《时间之问12》初识安提基特拉机械

《时间的问》是同一管作者及学习者对话交流的“记录”,选取“时间”作为跨学科讨论的媒婆,联接起数学、天文、历史、集成电路、中国古文化等不等学科,这些话题像一颗颗分流的串珠,被“时间”这根本主线串联起来。这里既是好赶上祖冲之、郭守敬、庞加莱、Price等异常科学家,也会见意识庄、博尔赫兹、史铁生、柏拉图等文哲大家。

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内容梗概:二十世纪五十年代,距离安提基特拉机械的发现就仙逝半个世纪,一个英国总人口起了长达到数十年针对安提基特拉机械的研讨,他的研究成果重新激起了人们对及时同一古机械的志趣。是啊由促使这个小伙不远千里至雅典研究之机械安装?他生什么新意识?


如出一辙周后,老师及学习者在一如既往餐厅碰面了。他们刚落座,学生即使匆忙地问道。

“上次波及的二战后研究安提基特拉机械的名人士是何人吧?”

“哦,我思考,他的名来接触长,叫Derek de Solla
Price,我们虽简单吃他Price先生吧。” 先生商议。

“Price? 他是哪里人?”

“Price
1922年出生让英国。如果Price晚年追思他的生平,他会发觉他观看安提基特拉机械前的涉都是以少数也研究它们举行准备。”

Price和外重建的安提基特拉机械模型 (Wikipedia)

“哦,为什么如此说乎?”

“Price从小喜欢物理与数学,但家境贫寒,没钱及大学。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,就可知拿世界之本面貌一一展现出。”

“用这些仪器来测量世界?” 学生问道。

“对,人类自然有平等夹眼睛,仪器相当给人之老三仅仅眼睛,能望眼睛看不到的东西的真相。Price喜欢把这些仪器拆起来,然后以组装回去,直到完全了解。”
先生商议。

“Price毕业后举行什么吗?”

“1946年,二战早已终止。他收获了博士学位,他本想留下来当老师,但是战后众优秀人才也归了高等学校,伦敦大学从不空缺的职位为他,他不得不去了新加坡,在一个叫Raffles的院教学。”

“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。他开研究对发展之历史。幸运的凡,他在那边看了整体的《英国皇家学会哲学会刊》。”

“英国皇家学会?好习的名!”

“是的,这个学会名誉显赫,我们耳熟能详的牛顿、胡克都曾是此皇家学会的会员,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,带回家读书。”

“把这些枯涩的学术文章带回家看?恐怕会更念越犯困吧?”

“我怀念吧是,所以Price把这些论文放床头,用于睡前看。”

“要是读困了,一松手就着了?这反是独一举两得之好点子!”
学生笑道。“不过,从牛顿十分时期到现积淀了森报吧?”

“嗯,是多,2011年10月,皇家学会绽放了具有原先的古老期刊的在线访问权限,任何人都好错过顾那些古老的牛顿、达尔文的文章。”

“这么多篇,Price看得回复啊?”

“我猜他是稍微读而不是精读。”

“嗯,从这些期刊文章里,Price了解及啊新东西了也?”

“Price了解及科学知识是哪些逐渐积累起来的,每时之科学家如何在已经发生知识的底子及成立新的文化。”

“他即如此平等比照一比照读下来?”

“对,Price从1665年的首先照会刊开始念由。当他读时,他把读毕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年之报。”

“分门别类,是单好习惯,整齐且容易物色。”

“随着他读了的卷册越来越多,堆放在作风上的卷册也越加积越强。过了一段时间后,有一样差他扫了一如既往双眼架子上成堆码放之卷册,突然一个想法在他脑海里一闪而过。”

“什么想法?” 学生问道。

“每一个架子上的卷册都是眼前一个气派上之卷册的少数加倍大!”

“这么有趣之现象!这是一个普遍的规律为?”

各个一个作风上的卷册都是前面一个气上之卷册的星星加倍大:指数增加势头

“Price盯在这些期刊一边看一边想。他曾经在物理领域里浸淫多年,深知物理的世界是可测量的、可乘的。物理仪器将非确定的世界转化为数字和曲线,从而展示出她所满足的法则。一旦您了解了规律,你就是可以知晓它,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上进规律也非是大体定律可以预测的。”
学生说道。

“是的,你说之来道理。可即当Price的床头,这种状态时有发生了。科学知识经过三番五次个百年的积攒,在他的床头架子上出示出同样漫漫优质的指数曲线。”

“也就是说,科学知识的开拓进取啊生规律而遵循的?”

