一块两千年前的烂铜疙瘩里,藏着一台「电脑」
1901年,潜水员从古沉船里捞出一块锈得发绿的铜疙瘩。几个月后,有人在绿锈里看到了不该出现的东西——一枚精密齿轮。这台两千年前的希腊「电脑」到底是谁造的?为什么它之后一千多年再没出现过同类?
1901年,几个采海绵的潜水员,从一艘罗马时代的沉船里捞出一块鞋盒大小、锈得发绿的青铜疙瘩。它被随手扔在雅典一家博物馆里,没人当回事,搁了好几个月。直到有一天,博物馆的一位工作人员,在那层绿锈里看到了不该出现的东西——一枚齿轮。一枚做工精密的齿轮,长在一件两千年前的物件里面。而这种东西,往后差不多一千四百年,地球上任何地方都再没出现过。这篇文章要讲的,就是我们已经知道的、至今搞不懂的,还有夹在中间的各种猜想。

这些,是板上钉钉的事实
故事,是从海底开始的。
1900年底到1901年间,一群来自锡米岛(Symi)的希腊采海绵潜水员,由船长迪米特里奥斯·孔托斯(Dimitrios Kontos)带队,在克里特岛和希腊本土之间那座小小的安提基特拉岛(Antikythera)附近,潜到约45米(148英尺)深的地方,撞上了一艘沉船。在希腊皇家海军的协助下,他们从这艘约公元前70—前60年沉没的商船上,打捞起了雕像、玻璃器皿、钱币,还有别的货物(希腊国家考古博物馆/维基百科综述;《史密森尼杂志》)。
捞上来的东西里,有一团毫不起眼的锈块。按博物馆的记录,1902年5月,考古学家瓦莱里奥斯·斯泰斯(Valerios Stais)注意到,其中一块碎片里嵌着一枚带齿的齿轮(维基百科)。就这一眼,开启了往后整整一个世纪的研究。
今天保存在雅典国家考古博物馆里的,是一堆碎片:一共82块,其中7块在机械结构上至关重要,还有16块带着古希腊文铭文的残段(维基百科)。这台机器原本不大,装在一个约34×18×9厘米的木盒子里,里面塞满了密密麻麻的青铜齿轮。研究者已经确认,幸存下来的齿轮至少有30个,而大多数复原方案都认为,完整的机器上齿轮还更多(《自然》,Freeth等,2006年)。
真正把它看明白的现代研究,是分几步走的。耶鲁大学的历史学家德里克·德索拉·普赖斯(Derek de Solla Price),1958年第一次在雅典检视了这些碎片;又在20世纪70年代初,和物理学家哈拉兰波斯·卡拉卡洛斯(Charalampos Karakalos)合作,用伽马射线和X射线给它「拍片」,数清楚了藏在里面的齿牙。普赖斯1974年的专著《来自希腊人的齿轮》(Gears from the Greeks)提出:这玩意儿是一台带齿轮的天文计算器,并认出了三十多枚齿轮(美国哲学学会)。
到了2005—2006年,安提基特拉机械研究计划(Antikythera Mechanism Research Project)动用了高分辨率三维X射线(微焦点计算机断层扫描)和先进的表面成像技术,把锈死的内部、还有那些原本根本看不见的铭文,都读了出来。团队成员包括迈克·埃德蒙兹(Mike Edmunds)和托尼·弗里思(Tony Freeth),他们2006年把成果发表在了《自然》上(《自然》)。正是这些扫描,加上后续的工作,才搞清楚了这台机器到底能干嘛。
它是这么用的:古人手摇一个曲柄,带动整套齿轮,让一根根指针在表盘上转。这台机器,能算出这些东西——
- 太阳和月亮在黄道上的位置,连月亮忽快忽慢的运动都算得出来。靠的是一套巧妙的「销槽式」本轮齿轮,这也是已知人类最早用上这种装置的例子(《自然》)。
- 月相,用一个半边镀银、会转动的小球来显示(《史密森尼杂志》)。
- 一套19年的默冬历(235个朔望月),还配了更长的76年卡利普斯(Callippic)周期来做校正。
- 日食和月食,预报在一个螺旋表盘上,整套盘是围绕223个月的沙罗(Saros)周期搭起来的,再用54年的伊克塞利格莫斯(Exeligmos)周期来精修(《自然》)。
2008年,还是这个团队,又报告了一件事:机器上一个小小的辅助表盘,能追踪四年一轮的泛希腊运动会——包括奥林匹亚、尼米亚、伊斯特米亚、皮提亚等等赛会;而历法表盘上的月份名字,正好对得上希腊西北部、伊庇鲁斯(Epirus)一带,以及科林斯(Corinth)殖民地所用的叫法(维基百科对Freeth等人的综述)。
研究还在往下走。2021年,托尼·弗里思领衔的伦敦大学学院(UCL)安提基特拉研究团队,在《科学报告》(Scientific Reports)上发表了一个复原方案,攻的就是那个让大家困惑了很久的正面「宇宙」(Cosmos)显示盘。他们提出,这套系统能把太阳、月亮,还有古代已知的全部五颗行星——水星、金星、火星、木星、土星——画在一圈圈同心圆环上,让它们一起转(UCL;《科学报告》)。关键在于,机器上的铭文还把具体的周期数字给记下来了——金星462年、土星442年——团队认为,这反映出一套相当高明的希腊数学方法,把巴比伦的观测天文学,和希腊的几何学,揉到了一块儿。弗里思说,这是「第一个既符合全部实物证据,又对得上机械本身那些科学铭文描述的模型」(UCL)。
一句话收个尾,这点在上面这些研究里都站得住脚:这是一台手摇驱动、靠齿轮运转的模拟计算机,专门用来算天文、管历法,造出来已经是两千多年前的事了。

真正没解开的,是这道题
有些问题,扫描仪再怎么扫,也答不出来:它到底是谁造的、在哪儿造的、为什么要造——以及,为什么在它之后一千多年里,再没有任何能跟它相提并论的东西留下来。
机器上没刻制造者的名字。沉船里的货物、机器自带的历法,都给了线索,可就是给不出答案。它到底是哪个年代做的,学界的估算至今还能差出将近一个世纪——从约公元前200年,到公元前一世纪初,都有人主张。全看你更信哪一头:是看铭文,看齿轮里内置的天文学假设,还是看沉船的年代(维基百科)。更要命的是,正面那套行星齿轮一点都没留下来,所以连2021年那个备受称道的「宇宙」模型,也只是一个跟现有证据对得上的复原方案——不是捞出来的原件。
