere studies door Michael Wright van het Science Museum en later bij Imperial College of London brachten het onderzoek veel verder. Momenteel blijft het Antikythera Mechanism Research Project, geleid door Tony Freeth en anderen, aanzienlijke vooruitgang boeken bij het begrijpen van het apparaat.

Het Antikythera-mechanisme is gemaakt door de Grieken. Hun bijdragen aan kunst, filosofie en architectuur zijn bij iedereen bekend, maar hun technologische vooruitgang kan als een verrassing komen. Het apparaat heeft ten minste 30 versnellingen en kan er maar liefst 50 of 60 hebben gehad. Soortgelijke apparaten werden genoemd door Cicero (106–43 v.Chr.), En de technologie is toegeschreven aan de wiskundige Archimedes (287-212 v.Chr.) Door sommigen en aan de astronoom Hipparchus (c.190 – c.120 BC) door anderen. De eerste mogelijke eclips die door het mechanisme wordt opgemerkt, lijkt te verwijzen naar de datum 205 voor Christus, dus sommigen geloven dat het apparaat ouder was dan dat. Het lijkt duidelijk dat de machine die in de Egeïsche Zee werd ontdekt, het resultaat was van vele jaren van ontwikkeling en mogelijk een geminiaturiseerde versie van grotere prototypes was, lang voordat deze werd gebouwd.

functionaliteit

Het mechanisme had opmerkelijke mogelijkheden. Het zou maancycli kunnen laten zien, maan- en zonsverduisteringen kunnen voorspellen en de posities van de zon, de maan en vijf bekende planeten kunnen weergeven. Het was zelfs goed voor de vierjaarlijkse atletiekwedstrijden. Mike Edmunds van Cardiff University vindt de vondst "waardevoller dan de Mona Lisa." Volgens Tony Freeth verstoort het mechanisme "al onze ideeën over wat de oude Grieken konden. Het herschrijft de geschiedenis van technologie. ”

De wiskunde moet worden onderzocht. Het doel van het apparaat is om astronomie te berekenen met behulp van perioderelaties, en de sleutel daarvoor was het intelligente ontwerp en de productie van interactieve tandwielen. Het aantal tanden op de tandwielen stemde overeen met de hoeveelheid kennis die de Babyloniërs hadden opgedaan. Een studie van het mechanisme is een studie van astronomie.

Geen bugs, geen stress - Uw stapsgewijze handleiding voor het creëren van levensveranderende software zonder uw leven te vernietigen

U kunt uw programmeervaardigheden niet verbeteren als niemand om softwarekwaliteit geeft.

Voor sommige van de berekeningen zijn de Saros-cyclus (een periode van ongeveer 6.585,3 dagen, of 18 jaar 11 dagen 8 uur, die van toepassing is op zowel maan- als zonsverduisteringen), de 19-jarige Metonische cyclus, de 76-jarige Calippische cyclus en de 54-jarige Exeligmos-cyclus. NASA biedt een duidelijke samenvatting van de Saros-cyclus met moderne precisie. Het is een natuurlijke harmonie tussen drie orbitale perioden van de manen:

• Synodische maand (nieuwe maan tot nieuwe maan) = 29.530589 dagen = 29d 12h 44m 03s
• Anomalistische maand (perigee tot perigee) = 27.554550 dagen = 27d 13h 18m 33s
• Draconische maand (knooppunt tot knooppunt) = 27.212221 dagen = 27d 05h 05m 36s

Een Saros-cyclus is het equivalent van:

• 223 synodische maanden = 6585.3223 dagen = 6585d 07h 43m
• 239 anomalistische maanden = 6585.5375 dagen = 6585d 12h 54m
• 242 Draconische maanden = 6585.3575 dagen = 6585d 08h 35m

De Grieken hadden veel van hun kosmologie aan de Babyloniërs te danken - inclusief eclipsen beschreven op kleitabletten in astronomische dagboeken - maar ze keken ook naar de innovaties van hun eigen wiskundigen en geleerden in de studie van astronomie. Meton van Athene introduceerde de Metonische cyclus in 432 v.Chr. De Metonic-cyclus was de basis voor de Griekse kalender. Hier hebben we het over 235 synodische maanden, of 19 jaar, een periode waarin de maanfase terugkeert naar ongeveer dezelfde datum van het jaar. De Calippische cyclus strekt zich uit tot vier Metonische perioden of 76 jaar (4 × 19). Het werd voorgesteld door Calippus in 330 v.Chr. En wordt gezien als een verbetering van de Metonic-berekeningen. De Exeligmos-cyclus is de drievoudige Saros, of 54 jaar. Deze periode vormde echte eclipsherhalingen, of het verschijnen van verduisteringen met vergelijkbare eigenschappen.