“嗯,你看:每10年,论文的数额翻倍,这即像钟表一样可以预计。”

“他肯定很激动吧?”

“对,Price冲到图书馆,查看他所能够找到的拥有期刊,他因而颤抖的手把每个学科的记堆在一块儿,看看外学科的刊物是勿是吧来接近之法则!”

“结果呢?”

“每个学科都无异,这些杂志堆都契合同样的模式,从牛顿时到卢瑟福的原子时代,毫无例外:文章的多少随着时光表现指数增加的自由化!”

“哇,不可思议!这足以被是本身的是吧?”

“嗯,Price觉得,他发现了平久知识本身发展路子的定律。他开拓了千篇一律扇窗,通过这扇窗户科学家可以用指数增加来预测未来非确定的社会风气发展。”

“这同一时时他一定激动不已!”

“嗯,他将此想法分享给他最好好之情侣,然后他焦急地思量研究科学史。于是他离了新加坡,回到了剑桥大学。”

“在剑桥做啊也?”

“他注册了人生第二单博士研究生。”

“哇!又一个博士!博士可不是那么好就能够念下来的,这可是着实好啊!那他的老二个博士论文准备研究什么呢?”

“他的博士论文延续了他对科学仪器的偏爱,继续研究是仪器的历史。他觉得,那些科学仪器–从示波器到显微镜–
是无可非议进步的要。要是没有加速器来轰击微粒,卢瑟福就非容许分裂原子、发现电子,要是没有望远镜就未可能发现土星上的卫星不是纠缠在地旋转、从而颠覆地心说。回到牛顿时,也是如此,仪器的来意特别关键。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,他讲述了祥和之想法。”

“哦,就是举世瞩目研究中国先科技史的李约瑟博士?”

“对,李约瑟博士随即已经当研中国科学史方面做到有目共睹。我们懂得李约瑟之前是生物化学学家,直到1930年间来了同个中国留学生鲁桂珍,激发起他本着中国古科技之友爱。”

“李约瑟对Price说了什么?”

“李约瑟告诉Price,为了打探某一个学科,应该尝试去探听有关这个课程具有已清楚的物。不要单独局限为英文文献,而而失去阅读外有或的文献,不管她是故德语、中文还是阿拉伯语撰写的。”

“哦,看来掌握几门外语很重点。”

“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籍。基于星象仪相同之法则,行星定位仪能够展示天空中五大行星和日光、月亮的职位。从此他针对天文仪器开始产生了感兴趣,并且考证来了一个经久被人误解的发现。之后他还要跟李约瑟博士合作,研究中国古的科学仪器。”

“哦,是吗?”

“细思转,这反也并无意外,一个凡中华先科技史专家,一个是仪器专家,他们合作研究中国古的科学仪器也异常健康。”

“那她们现实研究什么也?”

“他们合作研究了中华11世纪由一个让苏颂的丁制的宝塔,研究结果发表在1956年之《Nature》杂志及。”

苏颂原书中的水力时钟

“苏颂?中国底?我竟没耳闻了他、还有他做的塔!真是羞愧死了!这个塔是召开呀用的?”

“简单说凡是一个钟,这个塔上放着一个高大的水力驱动的天文钟。水流匀速地流入一个不行水斗中,每次花一样的时空注满水斗,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巡,拉动轮子还开始同轮注水的巡回。这样就是形成了一个巡回的过程,可以准确地计时。”

“哦,也就是说可以指示时间为?”

“对,这个机械钟里用到之技术领先西方数百年。除了指示时间,这所塔还能够学出天空中行星的动。”

“哇,这么先进!只发生竟,没有开不至。我顶崇拜这个苏颂了。”

“李约瑟、Price在篇章中以为,关于机械钟的前进,历史学家曾经还为错了。”

“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,然后再次扩散世界任何地方。而任何地方的众人还是用不机械的不二法门来测算时,例如蜡烛燃烧速度,日晷,简单的水钟等。然后欧洲口13世纪发明了依据齿轮机械钟。”

“就是当代机械钟的鼻祖了,那这种机械钟的核心部件是啊?”

