מנגנון אנטיקיתרה

מנגנון אנטיקיתרה (ביוונית: Αντικυθήρων) (באנגלית: Antikythera-הגייה: אַנְטִיקַתִּרָה) הוא מכונת חישוב אנלוגית קדומה, שהתגלתה על קרקעית הים סמוך לאי היווני אנטיקיתרה, בין קיתרה לכרתים, וקרויה על שמו. מנגנון זה מתוארך לתקופה שבין 150 ל־100 לפנה"ס, ונבנה ככל הנראה כדי לחשב מיקומים אסטרונומיים של גרמי שמיים, ליקויי חמה ולבנה, ואירועים נוספים הקשורים בלוח השנה, כמו זמן המשחקים האולימפיים כל ארבע שנים. בשנת 1900 גילה צולל יווני בשם אליאס סטאדיאטיס את שרידיה של אוניית משא עתיקה - הספינה הטרופה מאנטיקיתרה סמוך לאי אנטיקיתרה בעומק 42 מטרים. צוללים שָלו ממעמקים מספר פסלים ושרידים אחרים. המנגנון עצמו התגלה ב-17 במאי 1902, כאשר הארכאולוג ואלריוס סטייס שם לב לכך שעל אחד הסלעים שנחשפו באתר היה גלגל שיניים. בחינה מדוקדקת יותר העלתה כי ה"סלע" הוא למעשה מנגנון חלוד מאוד, אשר התפצל בעת הטביעה לשלושה חלקים ראשיים ועשרות חלקים קטנים. ההתקן עצמו דק, אורכו כ-33 סנטימטרים, רוחבו כ-17 סנטימטרים ועוביו כ-9 סנטימטרים. הוא עשוי ברונזה ובמקור היה מונח בתושבת מעץ. על המנגנון חקוקות כתובות בנות יותר מ-2,000 תווים, שמרביתן פוענחו רק בתחילת המאה ה-21, לפיהן משוער שהמנגנון הכיל 37 גלגלי שיניים שונים. המנגנון מוצג כחלק מאוסף הברונזה של המוזיאון הארכאולוגי הלאומי באתונה, מלווה במספר דגמים שנבנו לפי שחזורים משוערים. דגמים נוספים נבנו במקומות נוספים בעולם, ביניהם דגם שנמצא במוזיאון האמריקאי למחשוב במונטנה. הנסיבות שהביאו להעמסת המנגנון על הספינה נותרו בגדר חידה, כמו גם מקור המנגנון. הספינה הייתה רומית אולם אין ספק שהמנגנון נבנה ביוון. השערה אחת גורסת כי המנגנון נבנה באקדמיה אשר נוסדה על ידי הפילוסוף פוסידוניוס באי היווני רודוס - המרכז לחקר האסטרונומיה והנדסת המכונות באותה תקופה. החוקרים העלו אפשרות שייתכן כי הספינה העבירה את המנגנון לרומא, יחד עם אוצר נוסף אשר נשדד מהאי כדי להיות חלק ממצעד ניצחון שערך יוליוס קיסר. מרקוס טוליוס קיקרו מציין בדיאלוג הפילוסופי שלו (De re publica), שתי מכונות אשר מזכירות את מנגנון אנטיקיתרה. המכונה הראשונה נבנתה על ידי ארכימדס והובאה לרומא על ידי הגנרל הרומי מרקוס קלאודיוס מרקלוס לאחר מות ארכימדס במצור על סירוקסאי בשנת 212 לפנה"ס. מרקלוס העריך מאוד את ארכימדס והמכונה הייתה הפריט היחיד שהאיש הצליח להחביא בעת המצור. ההתקן עבר בירושה, ועל פי קיקרו, פילוס (Philus, אחד המשתתפים בשיחה שקיקרו דמיין שהתרחשה בווילה של סקיפיו איימיליאנוס בשנת 129 לפנה"ס) אומר כי גאיוס סולפיקיוס גאלוס (אנ') (קונסול ביחד עם אחיינו של מרקלוס (אנ') בשנת 166 לפנה"ס, שפליניוס הזקן אמר עליו כי היה הראשון שכתב ספר שהסביר את תופעת ליקוי חמה וליקוי ירח) העניק לשניהם "הסבר מלומד" והדגים את פעולת המנגנון. ההתקן הציג את תנועת השמש, הירח וחמישה כוכבי לכת. כאשר גאלוס הזיז את הגלובוס, הירח עקב אחר השמש כפי שמתרחש בעולם הממשי. אם עדותו של קיקרו נכונה, אזי טכנולוגיה כזו הייתה קיימת כבר במאה השלישית לפנה"ס. ההתקן של ארכימדס מוזכר על ידי סופרים רומיים מאוחרים יותר כמו לקטאנטיוס (אנ'), קלאודיאנוס ופרוקלוס במאה