Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Абак в своих сочинениях упоминают Демосфен и Полибий[105]. Последний пишет: «Придворные — как камни на счётной доске: захочет счётчик, и они будут стоить один халк, а захочет — так и целый талант»[106]. Похожую мысль Диоген Лаэртский приписывает Солону[107].

Абак, найденный на греческом острове Саламин в 1846 г. (саламинская доска), относится к 300 г. до н. э., что делает его древнейшей счётной доской, обнаруженной до сих пор. Это плита белого мрамора размером 149 × 75 × 4,5 см с нанесёнными на неё метками для счёта[108].

2.1.2 Антикитерский механизм

Впрочем, древнегреческая цивилизация в период расцвета смогла создать и куда более сложные вычислительные устройства, чем размеченная мраморная доска. Речь о знаменитом Антикитерском механизме — устройстве, обнаружение которого заставило во многом пересмотреть существовавшие на тот момент представления о возможностях античных технологий.

4 апреля 1900 г. между островом Крит и полуостровом Пелопоннес, поблизости от берегов острова Антикитера (Αντικύθηρα), были обнаружены останки античного корабля. Редкой находке помог случай: судно греческих ловцов губок с острова Сими (находившегося в это время под турецкой оккупацией) под командованием капитана Димитриоса Контоса остановилось в этом месте, чтобы дождаться благоприятных ветров. Воспользовавшись моментом, капитан отправил команду водолазов на поиски губки. Один из них, Илиас Стадиадис[109], вскоре вернулся на поверхность с глубины около 60 м[110] и сообщил, что на дне видит кучу разлагающихся трупов людей и лошадей[111]. Сделав закономерный вывод о том, что водолаз немного не в себе, по всей видимости по причине азотного опьянения, капитан решил тем не менее самостоятельно спуститься на дно для проверки. Погрузившись на глубину, Контос увидел множество фигур — они лежали на дне вдоль берега на протяжении примерно 50 м. Это были не тела, а статуи, одни — мраморные, другие — из покрытой окислами бронзы. Капитан взял бронзовую руку одной из статуй, привязал её к страховочному тросу и вернулся обратно на корабль.

После возвращения с промысла Контос рассказал о находках своему земляку с Сими, профессору археологии Афинского университета Антониосу Иконому. Бронзовую руку отвезли в Национальный археологический музей в Афины и показали его директору — археологу Валериосу Стаису. Оценив важность находки, тот организовал встречу моряков со своим двоюродным братом, Спиридоном Стаисом, занимавшим в те годы пост министра образования[112]. «Если правительство предоставит необходимое оборудование — лебёдки для подъёма предметов с морского дна, — сказал Контос министру, — мои люди готовы спуститься за ними при условии, что им заплатят полную цену за всё, что им удастся спасти». Стаис согласился на условия Контоса, но настоял на том, чтобы на борту в качестве руководителя работ присутствовал профессиональный археолог. Им стал профессор Иконому. Он отправился в первую экспедицию к месту крушения антикитерского корабля на борту греческого военного транспорта «Микале». На двух рыбацких судах его сопровождала команда Контоса. Работы начались 24 ноября 1900 г. Несмотря на тяжёлые погодные условия, водолазы за три часа подняли на поверхность бронзовую голову бородатого мужчины (возможно, Биона Борисфенита[113]), бронзовую руку кулачного бойца, бронзовый меч, две маленькие мраморные статуи (с отбитыми головами), мраморную ступню, несколько фрагментов бронзовых и мраморных статуй, бронзовые котлы, глиняную посуду и другую керамику. Приостановив работы по причине ухудшившейся погоды, экспедиция вернулась в Афины, где была встречена всеобщим ликованием.

На втором этапе работ, начавшемся 4 декабря 1900 г., «Микале» сменил более манёвренный корабль — паровая шхуна «Сирос». Работы продолжались десять месяцев, до сентября 1901 г., и велись на пределе человеческих возможностей. Первые декомпрессионные таблицы (таблицы Холдейна) появятся только в 1907 г., а получат распространение ещё позже, поэтому водолазам Контоса приходилось работать «на глазок», под угрозой гибели или инвалидности от кессонной болезни. Согласно подсчётам Фэйт Уорн, автора книги «Горькое море» (Bitter Sea. The Real Story of Greek Sponge Diving, 2000), в период между 1866 и 1910 гг. от кессонной болезни умерло около 10 000 ныряльщиков и ещё почти 20 000 остались парализованными — это около половины тех, кто ежегодно уходил на глубину. Не обошлась без жертв и экспедиция 1900–1901 гг.: один водолаз погиб, а двое других — были парализованы[114].