“它的核心部件叫做擒纵装置,由一个休红的手艺人发明。擒纵装置用来管持续不断的能–不管是发条还是重力–转化为有列独立设等时之略微步,也就算是时钟有规律的滴答走动。例如,钟摆的各级一样浅摆动,转化为机械齿轮的循环运动。”

钟表的核心部件:擒纵装置。它将持续不断的能量—不管是发条还是重力—转化为部分列独立设相当常常的略微步,也不怕是时钟有规律的滴答走动。

“之后的享有机械钟包括手表还是一致的法则为?”

“对。所以机械钟在欧洲之起是技术史上无限重点的波。之后机械钟越做更加聊,出现了我们现代人比较熟悉的时钟以及手表,但是基本原理都是基于擒纵装置。”

“哦,看来这些机械装置及齿轮非常重要。”

“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速腾飞。例如汽车里之差速齿轮就是千篇一律栽颇细密的齿轮组合,用来输出两个齿轮的速不同,可以死好地操纵汽车转弯时轮不打滑。最初这项技能用于时钟,后来以此技能让用于纺织机。这样棉花可以大大方方纺织成布匹,造成了工业及经济变革。之后这些技术并且被采取到蒸汽机车上,让机车轮可以重复易于使。西方历史学家把这些都归功给欧洲,尤其是天文钟的升华。”

“李约瑟及Price不允许是视角?”

“嗯,是的。例如苏颂的天文钟,虽然不是机械力驱动,而是水力驱动,但是轮子起及了擒纵装置的来意,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。他们觉得,机械钟里的广大文化中国总人口已控制。”

“能以《Nature》
上发表文章一定很了不起,这对Price后来的钻研有了哟影响为?”

“Price发表在Nature
上之章激发了外雄心勃勃,他操纵继续研究古代机械。他宣读到了前人Rados,
Rehm等人关于安提基特拉机械的文章,决定就追击、搞个究竟。”

“哦,终于回到安提基特拉机械了。可是这上头的钻研都僵化很老了咔嚓?”

“对。那时就装置到底是举行啊用之尚无做明白,但是Price知道此装置里富含的齿轮比下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发现他过去所研究之科学仪器、天文知识和时钟,都可以吗外愈发研究这个机械安装下了坚固的基本功,彷佛这样一个设置在海底沉睡了2000年即令是为着等待他的起。他坚信,这个特别的安装包含在全套技术传统起源的潜在,这个民俗一直导致了第一单机械时钟的申与尾声发展成为是与工业革命。”

“哦,有这样可怜之意义吗?”

“在不少总人口的印象里,希腊发出了广大巨大之哲学家,他们是一个擅思考的中华民族,但是连无像东方人精为实际的技能发明。可是这机械装置颠覆了传统上对古希腊人数的见解。如果这个设置真的是古希腊人口之创作,我们就是可以证明希腊人精于技术,并且在欧洲丁发明机械时钟1000差不多年前便曾掌握并表了如此一个机械计算装置。所以Price意识到,安提基特拉机械是古代科技幸存下来呢数最好少之斑斑装置,这对准喻现代是的面世根本。”

“哦。看来做研究要Price那种明显的使命感。”

“Price于是进行切磋,1953年外才三十春秋出头,他上书给雅典的国考古博物馆所假设了时的机械碎片的影。他形容了几乎首文章刊载在杂志上面。但是单几摆设照片是满足不了外显然的好奇心的。他得对实物进行研究。”

“怎么研究实物呢?”

“于是1958年夏日,他终于来雅典,在雅典考古博物馆外的小巷上旋转。同时开展外的私有魅力,说服了馆方让他入博物馆做研究。他算是顺利得以研究之古老的机械。他于炎炎的夏季连于博物馆之地窖里,反反复复地研究琢磨安提基特拉的残块。”

“他是怎么开展研讨之?”

“Price把机械安装拿在手上掂量了瞬间,虽然个头不死,但重量不易于。他频繁考察,仔细查阅。前面板上有一个可怜老之中央拨盘,后面板上发前后两独一样宽度之拨盘。前面和后面板上都产生古希腊语铭文。”

“面板上且还剩下什么?”