הרביעית ובמאה החמישית. קיקרו גם מציין שהתקן נוסף נבנה על ידי ידידו פוסידוניוס. הסבירות שאחת ממכונות אלה היא המנגנון שהתגלה בספינה נמוכה. הסיבה לכך היא ששתי המכונות שהוזכרו על ידי קיקרו היו ממוקמות ברומא לפחות 50 שנים מאוחר יותר מהתאריך המוערך של טביעת הספינה. מכאן שקיימים שלושה התקנים. מדענים ששיחזרו את המנגנון של אנטיקיתרה מסכימים שהמנגנון היה מורכב מדי מכדי להיות יחיד במינו, ללא דגמים מוקדמים יותר, פחות מורכבים. הסברה שמנגנון אנטיקיתרה לא היה יחיד במינו, תומכת ברעיון שהייתה מסורת יוונית עתיקה של טכנולוגיה מכנית מורכבת; מסורת אשר מאוחר יותר הועברה לעולם המוסלמי, שם נבנו התקנים דומים אך פשוטים יותר במהלך ימי הביניים. ספר מהמאה ה-9 המכונה בערבית "כיתאב אל-חייל" (אנ') מזכיר מעל מאה התקנים מכניים שנשמרו במנזרים. ייתכן שידע כזה שולב בימי הביניים עם ידע אירופאי בבניית שעונים ועגורנים. גלגל שיניים דיפרנציאלי (אנ') המנגנון מציג רמות מזעור ומורכבות יוצאות דופן. רמות אלו דומות למה שניתן למצוא בשעונים שנבנו במאה ה-18. למנגנון יותר מ-30 גלגלי שיניים בעלי שיניים משולשות. כאשר הוזנו תאריכים בעבר או בהווה באמצעות ידית (שלא נמצאה), חישב המנגנון את מיקום השמש, הירח וכן מיקומי כוכבי לכת אחרים. השימוש בגלגלי שיניים דיפרנציאליים איפשר למנגנון לבצע פעולות חיבור וחיסור של מהירויות זוויתיות. ייתכן שהמנגנון מבוסס על עקרונות הליוצנטריים ולא על ההשקפה הגאוצנטרית שאומצה על ידי אריסטו ואחרים. הדבר מצביע על כך שההשקפה ההליוצנטרית באותה תקופה הייתה ככל הנראה שכיחה יותר משסברו בתחילה. המנגנון מכיל שלוש חוגות עיקריות, אחת בחזית ושתיים מאחור. השימושים שנעשו בהתקן אינם ברורים. הם עשויים היו להיות: אסטרולוגיה - על מנת לייצר טבלה אסטרולוגית, דרוש מיפוי הרקיע בנקודת זמן מסוימת. הדבר יכול להיות מורכב לביצוע ידני. המנגנון המוצע היה מקל את המלאכה. חישוב ליקויי ירח וליקויי חמה. קביעת התאריכים לחגים דתיים. המנגנון הוא אחד ההתקנים המכניים העתיקים ביותר הידועים, והוא עורר סקרנות בקרב היסטוריונים מאז גילויו. לאחר עשרות שנים של עבודה נוקה ההתקן. בשנת 1951 היסטוריון המדע הבריטי דרק דה סולה פרייס (אנ') ביצע מחקר שיטתי אודות המנגנון. בשנת 1959, פרסם פרייס, במגזין סיינטיפיק אמריקן, מאמר ראשי בשם "מחשב יווני עתיק". במאמר, קידם פרייס את התאוריה שמנגנון אנטיקיתרה היה התקן שנועד לחשב את תנועת הכוכבים וכוכבי הלכת. אם התאוריה נכונה אזי ההתקן הוא המחשב האנלוגי הראשון שידעה האנושות. עד אותה שנה, כל שהיה ידוע אודות המנגנון היה שהוא סוג כלשהו של התקן אסטרונומי או אצטרולב. בשנת 1971, פרייס, חבר לצ'רלמפוס קאראקלוס, פרופסור לפיזיקה גרעינית במכון היווני לחקר המדע. קאראקלוס ביצע אנליזת קרני רנטגן וקרני גמא על המנגנון. הדבר חשף מידע חיוני אודות הקונפיגורציה הפנימית של ההתקן. בשנת 1974, הציג פרייס מודל שתיאר כיצד סביר שפעל המנגנון בעבר. פריצות דרך מחקריות שהתרחשו לאחר מכן תמכו בתאוריה של פרייס. המודל שהציג פרייס, היה הניסיון התאורטי הראשון לשחזר את ההתקן. לפי המודל, החוגה הקדמית מראה את ההתקדמות השנתית של השמש והירח דרך גלגל המזלות