Антикитерский механизм
В 1900-м году греческие рыбаки у острова Андикитира подняли со дна 16 обломков, в которых через некоторое время распознали неизвестный механизм. И только спустя более полувека им вплотную занялись ученые. Их выводы были ошеломляющими: еще за полтора тысячелетия до изобретения механических часов греки уже обладали технологией, положенной в их основание. Но они пошли гораздо дальше потомков, создав фактически механический компьютер, позволявший производить сложные расчеты. Книга Джо Мерчанта рассказывает о людях, которые посвятили себя изучению классического «черного лебедя» — неожиданных событий или явлений, которые полностью меняют представление о мире.
Открытая Россия с разрешения издательства «Альпина нон-фикшн» публикует отрывок из книги Джо Мерчанта «Антикитерский механизм: самое загадочное изобретение Античности».
Результаты, опубликованные в Nature в июле 2008 года, оказались совершенно неожиданными. Один сюрприз преподнесла вспомогательная шкала, спрятанная внутри главной спирали. Система передач, ведущая к ней, утрачена, но, поскольку шкала была разделена на четыре части, и Майкл Райт, и Тони Фрит решили, что она представляет 76-летний Каллипов цикл — четырежды по 19 лет, отображенных на главной спирали. Однако, когда Джонс прочел имена, написанные на шкале, он понял, что она показывала нечто совсем иное. Надписи — Истмия, Олимпия, Немея и Пифия — относились к Панэллинским играм, на которые съезжались атлеты со всей Греции, чтобы состязаться в беге, прыжках в длину, метании диска и борьбе.
Знание о том, где, когда и какие игры проходят, не имело никакого астрономического смысла, но зато имело огромное культурное значение. Греки часто отслеживали время, пользуясь четырехлетним циклом олимпиад, так что эта шкала позволяла пользователю Антикитерского механизма перевести дату, указанную на лицевой шкале, в олимпиадный календарь. Наличие такой шкалы говорило в пользу идеи о том, что механизм был не астрономическим прибором, но предназначался для публичных демонстраций, хотя и обращенных к относительно небольшим группам образованных интеллектуалов (механизм был слишком мал, чтобы продемонстрировать что-то большому количеству людей).
Александр Джонс смог также прочесть названия месяцев на сохранившихся отрезках главной спирали и обнаружил, что они также пришли из местного гражданского календаря. Надписи указывали, в каких месяцах должно быть 29, а не 30 дней, а также в какие годы должно быть не 12, а 13 месяцев, так что календарь точно вписывался в 19-летний астрономический цикл, отображенный на шкале. Календарь следовал правилам, схожим с теми, что описал астроном Гемин, работавший на Родосе в I веке до нашей эры., а спираль была устроена так, что все 29-дневные месяцы выстраивались вдоль одних и тех же рисок.
Обнаружение этого гражданского календаря открывало захватывающую возможность. В Древней Греции разные города использовали разные последовательности месяцев в своих календарях, так что появилась возможность выяснить, откуда пришли названия месяцев на Антикитерском механизме. Джонс провел такой поиск, и результаты его полностью перевернули все представления о том, где мог быть изготовлен Антикитерский механизм. Названия месяцев, выгравированные на устройстве, не имели ничего общего с Родосом. Они использовались в колониях, основанных Коринфом — городом в центральной части Греции. О календаре, которым пользовались непосредственно в Коринфе, известно немногое, но названия эти совпадают с теми, что бытовали на северо-западе Греции, в Иллирии и Эпире, а также на острове Корфу — все это коринфские колонии. Наконец, еще одной важной колонией Коринфа были Сиракузы — город, где жил Архимед. У нас нет прямых сведений о том, какой календарь использовался в Сиракузах, но ближайшее совпадение с названиями месяцев на Антикитерском механизме обнаружилось в календаре Тавромениона на Сицилии, основанного, как полагают, выходцами из Сиракуз. Названия и последовательность семи из обозначенных на механизме месяцев идентичны тем, что были в ходу в Тавроменионе, и, похоже, поселенцы заимствовали их прямо из календаря Сиракуз.