20 мая 1902 г. Спиридон Стаис, на тот момент уже бывший министр образования, приехал в Национальный археологический музей с целью оценить прогресс в изучении находок экспедиции. Осматривая вместе со своим двоюродным братом найденные предметы, он обратил внимание на фрагмент неизвестного механизма с бронзовыми шестернями, хранившийся в одной из коробок. К этому моменту внешние слои бронзы уже разрушились под влиянием кислорода и влаги воздуха (древняя бронза может тысячи лет сохраняться на морском дне, но после извлечения на поверхность без специальной обработки начинает быстро разрушаться). Высохшие деревянные части, прилипшие к бронзовым, свидетельствовали о том, что механизм хранился в шкатулке. Его останки представляли собой четыре рассыпающихся фрагмента, бо́льшую часть внешних поверхностей которых покрывал слой известняка. Однако, без сомнения, это был древний механизм, напоминающий часовой.

Первичный анализ фрагментов устройства выявил наличие в нём как минимум 15 шестерён. Точность их исполнения наводила на мысли о вычислительной природе устройства. К изучению механизма были привлечены Иоаннис Своронос, директор Национального нумизматического музея Афин и специалист по античным монетам и надписям, Адольф Вильгельм — австрийский эксперт по античным надписям, оказавшийся волей случая в Афинах, и Периклес Редиадис, в ту пору лейтенант греческого флота и профессор геодезии и гидрографии Королевской военно-морской академии.

Спустя несколько дней Вильгельм выдвинул предположение, что надпись на механизме сделана между II в. до н. э. и II в. н. э. В прессе тем временем развернулась активная полемика по поводу назначения устройства. В 1903 г. Редиадис опубликовал первый доклад по результатам произведённого анализа под редакцией Свороноса. Последний сумел расшифровать 220 полустёршихся греческих букв, в том числе несколько полных слов, сравнил их начертания с надписями на античных монетах и высказал мнение, что надписи датируются первой половиной III в. Редиадис составил описание фрагментов устройства и отметил, что поскольку оно помещалось в деревянном ящике, как и навигационные приборы на современных кораблях, то предмет, во всей видимости, был не грузом, а корабельным инструментом. Анализируя надписи, расшифрованные Свороносом и Вильгельмом, Редиадис предположил, что они выполняли роль инструкций, и отдельно отметил одно интересное греческое слово — μοιρογνωµόνιον (в современном греческом μοιρογνωμόνιο означает «транспортир»). Этим словом обозначался инструмент для определения градуса возвышения[115], указатель на шкалу в диоптре[116]; оно встречается в одном из самых ранних дошедших до нас детальных описаний устройства астролябии (VI в.). Основываясь на этих соображениях, Своронос и Редиадис сделали вывод, что Антикитерский механизм является разновидностью астролябии — угломерного инструмента для измерения высот светил и определения широты и долготы в астрономии, а также горизонтальных углов при землемерных работах[117].

Несколько слов об астролябии. Оксфордский словарь английского языка сообщает, что название этого инструмента происходит от греческого ἁστρολάβον (форма среднего рода от слова ἀστρολάβος — дословно «берущий звёзды» или «ловец звёзд»)[118]. Кроме своих основных функций, усовершенствованные астролябии могли использоваться для определения направления на какой-либо географический пункт, времени восхода и захода светил и даже для выполнения тригонометрических расчётов.

Астролябией, по всей видимости, пользовался Клавдий Птолемей, хотя словом ἁστρολάβον он называл другое, более простое устройство — армиллярную сферу. В науке существует открытая дискуссия о том, кого следует считать создателем первой астролябии — самого Птолемея, детально описавшего необходимые для создания устройства принципы в работе «Планисферий», Гиппарха, который более чем за 200 лет до Птолемея разработал принципы стереографической проекции, Аполлония Пергского, а то и вовсе Евдокса Книдского. Идеи греков были подхвачены на арабском Востоке, где с VIII в. искусство изготовления астролябий достигло небывалых высот.

Корпус классической астролябии, «тарелка», — круглая деталь с бортом и подвесным кольцом, позволяющим точно выровнять прибор относительно горизонта. На внешний контур тарелки современной астролябии нанесены шкалы в градусах и в часах (в старинных астролябиях — 12 знаков зодиака по 30°).

