ماشین آنتیکیترا؛ کامپیوتری مرموز از اعماق تاریخ

۱۱۵ سال قبل غواصان یک شی برنزی را در جزایر یونان پیدا کردند که درک ما از تاریخ بشر را دگرگون ساخت. این ابزار که در نگاه اول بی ارزش به نظر می رسد «سازوکار آنتیکیترا» نام داشته و بسیاری آن را نخستین کامپیوتر دنیا می دانند که احتمالا حین انتقال به رم همراه با کشتی غرق شده است.

یکی از تاریخدانان برجسته درباره این ماشین می گوید:

هیچ چیز دیگری در متون علمی یا آثار ادبی باستانی قابل مقایسه با این سازوکار نیست. اطلاع از این مساله کمی ترسناک است که یونانی ها قبل از پایان قبل عصر طلاییشان در زمینه تفکر و فناوری علمی تا چه حد به ما نزدیک شده بودند.

شبکه «نشنال جئوگرافیک» در سری مستندهای علمی خود اپیزودی با عنوان «Star Clock BC» را روی آنتن برد. شبکه هایBBC Four و PBS هم برنامه هایی را به بررسی این دستگاه اختصاص دادند.

در فیلم «ﻓﺎﺟﻌﻪ ﺍﺳﺘﻮﻥ ﻫﻨﺞ» هم نمونه ای تخیلی از این دستگاه به نجات جهان کم می کند. در سال ۲۰۱۰ «اندی کارول» با استفاده از لگو نسخه ای کاربردی از آنتیکیترا را ساخت که در فیلمی کوتاه هم به نمایش درآمد.

بازگشت آنتیکیترا

حدود یک قرن قبل باستان شناسی یونانی به نام «والریوس استایس» سرگرم بررسی اشیاء استخراج شده از ویرانه های یک کشتی ۲ هزار ساله در سواحل جزیره «آنتیکیترا» بود. در میان گنجینه ای از گلدان ها و ظروف زیبا، جواهرات و مجسمه ای برنزی یک مورد عجیب هم وجود داشت: مجموعه ای از چرخ دنده ها و شماره های برنجی که در جعبه ای به اندازه ساعت رومیزی کار گذاشته شده بودند.

باستان شناسان ده ها سال را صرف شناسایی کاربرد این دستگاه باستانی کرده اند که به باور برخی کارشناسان حوزه رایانه هوش محاسباتی آن به اندازه کامپیوترهای دهه ۹۰ است.

سازوکار آنتیکیترا چیست؟

در نگاه اول این تکه برنجی شبیه خرت و پرت هایی است که در مجاورت خرابه ها یا حیاط پشتی خانه پیدا می شود. البته این ابزار هم روزگاری درخشان و زیبا بوده اما آنچه که از ماشین باقیمانده شامل چندین چرخ دنده برنجی زنگ زده در یک جعبه چوبی پوسیده است.

با این حال اگر شما هم مثل والریوس استایس چشمانی تیزبین داشته باشید متوجه شواهدی از دو جین چرخ دنده می شوید که به صورت منظم روی هم سوار شده اند، به گونه ای که به نظر می رسد یک ساعت ساز سویسی با دقت هرچه تمام تر آنها را منظم کرده است.

نخستین گام سازوکار آنتیکیترا برای لرزندان پایه های باستان شناسی از اینجا شروع شد، چرا که پیش از این کارشناسان بر این باور بودند که قدمت فناوری تنظیم دقیق چرخ دهنده ها به قرن شانزدهم بازمی گردد و این در حالی است که این ماشین یک قرن پیش از میلاد توسعه یافته است.

با این حال راز اصلی هنوز حل نشده بود: این دستگاه چه کاربردی داشته است؟

نخستین کامپیوتر مکانیکی دنیا

در ابتدا اینگونه به نظر می رسید که این ابزار کاربردی از قیبل ساعت، تقویم یا دستگاه محاسبه دارد، اما باستان شناسان هدف دقیق از ساخت آن را نمی دانستند. تا چند دهه مباحثات پیرامون این ماشین به دو سوال محدود شده بود که آیا آنتیکیترا ماکتی از سیارات است یا اسطرلابی اولیه برای محاسبه عرض جغرافیایی.

در سال ۱۹۵۹ «درک جی دِسولا پریس»، مورخ علمی دانشگاه پرینستون پس از بررسی جامع چرخ دهنده ها، دقیق ترین تحلیل علمی را ارائه کرد که بر اساس آن از سازوکار آنتیکیترا برای پیش بینی موقعیت سیاره ها و ستارگان در آسمان، بسته به ماه تقویم استفاده شده است.