לעומת לוח השנה המצרי. החוגה האחורית עליונה מציגה תקופה בת ארבע שנים וכן מחזור מטוני של 235 חודשים סינודיים שמשתווים בערך ל-19 שנים שמשיות. החוגה האחורית התחתונה משרטטת את המחזור של חודש סינודי יחיד. חוגה שניונית מציגה את השנה הירחית של 12 חודשים סינודיים. אחת הסברות של פרייס הייתה שהמנגנון עשה שימוש בדיפרניציאלים שאפשרו למנגנון לחבר ולחסר מהירויות זוויתיות. הדיפרנציאל שימש לחשב את המחזור הסינודי על ידי חיסור ההשפעות של תנועת השמש מההשפעות של תנועת הירח. גרסה שונה של השחזור של פרייס נבנתה על ידי איש מדעי המחשב האוסטרלי אלן ג'ורג' ברומלי מאוניברסיטת סידני ועל ידי השען פרנק פרסיבל מהעיר סידני. ברומלי הצליח לייצר תמונות קרני רנטגן מדויקות יותר בשיתוף עם מייקל רייט. חלק מהתמונות נבחנו על ידי תלמידו של ברומלי, ברנארד גרדנר בשנת 1993. כל השחזורים הקודמים התבססו על נתונים אשר נלקחו מתוך התיאורים של פרייס. מייקל רייט, בעברו אוצר במוזיאון המדע בלונדון, ביצע מחקר חדש לחלוטין אודות המנגנון יחד עם אלן ברומלי. למטרה זו, תכנן רייט התקן עבור טומוגרפיה ליניארית, שאפשר רזולוציה של תמונות רדיוגרפיות בתלת מימד. הנתונים החדשים שנאגרו עולים באיכותם על אלו של פרייס. בהתבסס עליהם הצליח רייט בין השנים 2002 ו-2005 לפתח שיחזור שונה בתכלית. הסידור של גלגלי השיניים וכן תפקידן של החוגות האחוריות שונים מהסידור שהציע פרייס. קיימות עדויות שחלק מהמנגנון שמתחת לחוגה הקדמית אבד ושתצוגת החוגה הייתה מורכבת בהרבה משסברו קודם לכן. המודל של רייט מדגים את האפשרות שההתקן היה פלנטריום, הדומה לאלו שמוזכרים בספרות העתיקה. רייט מציין שחשיבותו ההיסטורית של המנגנון עולה על חשיבות פרטי אופן פעולתו. המנגנון מהווה עדות ארכאולוגית מוחשית למסורת הלנית עתיקה של בניית מנגנונים בעלי גלגלי שיניים. מעבר לכך קיימת עדות רק באזכורים בספרות. ניתן למתוח קו התפתחותי ממנגנונים אלה למנגנונים דומים אשר תוארו במקורות הערביים ועד למנגנונים המכניים באירופה המערבית של ימי הביניים. בסוף העשור הראשון של המאה ה-21 נחקר המנגנון על ידי קבוצת מחקר פרי שיתוף בין אוניברסיטת קארדיף, האוניברסיטה הטכנית הלאומית של אתונה, אוניברסיטת אריסטו בסלוניקי, המוזיאון הארכאולוגי הלאומי באתונה, חברת X-Tek Systems הבריטית וכן חברת היולט פקארד האמריקנית בסיוע קרן התרבות של הבנק הלאומי של יוון ובמימון פיקדון לברהולמה. עדינותו של המנגנון מונעת את שינועו מהמוזיאון וזו הסיבה שקבוצות המחקר של היולט פקארד ושל X-Tek systems היו צריכות להביא את התקניהן ליוון. היולט פקארד בנתה התקן דימות תלת-ממדי המכונה "כיפת PTM" אשר עוטף את האובייקט הנבחן.‏X-Tek systems פיתחה במיוחד עבור המנגנון מכונת טומוגרפיה ממוחשבת במשקל 12 טון. ב-21 באוקטובר 2005 הוכרז באתונה כי אותרו חלקים חדשים השייכים למנגנון. כיום קיימים 82 חלקים. ב-30 במאי 2006, הוכרז שמכונת הדימות מאפשרת להתבונן בחלקים גדולים יותר מהכתב היווני. כך גדל הטקסט הקריא מ-1,000 תווים לכ-2,000 תווים. הממצאים החדשים הטילו אור חדש בנוגע למהות המנגנון. התוצאות הראשונות הוכרזו במסגרת כנס בינלאומי באתונה בין 30 בנובמבר ו-1 בדצמבר 2006. ב-30 בנובמבר 