アンティキティラ島の機械のデジタルモデルを構築することで、科学者たちはついにこの古代の装置の重要な機能を明らかにし、非常に高度な思考を必要とした設計を明らかにしたかもしれない。
1901年にクレタ島沖で難破船から引き上げられた2000年前のアンティキティラ島の機械は、何十年もの間、科学者たちを困惑させてきました。Scientific Reports誌に掲載された新たな研究論文では、この天文観測機器の仮説モデルが提示されています。筆頭著者でユニバーシティ・オブ・カレッジ・ロンドンの機械工学者トニー・フリース氏は声明の中で、このモデルは「すべての物理的証拠に合致し、機械本体に刻まれた科学的記述の記述とも一致する」初めてのモデルだと述べています。
この手動式の装置は、現存する最古のアナログ天文計算機であり、複雑な機械工学の初期の例と言えるでしょう。古代ギリシャにまで遡るこの装置は、月食や日食、太陽、月、水星、金星、火星、木星、土星の位置といった天文現象や事象をモデル化していました。
アンティキティラ島の機械は3分の1しか回収されておらず、比較できる類似品は存在しません。30個の青銅製歯車と82個の破片からなるこの不完全な遺物は、科学者たちに、その外観、用途、そして動作原理について推測を迫っています。
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2016年、科学者たちは数十年にわたるこの遺物の調査結果を発表しました。X線スキャナーを用いて、科学者たちは装置に埋め込まれた3,500文字の説明文（いわば取扱説明書）を記録することに成功しました。この説明文の分析から、アンティキティラ島の機械はプログラム不可能な点で真のコンピューターではないことが示唆されています。むしろ、宇宙における私たちの位置を示し、月食や日食といった天体現象を予測するために設計された機械だったと考えられます。
装置の最大部分である断片Aは、軸受け、柱、ブロックで構成されており、断片Dには用途不明のディスク、63歯の歯車、そしてプレートが含まれています。今回の研究の目的は、大部分が失われている機構前部の歯車機構について、より深く理解することです。
碑文には、惑星と月がマーカービーズで表現され、リング上を移動する宇宙の機械装置について言及されていました。研究者らが論文で述べているように、「これまでの復元では、この仕様に忠実に従った模型を作ることはできなかった」とのことです。そこで研究チームは、アンティキティラ島の機械のこの失われた（そして推定上の）部品の再現に挑戦しました。
「この複雑な3Dパズルを解くと、バビロニア天文学の周期、プラトンのアカデミーの数学、古代ギリシャの天文学理論を組み合わせた天才の創造物が明らかになる」と、同じくUCLの機械エンジニアであるアダム・ウォジック氏を含む著者らは書いている。
実際、古代バビロニア人は惑星の運動を記録し、古代ギリシャの哲学者パルメニデスはこれらの運動を説明するための数学モデルを開発しました。
装置に刻まれた碑文には、金星の周期が462年、土星の周期が442年と記されていました。科学者たちはこれらの数字を、地球から見た天体が元の位置に戻るまでの時間を表す朔望周期と関連付けました。古代ギリシャ人にとって、これらの周期は地動説に基づく宇宙観を持つため重要でした。夜空を見上げると、惑星は時折、太陽の周りを公転する際に一時停止し、前後に揺れているように見えます（つまり逆行）。これは一種の錯覚です。（この素晴らしい例として、月が逆行しているように見えるこちらの動画をご覧ください。）ちなみに、「惑星」という言葉はギリシャ語で「放浪者」を意味する言葉に由来しています。
ギリシャ人は、惑星が地球の周りを回っていると信じていたため、この逆行運動に困惑し、それを説明するためにかなり複雑な理論や数学的説明を考案しましたが、その多くは完全に間違っていました。
アンティキティラ島の機械自体を観察した結果、研究者たちは破片AとDの部品が金星の機械的運動と一致することに気づいた。「これは金星の462年の惑星周期を正確にモデル化しており、63歯の歯車が重要な役割を果たしている」と、論文共著者で博士課程の学生であるデイビッド・ヒゴン氏はUCLの声明で述べている。その後、科学者たちは古代ギリシャの公式を用いて残りの惑星の周期を決定し、それらの周期を「物理的証拠と一致する非常にコンパクトな機構」に組み込んだ。
つまり、ギリシャ人は天動説を唱える宇宙観を持っていたため、アンティキティラ島の機械の設計において、自らを不必要に困難に陥れてしまったのです。同心円上をビーズのように動く惑星が太陽の周りを一方向に動いているように見せる代わりに、地球の周りを周期的に動く惑星を前後に揺らめくように描かなければなりませんでした。驚くべきことに、5つの惑星それぞれについてこれを行わなければならず、それぞれの相対的な位置は常に正確でなければなりませんでした。少なくとも、機械が実際にこのように動作していたと仮定すれば。
科学者たちは計算結果を基に、この途方もなく複雑な装置を設計し、デジタルで再現しました。フリース氏によると、科学者たちは「すべての惑星について、最新の天文周期を計算し、システム全体の歯車の数を最小限に抑えることで、限られたスペースに収まる革新的なメカニズムを考案しました」とのことです。実際、想定される部品は装置内部に収まる必要があり、その深さは25ミリメートル以下だったため、歯車の配置は恣意的に大きくすることはできませんでした。
このモデルがどのように構築されたかを示す、この研究に関する 30 分の映画が Vimeo でご覧いただけます。
シミュレーションされた機械は動作しているように見えますが、「シミュレーション」がキーワードです。著者らが指摘するように、まだ大きなステップを完了させる必要があります。
「今度は、古代の技術を用いて実現可能性を証明しなければなりません」とウォジック氏は述べた。「特に難しいのは、天文出力を運ぶ入れ子状のチューブのシステムです。」
いいですね。チームはこれから実験考古学に着手するようです。アンティキティラ島の機械の実物大模型を製作するそうです。失われた技術の驚くべき例であるこの「天才の創造物」を、2000年も経った今、再現するのは至難の業だと考えると、本当に驚きです。