بر این اساس چرخ دنده اصلی نشانگر سال تقویم بوده و از اینرو چرخ های کوچکتر و مجزا را برای نمایش حرکات سیاره ها، خورشید و ماه به حرکت در می آورده.

بنابرین با تنظیم چرخ اصلی روی یک تاریخ خاص می توان به موقعیت نسبی اشیاء سماوی در آن زمان پی برد. پریس با انتشار مقاله ای در «امریکن ساینس» از این ابزار به عنوان یک کامپیوتر نام برد:

این سازوکار شبیه به یک ساعت نجومی عالی و حتی یک کامپیوتر آنالوگ مدرن است که از قطعات مکانیکی برای ذخیره محاسبات کسل کننده بهره می برد.

حرف های این تاریخدان چندان بی پایه نیست چرا که ابزار مذکور به شما اجازه می دهد چندین متغیر ساده را وارد کنید تا با انجام محاسباتی پیچیده خروجی مطلوب را به شما بدهد. کدهای پردازشی این دستگاه باستانی در قالب نسبت های ریاضیاتی چرخ دنده ها نوشته شده اند.

تنها کاری که کاربر انجام می دهد ورود تاریخ اصلی روی یک چرخ است تا دستگاه با جابجا کردن چرخ دنده های کوچکتر داده هایی مثل زاویه تابش خورشید، را محاسبه کند. اگر فکر می کنید سازوکار چندان پیشرفته نیست باید اشاره کنیم که بر اساس برخی منابع ابزارهای محاسباتی مکانیکی برای نخستین بار در قرن هفدهم وارد اروپا شدند.

رمزگشایی آنتیکترا با گذشت زمان

چندین دهه بعد فناوری نقشه نگاری سه بعدی و اشعه ایکس امکان تحلیل عمیق تر بقایای سازوکار و رمزگشایی از آن را میسر ساخت.

در دهه اول هزاره جدید محققان نوشته ای را پیدا کردند که مثل دستور العمل روی برخی قطعات نوشته شده بود اما تا آن زمان به وجودش پی نبرده بودند. این متن که به زبان یونانی باستان نوشته شده به آنها اجازه داد معمای کاربرد ماشین و نحوه کار با آن را مرزگشایی کنند.

سازوکار آنتیکیترا چندین ساعت و شمارنده داشته که هرکدام به نوبه خود در اندازه گیری حرکات خورشید، ماه، ستارگان و سیارات نقش داشته و توسط یک اهرم اصلی عمل می کردند:

• شیشه یا سنگ های کروی کوچک که برای نمایش حرکت سیاره های عطارد، زهره، مریخ، زحل و مشتری در آسمان شب، درون صفحه ماشین حرکت می کنند
• موقعیت خورشید و ماه نسبت به ۱۲ صورت فلکی زودیاک
• صفحه دیگری که نه تنها خسوف و کسوف بلکه حتی رنگ آنها را هم پیش بینی می کرد. (محققان حدس می زنند که با توجه به رواج خرافات در یونان باستان احتمالا رنگ های مختلف خسوف و کسوف به عنوان نشانه ای از آینده تلقی شده اند)
• تقویم شمسی که ۳۶۵ روز سال را ترسیم می کند
• تقویم نجومی که چرخه ۱۹ ساله نجومی را محاسبه می کند
• توپ کوچکی که به واسطه چرخش خود فازهای ماه را نشان می دهد
• موردی که از همه عجیب تر به نظر می رسد شمارنده معکوسی است که جدول رویدادهای ورزشی یونانی از جمله المپیک را محاسبه می کند.

برای درک پیچیدگی سازوکار چرخ دهنده ها به شماتیک زیر دقت کنید که توسط مجله «نیچر» منتشر شده است.

علی رغم حجم بالای تحقیقات صورت گرفته پیرامون سازوکار آنتیکیترا هنوز هم مشخص نیست چه کسی و به چه منظوری از آن استفاده می کرده و سوالاتی از این دست هنوز بی پاسخ مانده اند : آیا دانشمندان برای محاسبه دقیق تر آن را ساخته اند؟ آیا به عنوان ابزاری آموزشی از آن استفاده می شده؟ آیا تنها همین نمونه ساخته شده یا ابزارهای مشابه دیگری هنوز زیر خروارها خاک یا در اعماق اقیانوس مخفی شده اند؟

اگرچه سوال اصلی این است که یونانی های باستان چگونه این ابزار عجیب را طراحی و تولید کرده اند اما سازوکار آنتیکیترا فارغ از کاربرد یا نحوه مونتاژ، درک ما را از تاریخ بشر دگرگون ساخته است.