We zullen niet proberen alle cijfers hier te laten draaien. Maar het is opmerkelijk dat een versnelling met 223 tanden verantwoordelijk was voor het berekenen van de verduisteringen van de maan en de zon. De getallen 19, 53, 127 en 223 zijn allemaal priemgetallen en spelen een belangrijke rol in de berekeningen. Het apparaat compenseerde zelfs epicycli van de planeten en de variabele beweging van de maan met behulp van een pin-and-slot-mechanisme. Bestudeer "The Cosmos in the Antikythera Mechanism" van Tony Freeth en Alexander Jones om dit nader te onderzoeken. U profiteert ook van twee sessies die op video zijn opgenomen door het Computer History Museum over dit onderwerp.

Omschrijving

Het Antikythera-mechanisme was een oude draagbare computer. Het was gehuisvest in een kleine houten doos met afmetingen 340 mm x 180 mm x 90 mm. Zoals Freeth het verwoordde: “Het Antikythera-mechanisme was klein, licht en draagbaar. Ze slaagden erin om bijna al hun kennis van astronomie in dit kleine apparaat te proppen. Het was de theorie van bijna alles in een doos, zeer vergelijkbaar met de moderne laptop van vandaag. "

De voorkant van de doos had twee grote wijzerplaten. De buitenste wijzerplaat toonde de 365-daagse Egyptische kalender. Om rekening te houden met het feit dat er 365 ¼ dagen in het jaar zijn en er geen schrikkeljaar werd gebruikt, was het eenvoudig om de pin van de wijzerplaat te verwijderen en over één inkeping te verplaatsen (gelijk aan één dag). De binnenste wijzerplaat toonde de Zodiac-kalender, die twaalf afdelingen van hemelse lengte omvat. Men denkt dat de voorkant van het apparaat wijzerplaten heeft gebruikt om de locaties van de vijf bekende planeten te bepalen: Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus.

De achterkant van de computer bevatte twee spiraalvormige wijzerplaten. De bovenste gaf de 19-jarige Metonic-kalender weer, verdeeld in 235 maanmaanden. Een binnenste wijzerplaat toonde de 4-jarige Panhellenic Games en de 76-jarige Callippic-cyclus. De onderste wijzerplaat gaf de voorspellingscyclus van 223 maanden eclips weer, gebaseerd op de Saros-cyclus. Glyphs op de wijzerplaat deden verdere voorspellingen over de maan- en zonsverduisteringen, inclusief het tijdstip van de dag en mogelijk zelfs de stralende kleuren. Binnen die wijzerplaat bevindt zich de exeligmos-wijzerplaat. Michael Wright demonstreert het apparaat met behulp van zijn eigen model van het Antikythera-mechanisme. Een handslinger bracht alle wijzerplaten door de verschillende kalenders en cycli. Wat verbazingwekkend is, is dat deze oude computer in theorie (rekening houdend met mogelijke slip van de versnelling) de Saros-, Metonic-, Calippic- en Exeligmos-cycli heeft kunnen berekenen en andere bepalingen met verbluffende nauwkeurigheid kon maken.

Gevolgtrekking

Zonder moderne gemakken zoals wij, waren de hemelen volledig tentoongesteld voor de burgers van de antieke wereld. Het bijhouden van zon, maan en sterren was erg belangrijk voor hen. Hunne was een geocentrisch universum, begrepen door de hemelse modellen van Aristoteles en Ptolemaeus. De onderzoekende geesten van de Grieken hadden dorst naar kennis over hun wereld en alles daarin. De fasen van de maan vertelden hen wanneer ze gewassen moesten planten, gevechten moesten voeren, religieuze festivals moesten houden of 's nachts moesten reizen. De nachtelijke hemel had de ouden vanaf onheuglijke tijden geleid, en nu konden ze het voorspellen met wetenschappelijke middelen. Onderzoeker Alexander Jones vatte het op deze manier samen: "Hier was het Griekse genie op zijn hoogtepunt, de grote en goddelijke kosmos, vertegenwoordigd door mechanismen, door wetenschappers die wilden aantonen dat er geen wiskundige uitdaging was die buiten hun mogelijkheden lag."

(Bekijk de BBC-documentaire "De 2000 jaar oude computer - Decodering van het Antikythera-mechanisme" voor meer informatie.)