解码两千年前的“计算机”

编译 吴青

安提基西拉机器（复原模型）

1901年，在希腊的安提基西拉海岸上，人们发现了公元前1 世纪古罗马时期一艘沉船的船骸，在其中发现的一个后来被称为“安提基西拉机器”的装置尤其令人惊讶。

一个惊人的发现

两千年前有计算机？

今天，已有两千年历史的安提基西拉机器只留下已分裂为82 个零碎部件的30 个铜齿轮。在海底躺了漫长岁月后，这些发绿的铜片远远看去就像是表面有霉斑的岩石。但近看由这些零碎部件归位复原成的安提基西拉机器，你会感到无比惊讶。虽然锈迹斑斑，但该机器呈现的却完全是现代技术：它的齿轮上的三角形轮齿非常规整，因此这些齿轮简直就像是现代钟表内部的齿轮；它的一个被划分了度数的铜环，简直就像今天学生使用的量角器。

在组成安提基西拉机器的零碎部件出土后的几十年中，学者一直无法解读它们。直到20 世纪70～90 年代，科学家对这些部件进行了多次X 射线成像，并且将它们复原为安提基西拉机器后，才意识到该机器的作用很可能是展现太阳、月球和行星运行轨迹的。一名调查人员当时惊呼：这不就是古希腊的计算机吗？

但实际上，对这些X 射线成像进行准确解释的难度很大。换句话说，调查人员当时的结论并不让人信服。因此，安提基西拉机器渐渐被专业人士遗忘。与此同时，也有一些人说，安提基西拉机器来自一艘外星飞船。但科学家指出，这纯属谬论。

安提基西拉机器所属船骸打捞现场

安提基西拉机器刚被打捞出来时的照片

安提基西拉机器（局部）

一种可能的解释

它其实是一种天象仪

直到2006 年，这部古代装置再度引起学界广泛关注。这一年，研究人员对该机器的零部件进行CT 扫描，揭示了该机器内部机制的更多细节，还发现了该机器上隐藏的铭文。这个结果再次激发了研究人员对安提基西拉机器的兴趣。

安提基西拉机器的大小和一部座钟差不多。在该机器的零部件上发现的木屑表明，该机器当初可能被置于一个木盒中。这个木盒正面有圆形“钟面”，并且至少有7 根指针。木盒侧面有转柄，转动它能让指针转动。随着转柄的转动，一系列互锁的齿轮驱动指针以不同的速度转动。研究人员认为，这些指针指示的并不是小时和分钟，而是天体时间：其中一根指代太阳，一根指代月球，另五根分别指代肉眼可见的水星、金星、火星、木星和土星。一个旋转的银黑色宝石珠指代月球的相位。铭文说明的是与某个日期对应的天体起落。

木盒背面也有两个拨号系统，其中每个都有一根指针在各自的环形槽中转动。这些指针看上去就像是老式唱机的唱针。研究人员推测，其中一个拨号系统的作用是充当日历，另一个拨号系统则显示日食和月食的时间。如此看来，安提基西拉机器就是一部天象仪。

从内部铭文来看

古希腊人可能懂会合周期

研究人员一直试图解读在安提基西拉机器内部隐藏的铭文，尤其是想了解该机器遗失的部件，其中一部分部件可能已损毁，另一部分则可能仍然在海底。虽然该机器的指针全都不见了，但有专家称铭文表明每根指针上可能都有一个小小的彩色宝石珠，其中红珠代表火星，金珠代表太阳。另外，推动指针的一些部件也不见了，这导致专家对这些部件怎样移动有争议。

科学家已经解读了安提基西拉机器上的铭文

安提基西拉机器复原结构图

安提基西拉机器复原面板

因为行星环绕太阳运行，所以从地球上看去行星就好像是在天空中前后移动。古希腊人把这种运动解释为“旋回”：一些小圆轨迹叠加在一个大圆轨迹上。一位对安提基西拉机器进行了长期研究的专家推测，该机器通过一系列小齿轮环绕较大的齿轮运动来模拟旋回。虽然有一些同行认为这个推测超出古希腊人的能力范围，但该专家表示他将发表相关证据来支持自己的这一推测。不过，至今尚未看到该专家发布的证据。

在2016年的一项研究中，专家认为，安提基西拉机器正面铭文中提到了古希腊人计算的火星和金星的会合周期，分别为462 年和442 年。因为古希腊人相信地球是太阳系的中心，所以他们追踪行星两次回到从地球上看到的夜空中同一位置之间相隔的时间，即会合周期。为了与他们的地心论符合，古希腊天文学家认为行星的运动方式很复杂，有时候行星会以团团转的方式运行，最终回到同一位置。这便是古希腊人提出的旋回。

它可能并非唯一

最早的天象仪比它还早

铭文也暗示了安提基西拉机器的制作地点。一位铭文专家说，安提基西拉机器的日历中采用了古希腊西北部科林斯人使用的月份名称，一个转盘上标注了奥运会等重要赛事的举办日期，其中多项赛事的举办地点都是位于南方的罗德斯岛。因此，安提基西拉机器有可能来自罗德斯岛，后来被船运到北方。他还说，古希腊哲学家波西杜尼斯在罗德斯岛上有间作坊，安提基西拉机器有可能正是在那里制作的。据古罗马政治家和史学家西塞罗记载，公元前1 世纪，波西杜尼斯制作了一台天象仪。从这一记载来看，安提基西拉机器与这台天象仪很相似。

古希腊人制作天象仪的时间可能比公元前1 世纪还早。西塞罗提到的由阿基米德在公元前3 世纪制作的铜机器，它很可能是一台天象仪。有专家指出，巴比伦人在公元前205 年最先提出旋回周期的概念，随后此概念流传开来。当时罗德斯岛的天文学家希帕克斯可能算出了包括安提基西拉机器在内的天象仪的数学机制。事实上，希帕克斯善于融合巴比伦人的数学预测与古希腊人的几何理论。

推测不等于事实

古人怎样制造它仍需探索

中国古代也有复杂的钟表装置

2021 年，一个团队结合巴比伦天文学、柏拉图学院数学和古希腊天文学理论，对安提基西拉机器的运作原理提出了被认为是迄今最合理、同时完全支持安提基西拉机器是天象仪这个推测的理论。

但推测不等于事实。如果古希腊人真的采用了像安提基西拉机器这么复杂的装置来展现科学知识，那么该机器就向我们展示了古希腊人的宇宙观。他们或许已经意识到大自然是有运行规律的，而这种思路正是现代科学观的根基。从这个意义上说，如果古代机械师真的采用安提基西拉机器之类的装置来模拟天体，那么他们就是天文学理论的最早提出者之一。

一些研究者至今都不认可安提基西拉机器是天象仪的说法。他们的理由是，如果该机器真的是天象仪，那么根据其表面布局（前提是其表面布局正如赞同该机器是天象仪的人所推测的那样），其核心仅25 毫米宽的空间内必须聚集一系列非常规整的中空同心圆管。现代机械师采用车床能精确制造这样的圆管，但2000 年前的古希腊人可能拥有现代车床技术吗？这种可能性很小。不过，采用古希腊人的方法，是否也能得到如此规整的圆管？科学家仍在进行这方面的研究。