Внутри «тарелки» находится «тимпан» — плоский, обычно сменный диск, на поверхность которого в стереографической проекции нанесены точки и линии небесной сферы, остающиеся неизменными при её суточном вращении: полюс мира в центре тимпана и концентрические окружности небесного экватора, Северного и Южного тропиков (последний обычно служил границей тимпана), прямая вертикальная линия небесного меридиана, горизонт и его параллели — «альмукантараты», точка зенита и проходящие через неё азимутальные круги. Поскольку положение горизонта и зенита зависит от широты места наблюдения, для разных широт используются разные тимпаны.

Сверху на тимпан накладывается «паук» — круглая решётка, на которой опять же в стереографической проекции при помощи изогнутых стрелок-указателей показано положение наиболее ярких звёзд (обычно от 10 до 60), расположенных севернее южного тропика. На поверхности «паука» обозначен также зодиакальный круг со шкалой, показывающей годовое движение Солнца по эклиптике. В некоторых астролябиях такая шкала отражает даже неравномерность этого годового движения.

Паук, тарелка и подвижная линейка — алидада — крепятся на центральной оси, проходящей через центральные отверстия перечисленных деталей, при этом алидада может находиться на любой из сторон инструмента (иногда устанавливались две линейки — с обеих сторон астролябии).

На тыльной стороне астролябии, в зависимости от вкусов и потребностей пользователей, могут также находиться различные номографические шкалы, например шкалы тангенсов («прямая тень», umbra recta) и котангенсов («обратная тень», umbra versa), шкала для пересчёта равных часов, шкала для определения «киблы» (направление в сторону священной Каабы в Мекке) и так далее.

При использовании астролябии сначала измеряют высоту Солнца или звезды с помощью алидады, а затем поворачивают «паук» таким образом, чтобы изображение точки эклиптики, в которой находится Солнце в данный момент года, либо изображение звезды попало на линию альмукантарата, соответствующего высоте. При этом на лицевой стороне астролябии получается актуальное стереографическое изображение неба, после чего определяются азимут светила и точное время, а также гороскоп (от др.-греч. ὥρα — промежуток времени, период и др.-греч. σκοπός — наблюдатель) — градус эклиптики, восходящий (пересекающий горизонт) в момент наблюдения.

К сожалению, до нас не дошло ни одной древнегреческой астролябии. Самая ранняя сохранившаяся до наших дней древняя астролябия датируется 927–928 гг., она основана на исламском календаре, содержит надписи, выполненные куфическим письмом[119], и изготовлена мастером по имени Настулус или Бастулус. Сегодня эта находка хранится в музее Школы восточных и африканских исследований Лондонского университета (SOAS University of London, School of Oriental and African Studies)[120].

Вернёмся к Антикитерскому механизму. С точки зрения современной науки выводы Редиадиса о том, что Антикитерский механизм является астролябией, нельзя не признать поспешными. Во-первых, там, где Редиадис прочитал слово μοιρογνωµόνιον, мы можем разобрать лишь γνωμο, то есть gnomo вместо [moiro]gnomo[nion]; γνωµόνιον означает просто «указатель». Наличие зодиакальной шкалы, безусловно, подталкивает нас к мысли о том, что Антикитерский механизм был астрономическим прибором, но всё же он был слабо похож на известные конструкции астролябий. Во-вторых, астролябии не были квадратными, их не хранили в деревянных ящиках, подавляющее большинство астролябий не содержит шестерён. Правда, одна из известных нам астролябий включает дополнение в виде механического календаря. Судя по выгравированной надписи, она была сконструирована мастером Мухаммадом ибн Аби Бакром из Исфахана, датируется 1221–1222 гг. н. э. и являет собой, между прочим, единственный пример дошедшего до нас средневекового шестерённого механизма, созданного в исламском мире. Зубцы шестерён календаря Мухаммада ибн Аби Бакра выполнены с исключительной точностью, превосходящей византийские аналоги того же времени[121]. Сегодня эта астролябия хранится в коллекции Музея истории науки Оксфордского университета[122].