2006, פרסם עיתון המדע Nature קטע אודות שחזור של המנגנון בהתבסס על טומוגרפיה ברזולוציה גבוהה. הגילויים החדשים מאשרים שהמנגנון הוא סוג של מחשב אסטרונומי למטרת חיזוי מיקומם של גרמי השמיים. הסברה שמועלית היא שהמנגנון הכיל במקור כ-37 גלגלי שיניים שמהם נותרו כ-30 בלבד. התגליות החדשות איפשרו לחשב את מידת הדיוק של תחזיות המכשיר ונמצא שהן סוטות בכשתי שניות ליום בלבד. כמו כן ניתן חיזוק במאמר להשערה שהמנגנון יוצר בידי פוסידוניוס על פי ידע אסטרונומי שהתקבל מהיפרכוס. במרץ 2021 פרסמה קבוצת מדענים מיוניברסיטי קולג' לונדון בראשות פרופסור טוני פרית' מאמר בסיינטיפיק ריפורטס(אנ') ובו דווח שעלה בידם לתאר את חלקו הקדמי של המנגנון. לטענתם, הישג זה מאפשר את שחזור המנגנון במלואו. היסטוריה של המחשוב אצטרולב Lienhard, John H., Antikythera Mechanism. "The Engines of Our Ingenuity". KUHF-FM, Houston. Mueller-Maerki, Fortunat F., Pastore, Giovanni, Antikythera E I Regoli Calcolatori, Rome, 2006, privately published The Antikythera Calculator (Italian and English versions) Phillips, Tony., The Antikythera Mechanism I and The Antikythera Mechanism II (Java Animation by Bill Casselman). YAAS-Yet Another Antikythera Simulator. A 3D Simulator in VRML תוכנית בת שעה של ערוץ BBC על מנגנון אנטיקיתרה ביוטיוב 10 במאי 2012. מדיה וקבצים בנושא מנגנון אנטיקיתרה בוויקישיתוף פרויקט המחקר בנושא המנגנון מחקר עדכני אודות המנגנון פורסם במגזין nature תרגום לאנגלית של הטקסט החקוק על גבי המנגנון. האזן ל תוכנית ברדיו ה-BBC אודות מנגנון אנטיקיתרה משנת 2006 מייקל רייט, עמוד רשמי באימפריאל קולג' שבלונדון Google Maps תמונת לוויין של האזור הרלוונטי בים התיכון הסבר על ה"דודל" (שרבוט גוגל) שפרסמה גוגל לציון ‏115 שנים לגילוי מנגנון אנטיקיתרה, באתר מנוע החיפוש "גוגל" (באנגלית) Scientists unlock mysteries of world's oldest 'computer' - מאתר ה-BBC מנגנון אנטיקיתרה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) מנגנון אנטיקיתרה, באתר אנציקלופדיית ההיסטוריה העולמית (באנגלית) Ancient 'computer' starts to yield secrets - IOL SciTech | IOL.co.za Cicero: de Re Publica I "The Antikythera Mechanism Research Project". אורכב מ-המקור ב-2007-04-05. נבדק ב-2007-03-23. "X-Tek Systems". אורכב מ-המקור ב-2006-06-27. נבדק ב-2007-03-23. "National Bank of Greece, Cultural Foundation". אורכב מ-המקור ב-2007-02-25. נבדק ב-2007-03-23. "Interactive Relighting of the Antikythera Mechanism". אורכב מ-המקור ב-2012-08-30. נבדק ב-2007-03-23. "The Antikythera Mechanism Research Project". אורכב מ-המקור ב-2012-09-26. נבדק ב-2007-03-23. Freeth, Tony; Y. Bitsakis; ...; M.G. Edmunds (30 נוב' 2006). "Decoding the ancient Greek astronomical calculator known as the Antikythera Mechanism". Nature. 444: 587–591. doi:10.1038/nature05357. {{cite journal}}: (עזרה)תחזוקה - ציטוט: numeric names: authors list (link) נפתרה תעלומת "המחשב העתיק בעולם", באתר ynet, 15 במרץ 2021