Коринф и Эпир были разорены римлянами во II веке до нашей эры, так что маловероятно, что Антикитерский механизм, сделанный на несколько десятков лет позже, был создан там. Но Сиракузы, хотя и разграбленные Марцеллом в 212 году до нашей эры, в I веке до нашей эры оставались греческим и к тому же относительно процветающим городом. Римляне обложили его тяжелым налогом, но, как и на Родосе, граждане могли свободно распоряжаться своей жизнью. Таким образом, это новое свидетельство предполагает, что, хотя Антикитерский механизм почти наверняка начал свое путешествие из Восточного Средиземноморья, он был изначально изготовлен кем-то (или для кого-то) на западе, в Сиракузах.
Антикитерский корабль не заходил на Сицилию — он затонул, когда был намного восточнее острова. Но он шел в том направлении, и его вероятный курс на Рим был проложен как раз мимо Сиракуз. Возможно, богатый владелец механизма посетил школу Посидония с тем, чтобы продемонстрировать философам свою новую «игрушку», а затем сел на злосчастный корабль, чтобы отправиться домой. Или, возможно, механизм был сделан одним из самых талантливых мастеров Родоса по заказу покупателя из Сиракуз. Однако датировка около 100 года до нашей эры говорит о том, что инструменту было уже несколько десятков лет к тому моменту, когда между 70 и 60 годами до нашей эры он оказался на корабле. Так что его владелец мог перебраться из Сиракуз на Родос или куда угодно в Восточном Средиземноморье и взять механизм с собой. Или, может быть, его увезли на восток как ценный подарок или религиозное приношение. И позже прибор снова отправился на запад — уже как римский трофей.
Какова бы ни была история Антикитерского механизма, судя по всем свидетельствам, включая сочинение Цицерона, очень похоже, что подобные устройства с зубчатыми колесами делались тогда и в Сиракузах, и на Родосе. Традиция механики, начатая Архимедом в Сиракузах на 100 лет раньше, оставалась сильна, и его первоначальная конструкция видоизменялась в соответствии с новейшими астрономическими данными с Родоса и отовсюду, откуда только возможно. Более поздние модели распространялись по всему греческому миру.
Фактически традиция создания подобных устройств продолжалась по крайней мере вплоть до IV в. Математик Папп, живший в Александрии, писал, что тогда там существовала целая группа механиков, называвшихся «изготовителями сфер», которые «конструировали модели небес». Эти модели, однако, никогда не превосходили сложностью Антикитерский механизм. Развитие сложной технологии требует процветающей городской среды, стабильной, с квалифицированными ремесленниками и богатыми клиентами. Все это имелось в эллинистическом мире, но этому не суждено было просуществовать долго. К началу I века до нашей эры Сиракузы и Родос оставались последними островками, где работа греческих ученых не прерывалась. Но Сиракузы под римским влиянием постепенно клонились к упадку, а Родос в 43 года до нашей эры был разграблен римским полководцем Кассием и после этого так и не сумел вернуть былое величие.
Хотя римляне так же высоко, как искусство, ценили греческую философию и науку, сами они никогда наукой не занимались, и на протяжении всего существования римской империи научное знание постепенно приходило в упадок. Начиная с III века уже очень немногие ученые делали что-то свое. Вместо этого они писали комментарии к трудам эллинистических предшественников. (Папп был одним из последних великих греческих математиков.) А когда Римская империя рухнула, свет учености в Европе почти угас. Западному обществу понадобилась почти 1000 лет, чтобы он разгорелся вновь.
Теперь мы знаем: Прайс был прав, когда утверждал, что технология, заключенная в Антикитерском механизме, не была полностью утрачена. Солнечные часы VI века, снабженные зубчатыми колесами, обломки которых принесли Джудит Филд и Маклу Райту в Музей науки, стали важной частью свидетельств, демонстрирующих, что в Византийской империи эта технология сохранилась, пусть и в упрощенном виде. (Это же касается и искусства создания движущихся манекенов. В X веке император Константин VII все еще свято следовал принципу удивлять народ. Как писал епископ Кремоны Лиутпранд, трон его, который мог опускаться и подниматься, был окружен механическими зверями, среди которых были рычащие львы и дерево с поющими птицами.)