Редиадис фактически предполагал, что Антикитерский механизм — это неизвестный ранее вид астролябии, в котором положение Солнца и время дня определялись не по выгравированным картам и шкалам, а при помощи стрелок, управляемых набором шестерён. Увы, ни Редиадис, ни его редактор Своронос не объясняли, зачем потребовалось создавать столь сложный механизм для решения задачи, с которой прекрасно справлялась обыкновенная астролябия. Впрочем, не все учёные того времени были согласны с Редиадисом и Свороносом. Принципиально иной точки зрения придерживался историк мореплавания Константинос Радос. Выступая на Первом международном конгрессе по классической археологии в Афинах (1905), Радос заявил: мысль о том, что найденное устройство — астролябия, следует признать абсурдной. В противовес он выдвинул идею, что Антикитерский механизм — это древний корабельный одометр, то есть прибор для измерения пройденного пути, описанный в трактате Герона Александрийского «О диоптре» (Περί διόπτρας)[123]^, [124].

Объяснение Радоса было по сути зеркальным отражением объяснения Редиадиса: если Редиадис, основываясь на надписях и символах на механизме, игнорировал его конструкцию, то Радос, напротив, игнорировал символы и надписи, руководствуясь только элементами конструкции.

В 1905 и 1906 гг. молодой филолог Альберт Рем (позже — один из крупнейших в мире специалистов по античным надписям) изучил фрагменты в ходе двух или трёх коротких поездок в Афины. Рем имел некоторое преимущество по сравнению с предыдущими исследователями, поскольку его исследованиям предшествовали работы по консервации механизма, произведённые химиком Отоном Розопулосом. Розопулос удалил налёт при помощи цианида калия и обработал очищенные и вновь открывшиеся поверхности цапонлаком (прозрачным раствором нитроцеллюлозы в органическом растворителе)[125]. Рем смог прочитать на передней шкале третьего фрагмента скрытое прежде слово: Παχών (пахон) — это греческое название девятого месяца древнеегипетского календаря. Указывать названия месяцев на навигационном приборе, так же как и на одометре, не имеет особого смысла, поэтому у Рема зародилась собственная гипотеза — он предположил, что Антикитерский механизм представляет собой планетарий, показывающий обращение Солнца, Луны и планет вокруг Земли. По мнению Рема, это могло быть устройство, подобное планетарию Архимеда, упоминаемому Цицероном[126]. Но как оно оказалось на борту корабля? Оно могло быть частью груза, входить в число богатств, которые корабль, по всей видимости, перевозил из Греции в Рим.

На версию Рема откликнулся Редиадис, который не согласился с молодым филологом, указав на то, что даже если механизм и не является астролябией, то ещё менее вероятно, что это планетарий, так как детали механизма плоские и слишком слабые для устройства сферической формы. Кроме того, он вновь повторил свой аргумент, что поскольку устройство находилось на корабле и помещалось в деревянной шкатулке, то, скорее всего, оно относится к корабельному оборудованию.

Дискуссия по поводу предназначения Антикитерского механизма понемногу утихла — каждый из специалистов остался при своём мнении. Единственное крупное исследование, произведённое в довоенный период, принадлежало перу Иоанниса Теофанидиса — греческого контр-адмирала в отставке, занимавшегося вопросами военной истории. Он заинтересовался находкой в 1920-е гг. в процессе подготовки статьи для морской энциклопедии о путешествиях апостола Павла. Хотя во времена Теофанидиса «Википедии» ещё не было, некоторым людям уже тогда удавалось, занявшись одной темой, постепенно переходя по ссылкам, обнаружить себя в 4 утра за чтением статьи о теореме о причёсывании ежа об Антикитерском механизме.

Первые результаты работы Теофанидиса были опубликованы в 1934 г. После удаления известкового налёта на лицевой пластине основного фрагмента механизма нашлось большое кольцо с градуированной шкалой по окружности. Исследователь подтвердил, что большое крестообразное зубчатое колесо было связано с несколькими шестернями, меньшими по размеру, и описал рукоятку сбоку, которая, по всей видимости, приводила в движение главное колесо. Теофанидис придерживался мнения, что механизм представляет собой навигационный прибор. Как и Рем, он считал, что устройство применялось для вычисления точного положения небесных тел, при этом верные соотношения скоростей их движения обеспечивали передаточные отношения зубцов шестерён. Теофанидис выдвинул гипотезу, что при установке стрелки прибора в соответствии с тенью, которую отбрасывает стержень, находящийся в центре концентрических окружностей, можно было, приведя механизм в движение, вычислить точное местоположение корабля.

Вторая мировая война заставила учёных надолго забыть об Антикитерском механизме. Экспонаты Национального археологического музея во время оккупации и последовавшей гражданской войны были спрятаны сотрудниками, и большая их часть, включая механизм, пережила военное лихолетье.

[105] Pullan J. M. (1968). The History of the Abacus. New York, NY: Frederick A. Praeger, Inc., Publishers.

[106] Historiae. Polybius. Theodorus Büttner-Wobst after L. Dindorf. Leipzig. Teubner. 1893 // http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=urn:cts:greekLit:tlg0543.tlg001.perseus-eng1:5.26

[107] Diogenes Laertius, Lives of Eminent Philosophers R. D. Hicks, Ed. (1972) // http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=urn:cts:greekLit:tlg0004.tlg001.perseus-eng1:1.2

[108] Williams M. R. (1997). Baltes, Cheryl, ed. A History of Computing technology (2nd ed.). Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society Press.

[109] The sponge divers and the original crew. Return to Antikythera. A project of the Hellenic Ministry of Culture and Sports // http://antikythera.org.gr/history/1900-1901/sponge-divers/

[110] Nikoli M., Seiradakis J. H. The first newspaper references to the antikythera shipwreck discoveries // http://academy.edu.gr/Antikythera-Digital-Book-Files/08_Magdalini.pdf

[111] Мерчант Д. (2017). Антикитерский механизм: Самое загадочное изобретение Античности. — М.: Альпина нон-фикшн // https://www.google.ru/books?id=Kk00DwAAQBAJ

[112] Trimmis K. P. (2016). The Forgotten Pioneer: Valerios Stais and his research in Kythera, Antikythera and Thessaly / Bulletin of the History of Archaeology, Vol. 26, Iss. 1 // http://doi.org/10.5334/bha-558

[113] Athens, NM Br. 13400 (Sculpture) // http://www.perseus.tufts.edu/hopper/artifact?name=Athens,+NM+Br.+13400&object=sculpture

[114] Trimmis K. P. (2016). The Forgotten Pioneer: Valerios Stais and his research in Kythera, Antikythera and Thessaly / Bulletin of the History of Archaeology, Vol. 26, Iss. 1 // http://doi.org/10.5334/bha-558

[115] Hederich B. (1827). Novum lexicon manuale Graeco-Latinum et Latino-Graecum: Band 1 // https://books.google.ru/books?id=xHAUAAAAQAAJ

[116] Liddell H. G., Scott R. A Greek-English Lexicon // http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Dmoirognwmo%2Fnion

[117] Большой Энциклопедический словарь (2002) / 2-е изд., перераб. и доп, с ил.

[118] https://en.oxforddictionaries.com/definition/astrolabe

[119] * Куфическое письмо — один из наиболее древних видов арабского письма, созданный в конце VIII в.; сыграл значительную роль в дальнейшем развитии всей арабской каллиграфии.

[120] http://www.historyofinformation.com/expanded.php?id=2340

[121] Field J. V., Wright M. T. (1985). The early history of mathematical gearing / Endeavour, Vol. 9, Iss. 4, pp. 198–203 // https://doi.org/10.1016/0160-9327(85)90078-X. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/016093278590078X).

[122] Astrolabe with Geared Calendar, by Muhammad b. Abi Bakr, Isfahan, 1221/2 // http://www.mhs.ox.ac.uk/object/inv/48213

[123] Rados C. N. (1905). “Sur Les Trouvailles Astronomiques d’Anticythère” in Comptes rendus du Congrès international d’archéologie, 1re session, Athènes 1905, sous la présidence de S. A. R. le Prince Royal des Hellènes, président de la Société archéologique. 1re Session, 7–13 Avril, Athènes, Athènes, pp. 256–258 // https://archive.org/details/comptesrendusduc00conguoft

[124] Жуков А. (2010). По страницам сочинения Герона Александрийского «О диоптре» // Квант. № 3. С. 23–25.

[125] Jones A. The Antikythera Mechanism and the Public Face of Greek Science / Proceedings of Science PoS (Antikythera & SKA) 038, 2012 // http://pos.sissa.it/cgi-bin/reader/conf.cgi?confid=170.

[126] Cicero M. T. Librorum de Re Publica Sex. C. F. W. Mueller. Leipzig. Teubner. 1889 // http://data.perseus.org/citations/urn:cts:latinLit:phi0474.phi043.perseus-lat1:1.21