天球儀前端的宇宙圖，顯示太陽、月球和五大行星的位置，以及月球的相位和交點。

天球儀模型，顯示了前面和後面的刻度盤以及傳動裝置的分解圖。

天球儀外板上的銘文。

天球儀的碎片。

天球儀（Antikythera Mechanism）是古希臘人用於預測天文事件的一種手動機械裝置，也是從古代儲存下來的最複雜工程部件。它常常被稱為世界上第一臺模擬計算機。這臺已有2000年曆史的儀器曾被用於預測太陽、月球和其他行星的位置，月食和日食，甚至奧運會的日期。

近日，英國倫敦大學學院（UCL）的研究人員在《科學報告》雜誌上發表了一篇論文，揭示了天球儀的主要謎團。他們利用這一機械裝置前端複雜的傳動系統，重新展示了古希臘的宇宙秩序。

研究的領導者、UCL機械工程教授Tony Freeth解釋：“我們的模型是第一個符合所有物理證據，且與刻在機械裝置上的科學銘文描述相符的模型。”

1901年，希臘潛水員在地中海小島Antikythera附近的一艘羅馬時代沉船中發現了這一儀器。它由30個（現存）青銅齒輪組成。儀器只有三分之一得以“倖存”，並且已經分裂成82塊碎片。現存的最大碎片被稱為碎片A，具有軸承、柱子和積木的特徵；另一塊碎片D，包含一個圓盤、63齒齒輪和底板。

在過去的一個世紀裡，人們對天球儀的工作原理有了諸多瞭解。2005年，科學家們使用3D X射線和表面成像，展示了它是如何預測月食並計算月球變化運動的。碎片底板上的銘文包含對宇宙的描述，其中的兩個關鍵數字——462年和442年——分別準確地代表了金星週期和土星週期。“公元前一千年的經典天文學起源於巴比倫，但天文學中沒有任何證據表明古希臘人是如何發現金星和土星週期的，”研究人員表示。

使用古希臘哲學家Parmenides所描述的數學方法，研究小組終於找到了該儀器可能的齒輪排列方式。他們不僅藉此解釋了金星和土星的週期是如何推匯出來的，還設法恢復了證據缺失的其他行星的週期。

團隊成員David Higgon說：“我們終於將碎片A、D中的證據與模擬金星週期的機械裝置進行了精確匹配，那個63齒齒輪起到了關鍵作用。”

Freeth教授補充：“隨後，研究團隊為所有行星創造了用於計算高階天文週期的新機械裝置，並將整個系統中的齒輪數量減少到最小值，以便適應狹小空間。”

論文合著者、UCL機械工程Adam Wojcik博士總結道：“這是關於如何在機械裝置中構建宇宙的關鍵理論進展，現在我們必須用古老的技術來證明它的可行性。”

編譯：花花 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《科學報告》

期刊編號：2045-2322

原文連結：https：//techxplore。com/news/2021-03-experts-recreate-mechanical-cosmos-world。html

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