В VII–VIII веках арабы захватили огромные территории, включая Сирию, Месопотамию, Египет, Иран и Испанию. Правители обратили новые земли в ислам и считали своим долгом сделать накопленные греками знания доступными на арабском языке. В IX веке они финансировали работу по переводу всех греческих текстов, которые только удалось найти, на арабский и даже отправлялись за ними в Византию. Прайсу были известны два мусульманских календаря с зубчатыми колесами — «Ловушка для Луны» из Гянджи (на территории современного Азербайджана), описанная аль-Бируни в XI веке, и другой, присоединенный к сохранившейся до наших дней астролябии, сделанной в Исфахане (Иран) в XIII веке.
Еще один экземпляр выявили недавно — описание «Ловушки для Луны» обнаружилось в трактате X в., выставленном на продажу в 2005 году. Она тоже соединена с солнечными часами и выглядит точно так же, как и воссозданный Майклом Райтом византийский прибор. Трактат анонимный, но полагают, что его автором был астроном по имени Настул, работавший в Багдаде около 900 году. Поскольку и в этом случае, как и в приборе Райта, календарь с зубчатыми колесами совмещен с солнечными часами, можно предположить более явную связь между византийской и мусульманской традициями создания таких приборов, а все вместе это говорит о том, что идея использовать зубчатые колеса для отображения движения Солнца и Луны была воспринята исламским миром непосредственно от греков.
Мусульманские инженеры продолжили также греческую традицию водяных часов и оставили описания впечатляющих механизмов, приводившихся в движение и водой, и ртутью, включая так называемые «Архимедовы часы». У некоторых из них были вращающиеся шкалы, изображавшие небеса, подобные тем, существование которых Дерек де Солла Прайс предположил в Башне ветров, а также движущиеся фигуры и звонкие куранты — такие как падающие на цимбалы шарики. Большинство из них, однако, имели самую простую систему зубчатых передач: у текущей воды в принципе не хватает мощности, чтобы привести в движение большое число колес (именно поэтому Антикитерский механизм почти наверняка вращали вручную).
Но есть одно исключение, говорящее в пользу идеи Прайса о том, что греческая технология создания зубчатых передач, примененная в Антикитерском механизме, прямо повлияла на развитие часов. Это арабская рукопись, найденная только в 1970 году, но написанная в X или XI веке в Андалузии инженером по имени аль-Муради. В ней он описывает разнообразные водяные часы. Рукопись серьезно повреждена, но уяснить общий принцип их работы можно.
Большинство известных нам часов исламского мира — довольно хрупкие приспособления, но те, о которых пишет аль-Муради, большие и грубые — в движение их приводят быстрые потоки, в них используются большие колеса, веревки и тяжелые противовесы. Система передач достаточно сложна, и в ней присутствуют передачи, напоминающие эпициклические. Аль-Муради сообщает, что взялся за труд, чтобы предмет не подвергся забвению, и, по-видимому, речь идет не о новых изобретениях, а о технологии, существовавшей в течение какого-то времени. Так что не исключено, что и эпициклическая передача пришла к арабам непосредственно от греков.
Между тем колесо истории продолжало вращаться. Европа собиралась с силами и на протяжении XII–XIII веков в серии крестовых походов отвоевала часть территории, захваченной мусульманами, в том числе Испанию. На этот раз новые владыки захотели сделать старые знания доступными христианскому миру и финансировали перевод древних документов на латынь — как с арабских копий, так и с греческих оригиналов.
К этому времени католическая церковь стала питать большой интерес к поискам способов точного отсчета времени, чтобы регулировать монастырские работы и молитвы. Многие века для этого использовались размеченные свечи, но, по мере того как знания, распространенные в исламском мире, стали проникать в христианскую Европу, в монастырях начали появляться водяные часы. В 1198 году в Британии во время пожара в аббатстве Бери-Сент-Эдмундс монахи «бегали к часам» за водой. А на иллюстрации к рукописи примерно 1285 году изображены водяные часы в монастыре в северной Франции с колесом, которое, поворачиваясь, заставляло звонить колокол.