“前面板的达标半有些幸存保留下去,他查看了拨盘上的刻度,有一个舅圈、一个外界。内圈刻度把圆周分成12客,每卖30度,总共360度。上面有一个单词意思是黄道十二星球座有。”

“所以就360度过的内圈代表黄道12星星座?”

“对,Price猜测应该有一个指针在同等年当中指示太阳所通过的黄道12宫廷的岗位,虽然此指针已经给腐蚀掉了。”

“嗯。那外圈呢?”

“外圈被分成365卖。上面可以识别出点儿个连月份的古埃及名。”

“这意味这是一个太阳历?”

“对。这该是单埃及年历,一年12只月,每个月份30龙,再加上额外的5龙。”

“这个内圈和外有什么用吗?”

“当指针动时,内圈指示太阳在恒星背景天空蒙之位置,而外面指示出目前之日子。”

“那其的如出一辙年只能是整数龙、而不是实在的365而1/4上?”

“对。这种日历一年稳定365天,所以各过4年,要把外场拿下来,向后运动一天,代表立即是一个闰年。”

“有意思。那Price在背后板上发现了啊也?”

“Price发现后板有上下两独拨盘。每个似乎出于同样多重同心圆组成,上面有5单,下面来4只同心圆。每个圆分割成重小的弧,每段弧大约6度。”

“这是做啊的?”

“Price也无亮堂。尽管Price不掌握这简单个拨盘是做呀的,他猜测其与月、太阳还是像之周期运动关系有关。”

“他最终抱了呀结论为?”

“很不满,由于缺少更多证据,Price不能够证实自己之定论,因为他无法获知机械内部结构。这些猜测及尝试渐渐被人忽视。”

“后来呢?”

“1958年之暑假结束后,Price在普林斯顿高等级研究院获得了扳平卖职位。他跨越了大西洋,去矣美国。他于那里做了同样会有关安提基特拉机械钻之讲座,引起研究人员的关切。有人鼓励他形容一首文章投稿给《科学美国人口》,这篇文章引起了民众对安提基特拉机械的关怀。”

Price发表在《科学美国总人口》上之有关安提基特拉机械的文章

“再后来呢?”

“两年后,Price去矣耶鲁大学,成为那里的首先员科学史方面的教。但是他以安提基特拉机械钻方面几乎无进行。之后他同时于1967年为《国家地理杂志》指派去了雅典,研究古希腊之水钟。”

“有啊新的觉察吗?”

“他意识了重复多关于水钟的私房。我们刚刚说了,水流匀速的流可以被计时再精确。希腊人掌握了怎么让容器里的水位时钟保持在定点的水位线达,这样水压就保持不移,因此水流也可保留不转移,从而让计时再安定和准确。”

“嗯,可是水钟毕竟和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正确性原理及精神是紧密关联的。他们还同计时有关,都同周期性变化有关,都是用来发布周期性的原理。所以古希腊人和咱们现代人应该会有很相似之想法。”

“这意味什么吧?”

“如果古希腊丁当场就能以她们知识之功底及频频积累新的知识,根据Price之前的知按照指数提高的原理推算,那么工业革命可能使提早1000年莅!”

“他的雄心壮志不小,可是他要先行将清楚安提基特拉机械的暧昧才得。”
学生说道。

“是的,他得另排蹊径,想方看机械的里边构造才起或宣布出更多的机密。”

“但是非克破坏机械的共同体布局!”

“对,这一点要害。”

“他是怎么形成的吧?”

“哦,今天的时刻不多矣,我们下次再次聊吧。”

“好吧,老师再见!”

“再见!”


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至于作者:笔名偶遇科学,微电子学博士,喜欢追逐事物背后的来由以及见仁见智科目的关系,寻求对与人文的休戚与共。求学和教学的更给他获得了严谨的思精神,更给他领略了是背后温情与人文不可或缺。每周他和学员在食堂的原则性约会,话题无所不包,一起发现科学、并享受思考的趣。


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.

  • 英国皇家学会开的刊物文献:http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/by/year

  • 至于苏颂的牵线: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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