最深的那个谜,是关于「来龙去脉」的。安提基特拉机械,一点都不粗糙。它那套微型化、层层嵌套的齿轮系,说明背后得有一套成熟的作坊传统——可它在整个考古记录里,几乎就是孤零零的一件。它到底是独一无二的杰作,还是某门工艺仅存的孤本,而那门工艺的其他作品,早就被人熔了取铜、就此失传了?这个,我们是真不知道。
各种猜想,各种说法
下面这些都是学界的假说,已经明确标注为推测。没有一条得到过证实。
第一种:跟阿基米德或他那一派有关。罗马作家西塞罗(Cicero)写到过几个模拟天体运行的青铜球,其中一件据传出自叙拉古的阿基米德(Archimedes of Syracuse)之手。有研究者觉得,从那个传统到安提基特拉机械,能扯出一条说得通的传承脉络。但这只是个启发性的猜想,没被证实——阿基米德死于公元前212年,很可能在这台装置问世之前(《史密森尼杂志》)。
第二种:罗德岛起源,跟希帕克斯或波西多尼乌斯挂钩。罗德岛(Rhodes)当年是有名的天文学和仪器制造中心,伟大的天文学家希帕克斯(Hipparchus)就在那儿工作过;哲学家波西多尼乌斯(Posidonius)也在岛上办过一所以天体模型闻名的学派。有些学者倾向于它出自罗德岛的某个作坊,部分原因是那艘船可能在那儿停靠过。但另一些证据——历法表盘上那些来自伊庇鲁斯/科林斯一带的月份名——又把矛头往希腊西北部、或者科林斯的殖民势力范围那边拉(维基百科)。
第三种:它真的能稳定运转吗?2025年有一项研究抛出了一种可能:那些手工切出来的三角形齿牙,误差大到也许足以让机器卡死或者走偏,由此质疑它在实际使用里到底转得顺不顺。研究作者也强调,光靠锈蚀残件的扫描图来推断,本身就有局限,这个说法目前仍有争议(维基百科综述)。所以,请把它当成一场还没下结论的争论,而不是定案。
第四种:它到底拿来干嘛——教学工具、身份摆件,还是实用历书?因为它显示的是各种周期,而不是当场实测,所以解读五花八门:有人说它是用来演示宇宙秩序的教学天象仪,有人说它是给某位有钱赞助人撑场面的奢华陈设,也有人说它是定历法、排节庆的实用帮手。真相,可能就是这几样的合体。
但有一点,谁都没法否认,那就是这份成就本身。早在欧洲的钟表时代到来之前,希腊世界里就有人,把旋转不息的整片天穹,浓缩进了青铜,和一根手摇的把手里。齿轮,留了下来。可那双切出齿轮的手,没有——而这份缺席,正是那个至今还在转动的谜。
资料来源与延伸阅读
- Freeth, T., 等. "Decoding the ancient Greek astronomical calculator known as the Antikythera Mechanism." Nature, 2006. https://www.nature.com/articles/nature05357
- Freeth, T., 等. "A Model of the Cosmos in the ancient Greek Antikythera Mechanism." Scientific Reports, 2021. https://www.nature.com/articles/s41598-021-84310-w
- 伦敦大学学院,"Experts recreate a mechanical Cosmos for the world's first computer," 2021. https://www.ucl.ac.uk/news/2021/mar/experts-recreate-mechanical-cosmos-worlds-first-computer
- 《史密森尼杂志》,"Decoding the Antikythera Mechanism, the First Computer." https://www.smithsonianmag.com/history/decoding-antikythera-mechanism-first-computer-180953979/
- 美国哲学学会关于德里克·德索拉·普赖斯《来自希腊人的齿轮》(1974年)的介绍. https://www.amphilsoc.org/news/gears-greeks-antikythera-mechanism-derek-de-solla-price
- 《百科全书》概览与研究年表:安提基特拉机械. https://en.wikipedia.org/wiki/Antikythera_mechanism
Sources & further reading
- https://www.nature.com/articles/nature05357
- https://www.nature.com/articles/s41598-021-84310-w
- https://www.ucl.ac.uk/news/2021/mar/experts-recreate-mechanical-cosmos-worlds-first-computer
- https://www.smithsonianmag.com/history/decoding-antikythera-mechanism-first-computer-180953979/
- https://www.amphilsoc.org/news/gears-greeks-antikythera-mechanism-derek-de-solla-price
- https://en.wikipedia.org/wiki/Antikythera_mechanism
- https://www.scientificamerican.com/article/an-ancient-greek-astronomical-calculation-machine-reveals-new-secrets/
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