Около этого времени какой-то неведомый гений наконец изобрел деталь, необходимую для перехода к полностью механическим часам, — регулятор хода. Монастырям было важно, чтобы часы были соединены с колоколами, которые звонили бы в нужное время (чтобы монахи просыпались ночью для молитвы). Возможно, кто-то экспериментировал с колеблющимися грузами или молоточками, ударявшими в колокола. И понял, что они могут не приводиться в движение с помощью часов, а регулировать силу, необходимую для того, чтобы привести часы в движение.
Как только часы стали приводиться в движение механически, дополнительная мощность позволила добавлять в них намного больше зубчатых колес, и эти устройства начали стремительно усложняться. Через несколько десятилетий часы распространились по всей Европе и почти сразу же стали включать в себя астрономические циферблаты со шкалами и указателями, призрачно напоминавшими их античных предшественников, таких как Антикитерский механизм и Башня ветров. Часы Ричарда Уоллингфордского, установленные в аббатстве Сент-Олбанс в 1336 году, — одни из первых, известных нам. У них большой, напоминающий астролябию циферблат, который показывает положение Солнца в зодиаке, возраст и фазу Луны, звездную карту и, вероятно, планеты. (Более поздние дополнения включают Колесо Фортуны и уровень прилива у Лон-донского моста.) В 1364 году Джованни де Донди завершил свои часы в Падуе. Как видно по их реконструкции в Музее науки, в их семисторонней конструкции были циферблаты, показывавшие время дня, движения всех известных планет, календарь постоянных и плавающих праздников, и стрелка, предсказывавшая затмения и совершавшая один оборот за 18 лет в соответствии с Саросом.
Скорость, с которой усложнялись и распространялись эти приборы, и сходство их с конструкциями, разработанными греками, говорят о том, что они не возникли с нуля. Фрагменты необходимых технологий, идея использовать зубчатые колеса для отображения небес — все это должно было «в спящем виде» сохраняться во множестве устройств, включая водяные часы и календари, приводимые в движение вручную. А когда изобретение регулятора хода сделало возможным создание механических часов, старые приемы возродились в новой традиции.
И вновь астрономические циферблаты, сделанные с помощью зубчатых колес, использовались для демонстрации небесных чудес и для укрепления позиций церкви. Их гордо водружали на больших часовых башнях и общественных площадях. Они часто включали механические манекены, также возникшие под влиянием греческих автоматов. Часы Святого Марка в Венеции, законченные около 1500 года, в которых использовалось семь концентрических шкал для отображения времени и движения Солнца и Луны по зодиаку, были увенчаны двумя бронзовыми гигантами, ударявшими в огромный колокол, а также движущимися статуями Девы Марии, Иисуса и трех волхвов. А в Страсбургских часах, сооруженных около 1350 года, имелся бронзовый петух, в полдень расправлявший крылья и трижды кукарекавший с помощью размещенного в горле маленького органа.
Работами Герона увлекался Леонардо да Винчи, изучавший все, что только удавалось найти в арабских переводах. Он придумал часы, снабженные фигурами, которые отбивали время, а также парящими птицами, а однажды для короля Франции Франциска I сделал льва, движущегося «силой колес»: он ходил, а грудь его распахивалась, показывая букет цветов.
Эти механические устройства не только привели к совершенствованию технологий и мастерства, вызвавших в итоге промышленную революцию, но и меняли представления людей о Вселенной. Вместо одушевленного космоса, в котором властвует направляющая жизненная сила, ученые начали рассуждать об инертной, механистичной Вселенной, следующей естественным физическим законам. Антикитерский механизм изначально предназначался для прославления величия небес. Но по мере развития часов способность измерять минуты, секунды и меньшие промежутки времени в итоге разорвала нашу связь с небом. Мы, как ни одна цивилизация прошлого, свободны от небесных циклов — первые люди, чья жизнь направляется не Солнцем, но собственными часами.
Мерчант Д. Антикитерский механизм: Самое загадочное изобретение Античности / Пер. с англ. Петра Дейниченко — М.: Альпина нон-фикшн, 2017
Другие статьи в литературном дневнике:
