考古发现《时间的问12》初识安提基特拉机械

《时间的问》是相同管辖作者与生对话交流之“记录”,选取“时间”作为跨学科讨论的介绍人,联接起数学、天文、历史、集成电路、中国先知识等不等科目,这些话题像一颗颗粗放的珍珠,被“时间”这根主线串联起。这里既是可遇到祖冲之、郭守敬、庞加莱、Price等非常科学家,也会见发现庄、博尔赫兹、史铁生、柏拉图等文哲大家。

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内容梗概:二十世纪五十年份,距离安提基特拉机械的觉察已经仙逝半个世纪,一个英国人数初步了丰富齐数十年针对安提基特拉机械的研究,他的研究成果重新激起了众人对就无异古老机械的趣味。是呀来头促使这个青年人不远千里来到雅典研究这个机械安装?他发出什么新意识?


一如既往圆随后,老师以及生以同餐厅碰面了。他们恰好落座,学生便急忙地问道。

“上次涉嫌的二战后研究安提基特拉机械的资深人物是何许人也也?”

“哦,我构思,他的名起硌长,叫Derek de Solla
Price,我们尽管简单吃他Price先生吧。” 先生商议。

“Price? 他是哪里人?”

“Price
1922年落地让英国。如果Price晚年回顾他的一世,他会见发觉他见到安提基特拉机械前的阅历都是在少数也研究其做准备。”

Price和他重建的安提基特拉机械模型 (Wikipedia)

“哦,为什么这么说啊?”

“Price从小喜欢物理和数学,但家境贫寒,没钱上大学。他遂提请做实验室助理养活自己。他使用业余时间学习,获得了伦敦大学学士学位。在实验室做助理期间,他接触到了示波器、电压表、频谱仪这些并。他发现出了这些仪器,就能将世界的当然面貌一一展现出。”

“用这些仪器来测量世界?” 学生问道。

“对,人类自然有同样夹眼睛,仪器相当给人之老三不过眼睛,能见到眼睛看不到的东西的原形。Price喜欢把这些仪器拆起来,然后以组装回去,直到了了解。”
先生商议。

“Price毕业后做啊呢?”

“1946年,二战早已终结。他抱了博士学位,他本想留下来当老师,但是战后广大优秀人才也回了高校,伦敦大学绝非空缺的职为他,他不得不去了新加坡,在一个叫Raffles的学院教学。”

“哦,他当那里吗操研究也?”

“嗯,新加坡融合了东西方文化,非常适合Price研究东方文化历史。他开始研究科学进步的历史。幸运的是,他于那边看了完整的《英国皇家学会哲学会刊》。”

“英国皇家学会?好熟悉的名!”

“是的,这个学会名誉显赫,我们熟悉的牛顿、胡克还早已是这个皇家学会的会员,并且于会刊上发表文章。为了研究科学史,Price借阅了学会历史悠久的会刊,带回家看。”

“把这些枯涩的学术文章带回家读书?恐怕会愈加念越犯困吧?”

“我思为是,所以Price把这些论文放床头,用于睡前看。”

“要是读困了,一松手就睡着了?这倒是个一举两得之好方法!”
学生笑道。“不过,从牛顿大时代到今日积攒了众刊吧?”

“嗯,是很多,2011年10月,皇家学会开放了独具原先的古期刊的在线访问权限,任何人都足以去拜谒那些古老的牛顿、达尔文的篇章。”

“这么多篇,Price看得回复吧?”

“我猜测他是多少读而休是精读。”

“嗯,从这些期刊文章里,Price了解及啊新东西了为?”

“Price了解及科学知识是哪逐渐积累起来的,每时之科学家如何当早就发出学问的功底及确立新的学识。”

“他就是这么平等比照一比照读下来?”

“对,Price从1665年之第一仍会刊开始念由。当他阅读时,他管读了的卷册放到床边的主义上。架子是按年分门别类的,每个架子包含10年的刊物。”

“分门别类,是个好习惯,整齐且容易寻找。”

“随着他朗诵了的卷册越来越多,堆放在作风上之卷册也越积越强。过了一段时间后,有一致不好外扫了一如既往眼睛架子上成堆码放的卷册,突然一个想方设法在外脑海里一闪而过。”

“什么想法?” 学生问道。

“每一个气派上之卷册都是眼前一个作风上的卷册的一定量倍大!”

“这么有趣之现象!这是一个宽广的原理为?”

诸一个架子上的卷册都是眼前一个气派上之卷册的有数倍增大:指数增加势头

“Price盯在这些期刊一边看一边想。他曾经当情理领域里浸淫多年,深知物理的社会风气是可测量的、可凭借的。物理仪器将不确定的世界转化为数字与曲线,从而展示出它们所满足的规律。一旦你明白了规律,你就好掌握它们,预测她,操控她,无论是沿着直线滚动的桌球还是快移动的电子。”

“嗯,是的。但是科学知识本身的开拓进取规律也休是大体定律可以预测的。”
学生说道。

“是的,你说的发生道理。可即使在Price的床头,这种情形有了。科学知识经过多次独百年之聚积,在外的床头架子上亮有同样久美的指数曲线。”

“也就是说,科学知识的上扬吧起规律而仍的?”

“嗯,你看:每10年,论文的数目翻倍,这虽像钟表一样可以预测。”

“他必然非常震撼吧?”

“对,Price冲到图书馆,查看他所能够找到的装有期刊,他就此颤抖的手将每个学科的记堆在共同,看看外学科的期刊是无是啊发接近之原理!”

“结果呢?”

“每个学科都同,这些杂志堆都合乎同样的模式,从牛顿时到卢瑟福的原子时代,毫无例外:文章的多少随着时间表现指数增加的大方向!”

“哇,不可思议!这足以于是本身的不易吧?”

“嗯,Price觉得,他发现了相同长知识本身发展路子的定律。他打开了同样扇窗,通过这扇窗户科学家可以就此指数增加来预测未来不确定的社会风气发展。”

“这同时时他必定激动不已!”

“嗯,他管这想法分享给他最为好之情侣,然后他着急地思量研究科学史。于是他去了新加坡,回到了剑桥大学。”

“在剑桥做什么啊?”

“他注册了人生第二只博士研究生。”

“哇!又一个博士!博士可不是那么爱就能够读下来的,这不过真正好啊!那他的老二个博士论文准备研究什么吗?”

“他的博士论文延续了他本着科学仪器的溺爱,继续研究是仪器的史。他觉得,那些科学仪器–从示波器到显微镜–
是正确发展的显要。要是没有加速器来轰击微粒,卢瑟福就未可能分裂原子、发现电子,要是没有望远镜就不可能发现土星上之卫星不是纠缠在地球旋转、从而颠覆地心说。回到牛顿时,也是这样,仪器的意向非常重要。Price决定拿这些研究清楚。”

“嗯,听起有些道理。”

“在剑桥安顿下来后,Price碰巧认识了李约瑟博士,他讲述了友好之想法。”

“哦,就是举世瞩目研究中国先科技史的李约瑟博士?”

“对,李约瑟博士随即早已于研讨中国科学史方面完成显著。我们明白李约瑟之前是生物化学学家,直到1930年间来了平员中国留学生鲁桂珍,激发起外对中华古科技之疼。”

“李约瑟对Price说了呀?”

“李约瑟告诉Price,为了打探某一个课程,应该尝试去了解有关这科目有已清楚的东西。不要光局限为英文文献,而要失去读书外拥有可能的文献,不管其是因此德语、中文还是阿拉伯语撰写之。”

“哦,看来掌握几派系外语很重大。”

“于是Price开始了外的钻研。他埋头于古代文献中,发掘科学仪器的史。他偶然发现了一个关于行星定位仪的古书。基于星象仪相同的法则,行星定位仪能够展示天空蒙五大行星和太阳、月亮的职务。从此他针对天文仪器开始起了兴,并且考证来了一个久被人误解的觉察。之后他以与李约瑟博士合作,研究中国太古底科学仪器。”

“哦,是吗?”

“细思转手,这反也并无意外,一个凡是中国先科技史专家,一个是仪器专家,他们合作研究中国古的科学仪器也够呛健康。”

“那他们切实研究什么吧?”

“他们合作研究了中华11世纪由一个为苏颂的人口制的宝塔,研究结果发表于1956年底《Nature》杂志上。”

苏颂原书中之水力时钟

“苏颂?中国底?我竟然没耳闻了他、还有他打造的塔!真是羞愧死了!这个塔是做啊用之?”

“简单说凡是一个钟,这个塔上放置着一个伟人的水力驱动的天文钟。水流匀速地注入一个挺水斗中,每次花费相同的时刻注满水斗,一旦注满水,水斗的重力让机械安装反转从而释放掉水斗里之和,拉动轮子还开始同轮子注水的轮回。这样即便形成了一个循环的经过,可以规范地计时。”

“哦,也就是说可以指示时间啊?”

“对,这个机械钟里用到的技巧领先西方数百年。除了指示时间,这所塔还会模拟出天空中行星的位移。”

“哇,这么先进!只出竟,没有开不至。我最为崇拜这个苏颂了。”

“李约瑟、Price在篇章中以为,关于机械钟的进步,历史学家曾经还做错了。”

“弄错什么了?”

“传统看法看机械钟是十三世纪下欧洲丁发明的,然后重新盛传世界任何地方。而任何地方的众人还是用非机械的法子来测算时,例如蜡烛燃烧速度,日晷,简单的水钟等。然后欧洲口13世纪发明了冲齿轮机械钟。”

“就是现代机械钟的始祖了,那这种机械钟的核心部件是呀?”

“它的核心部件叫做擒纵装置,由一个免出名的手工业者发明。擒纵装置用来把持续不断的能–不管是发条还是重力–转化为有排独立设当时之略步,也尽管是时钟有规律的滴答走动。例如,钟摆的诸一样赖摆动,转化为机械齿轮的巡回运动。”

钟的核心部件:擒纵装置。它将持续不断的能量—不管是发条还是重力—转化为局部排列独立设当不时的小步,也便是时钟有规律的滴答走动。

“之后的保有机械钟包括手表还是同一的规律也?”

“对。所以机械钟在欧洲的产出是技术史上最根本之轩然大波。之后机械钟越开更小,出现了咱现代人比较熟悉的钟以及手表,但是基本原理都是依据擒纵装置。”

“哦,看来这些机械安装和齿轮非常主要。”

“对,因为正是这些精准的教条安装以及齿轮保证了工业革命时代之机器的飞前进。例如汽车里的差速齿轮就是平种植好精的齿轮组合,用来输出两只齿轮的速不同,可以死好地决定汽车转弯时轮不由滑。最初这项技能用于时钟,后来者技能给用来纺织机。这样棉花可以大大方方纺织成布匹,造成了工业以及经济变革。之后这些技巧以于利用及蒸汽机车上,让机车轮可以重新易让。西方历史学家把这些还归功给欧洲,尤其是天文钟的升华。”

“李约瑟同Price不容许这观点?”

“嗯,是的。例如苏颂的天文钟,虽然未是机械力驱动,而是水力驱动,但是轮子起及了擒纵装置的意,把连续的湍流减速,控制水流变成独立分散的周期时增长率。他们以为,机械钟里的重重文化中国总人口既掌握。”

“能于《Nature》
上发表文章一定特别了不起,这对准Price后来的研讨出了什么影响啊?”

“Price发表在Nature
上之稿子激发了他雄心勃勃,他决定继续研究古代机械。他宣读到了前人Rados,
Rehm等丁关于安提基特拉机械的稿子,决定趁追击、搞个究竟。”

“哦,终于回到安提基特拉机械了。可是就面的研究都僵化很悠久了吧?”

“对。那时就装置到底是举行呀用的尚从来不搞明白,但是Price知道之装置里噙的齿轮比下1400年里的教条安装都复杂。”

“既然这样复杂,Price为什么还要去研究也?”

“因为Price发现他过去所研究的科学仪器、天文知识与时钟,都得呢外越是研究此机械安装下了巩固的底蕴,彷佛这样一个装在海底沉睡了2000年尽管是为等待他的产出。他确信,这个特殊之设置包含着方方面面技术传统起源的私房,这个民俗一直招了第一只机械时钟的表和尾声提高成为是与工业革命。”

“哦,有诸如此类深之义呢?”

“在许多口之印象里,希腊发生了无数高大之哲学家,他们是一个工思考的民族,但是连无像东方人精为现实的艺发明。可是此机械安装颠覆了民俗上对古希腊丁的理念。如果此装置真的是古希腊总人口之著述,我们不怕好说明希腊人数精于技术,并且于欧洲人口说明机械时钟1000大抵年前纵既控制并说明了这般一个机械计算装置。所以Price意识到,安提基特拉机械是古科技幸存下来呢数最好少的稀缺装置,这对了解现代科学的出现根本。”

“哦。看来做研究用Price那种明显的使命感。”

“Price于是进展切磋,1953年外才三十春出头,他致信给雅典的国家考古博物馆所假设了行的机械碎片的像。他写了几乎首文章见报于杂志上面。但是只是几张像是满足不了外明白的好奇心的。他要对实物进行研究。”

“怎么研究实物呢?”

“于是1958年夏日,他好不容易来到雅典,在雅典考古博物馆外面的小巷上盘。同时开展外的私有魅力,说服了馆方让他进入博物馆做研究。他算是如愿以偿得以研究这个古老的机械。他于炎炎的夏天相连于博物馆的地窖里,反反复复地研究琢磨安提基特拉底残块。”

“他是怎么开展研讨之?”

“Price把机械装置拿在手上掂量了一下,虽然个头不充分,但重量不容易。他多次考察,仔细翻看。前面板上发生一个坏要命的中央拨盘,后面板上发出前后两个一律宽度的拨盘。前面和后板上都起古希腊语铭文。”

“面板上且还剩余什么?”

“前面板的达到半有的幸存保留下去,他翻了拨盘上之刻度,有一个舅圈、一个外界。内圈刻度把圆周分成12客,每卖30过,总共360度。上面来一个单词意思是黄道十二星体座有。”

“所以就360度的内圈代表黄道12星球座?”

“对,Price猜测应该来一个指针在平等年当中指示太阳所通过的黄道12宫之职位,虽然是指针已经为腐蚀掉了。”

“嗯。那外圈呢?”

“外圈被分为365卖。上面可以辨别出个别单连续月份的古埃及名。”

“这象征马上是一个太阳历?”

“对。这应该是独埃及年历,一年12独月,每个月份30龙,再增长额外的5天。”

“这个内圈和外界有什么用为?”

“当指针动时,内圈指示太阳在恒星背景天空蒙之岗位,而外面指示出脚下底日子。”

“那它的相同年只能是整数天、而未是实际上的365以1/4上?”

“对。这种日历一年固定365上,所以各过4年,要管外场拿下来,向后倒一上,代表立即是一个闰年。”

“有意思。那Price在后边板上发现了呀啊?”

“Price发现后板有上下两独拨盘。每个似乎出于同样雨后春笋同心圆组成,上面有5单,下面来4只同心圆。每个圆分割成又粗的弧,每段弧大约6度。”

“这是举行什么的?”

“Price也无晓。尽管Price不亮是片个拨盘是举行啊的,他怀疑她与月、太阳还是像之周期运动关系有关。”

“他最终抱了呀结论为?”

“很遗憾,由于缺少更多证据,Price不克征自己之定论,因为他黔驴技穷获悉机械内部结构。这些猜测和品味渐渐被人忽略。”

“后来呢?”

“1958年的暑假结束后,Price在普林斯顿高档研究院获得了扳平卖职位。他过了大西洋,去了美国。他于那里做了同一街有关安提基特拉机械钻的讲座,引起研究人口之关怀。有人鼓励他形容一首文章投稿给《科学美国口》,这首文章引起了大众对安提基特拉机械的关心。”

Price发表于《科学美国总人口》上之关于安提基特拉机械的稿子

“再后来吧?”

“两年晚,Price考古发现去矣耶鲁大学,成为那里的首先各类科学史方面的教学。但是他于安提基特拉机械钻方面几乎无展开。之后外又以1967年受《国家地理杂志》指派去矣雅典,研究古希腊底水钟。”

“有啊新的意识吗?”

“他发现了再度多关于水钟的神秘。我们刚说了,水流匀速的流可以给计时再准确。希腊人掌握了怎么让容器里的水位时钟保持以一贯的水位线及,这样水压就保障无换,因此水流也堪保留不转移,从而让计时再安定和准。”

“嗯,可是水钟毕竟与安提基特拉机械不同啊。”

“虽说如此,但Price确信水钟与安提基特拉机械背后的对原理及动感是紧紧关联的。他们还同计时有关,都与周期性变化有关,都是为此来发表周期性的法则。所以古希腊人和咱们现代人应该会发出异常相似的想法。”

“这代表什么吧?”

“如果古希腊人数当场就能当她们知识之底蕴及连发积聚新的知识,根据Price之前的知按照指数增长之原理推算,那么工业革命或使提早1000年到!”

“他的豪情壮志不小,可是他得优先干清楚安提基特拉机械的隐秘才好。”
学生说道。

“是的,他要另排门路,想办法来看机械的中间结构才出或宣告出更多的密。”

“但是非克破坏机械的完好结构!”

“对,这一点首要。”

“他是怎完成的为?”

“哦,今天之辰未多矣,我们下次还聊吧。”

“好吧,老师再见!”

“再见!”


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关于作者:笔名偶遇科学,微电子学博士,喜欢追逐事物背后的案由和不同学科的关联,寻求对和人文的融合。求学与教学的更被他沾了严谨的想精神,更给他掌握了是背后温情和人文不可或缺。每周他同学员以餐厅的稳定约会,话题无所不包,一起发现是、并分享思考的乐趣。


参考文献:

  • Jo Marchant, “Decoding the Heavens: A 2,000-Year-old Computer and
    the Century Long Search to Discover Its Secrets”, November 2008,
    William Heinemann Ltd.

  • 英国皇家学会开之杂志文献:http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/by/year

  • 关于苏颂的牵线:Encyclopaedia Britannica,
    https://www.britannica.com/biography/Su-Song

  • Needham J, Wang L, Price D J. Chinese Astronomical Clockwork[J].
    Nature, 1956, 177(4509):600-602.

  • Price, Derek J. De Solla. “An Ancient Greek Computer.” Scientific
    American 200.6(1959):60-67.

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