Mechanismus z Antikythéry

Mechanismus z Antikythéry byl součástí nákladu, který převážela bohatě naložená obchodní loď kolem roku 80 př. n. l. podél jižního pobřeží Řecka. Loď, která vezla zboží z ostrovů Rhodos a Kós a mířila patrně do Říma, však u ostrova Antikythéry ztroskotala a celý její náklad, velké množství nádobí, bronzových a mramorových soch, skončil na mořském dně. Tam pak ležel až do roku 1901, kdy potápěč Elias Stadiakis hledající mořské houby spatřil v hloubce dvaačtyřiceti metrů torzo jedné ze soch. Větší část archeologických prací s vyzvedáváním jednotlivých artefaktů se rozběhla až roku 1959, kdy technika pokročila natolik, že bylo možno někdy i z hloubky sta metrů vynést na povrch desítky těžkých předmětů. Bronzových a mramorových soch a sošek bylo tehdy vyzvednuto sto osm.

Záhadný kus bronzu

Bronzový mechanismus byl ovšem z mořského dna vyzvednut hned v roce objevu vraku a šťastnou náhodou 17. května 1902 pracovník athénského Národního archeologického muzea Valerios Stals poznal, že to nejsou zkorodované úlomky bronzových soch. První zmínka o zvláštním soukolí se objevila v řeckých novinách Hestia již 22. května téhož roku. V době nálezu byl předmět celistvý a všechny součástky byly na svých místech. Držely pohromadě dokonce ještě se zbytky dřevěného rámu krabičky, v níž bylo zařízení uloženo. Krátce po vyzvednutí, ještě než započalo čištění a konzervační práce, se však přístroj rozpadl na čtyři větší a více než třicet drobných dílků, většinou zlomků velmi jemně zpracovaných ozubených koleček. Dnes je fragmentů již celkem dvaaosmdesát (nové nálezy byly ohlášeny 21. října 2005): sedm z nich, největších a nejdůležitějších, je značeno písmeny A–G, ostatní zlomky mají pořadová čísla 1–75. Mechanismus nebyl nijak veliký, přirovnává se nejčastěji ke krabici od bot; největší fragment je dnes vysoký asi 20 cm. Jednotlivé destičky a ozubená kola byla původně poskládána na sebe a otáčela se na osách procházejících přístrojem; korozí a mořskými usazeninami se však spekla dohromady tak, že ani kolečka a jejich zoubkování, ani zbytky dalších součástek není již možno od sebe rozeznat. Všechny součástky přístroje byly vyříznuty z bronzových desek silných kolem dvou milimetrů. Zařízení nese známky dvou postupných oprav, bylo tedy skutečně v užívání. Dnes je antikythérský mechanismus uložen v oddělení bronzů athénského Národního archeologického muzea. Žádné jiné podobné zařízení se nedochovalo: neexistuje nic, s čím by bylo možno přístroj srovnat.

Z historie názorů na mechanismus

Mechanismus vzbuzoval od začátku velkou pozornost a řada badatelů se snažila rozpoznat, o jaký přístroj vlastně jde. Odhady ze začátku padesátých let uváděly, že by mohlo jít snad o astroláb: v tom případě by byl nejstarším zachovaným přístrojem svého druhu na světě; do té doby se za něj považoval exemplář pocházející ze 7. století n. l., byť teoretický popis principu přístroje (jímž je stereografická projekce) podal už ve 2. století n. l. Ptolemaios v díle Planispherium. Tato hypotéza však brzy vzala zasvé.

Novou výraznou teorii o funkci přístroje předložil roku 1959 britský historik vědy Derek J. De Solla Price. Podrobil fragmenty několikaletému bedlivému studiu a usoudil, že jde o jakousi formu složitého hodinového stroje. Detailně popsal jeho funkce a rekonstruoval původní vzhled přístroje. Množství excentricky uložených ozubených koleček dokonce v Priceovi vzbuzovalo představu vzhledu kvalitních hodin 18. století. Tato myšlenka však byla zcela nepřijatelná pro odborníky zabývající se dějinami měření času: vývoj hodinových strojů ve srovnatelné kvalitě bylo podle nich možné sledovat nejméně o tisíc let později. Price však neztratil odvahu a na svých závěrech trval. V roce 1971 publikovala národní laboratoř Oak Ridge článek o možnosti využívat vysokoenergetické záření gama při zkoumání vnitřků kovových předmětů. Price se příležitosti chopil a ve spolupráci s Řeckou komisí pro atomovou energii pořídil snímky mechanismu. To mu dovolilo pokročit jak v představách o rekonstrukci zařízení, tak v dataci. Podle něj šlo o vyvážené uspořádání různých součástek, které ve svém celku dávaly člověku představu o umístění a pohybu Slunce i Měsíce na obloze v průběhu kalendářního roku. Středová otáčivá osa přístroje byla vně dřevěné skříňky, v níž byl kruhový přístroj umístěn, napojena na kličku. Vlastník mechanismu tak mohl otáčením kličky sledovat jak na přední, tak na rubové straně hodin siderický a synodický měsíc v průběhu čtyř ročních období. Mohl také předpovídat pohyb nebeských těles bez ohledu na místní, úředně stanovený pohyblivý kalendář. Místy zachovalé zbytky nápisů dovolily Priceovi a jeho kolegům epigrafikům předložit hypotézu, že práce pochází z okruhu dílny Gemina z Rhodu a že byla na tomto ostrově zkonstruována kolem roku 87 př. n. l. Jako podpůrný argument sloužily rhodské amfory a mince z téhož období nalezené ve stejném lodním vraku.

Price správně kalkuloval se známou skutečností, že Rhodos byl v dané době – podobně jako Alexandrie – centrem rozvoje astronomického myšlení. Připomíná Ciceronova přítele a učitele Poseidónia z Apameie v Sýrii (přibližně 135–51 př. n. l.), vynikajícího stoického filozofa, astronoma a matematika, který na Rhodu kolem roku 97 založil filozofickou školu a pokračoval v Hipparchově tradici. Poseidónios dle Ciceronova literárního svědectví (De natura deorum 2,88) postavil obdobnou astronomickou pomůcku: „Co kdyby někdo přinesl do Skýthie nebo Británie takovou sféru, kterou nedávno sestrojil náš přítel Poseidónios? Každé pootočení s ní nastavuje polohu Slunce, Měsíce a pěti planet stejně, jako se to děje každého dne a každé noci na obloze. Kdo by tam někde v barbariku pochyboval, že tato sféra je dílem dokonalého rozumu?“ V 1. století př. n. l. sice Rhodos prožíval spíše už jen odlesky své bývalé slávy středozemní obchodní velmoci se silným válečným loďstvem, protože po roce 166 př. n. l., kdy byl na Délu zřízen konkurenční svobodný přístav, jeho význam pozvolna upadal, Rhoďané nicméně mohli konstruovat zařízení podobná antikytherskému mechanismu na export pro bohaté Římany, obdivovatele řecké kultury. Sám Cicero Rhodos dobře znal, protože zhruba v době, kdy se loď odtud vypravila do Říma, zde nějaký čas pobýval.

Existuje však i druhé literární svědectví o tom, že Řekové uměli sestavovat podobná planetária (ať už sférického tvaru jako nebeský glóbus, nebo plošného jako antikytherský mechanismus), poháněná obdobnou soustavou ozubených kol: je důkazem toho, že mechanismus z Antikythéry nebyl unikátním přístrojem. Tentokrát se týká přístroje, který již ve 3. století př. n. l. zkonstruoval Archimédés v Syrákúsách a který se po dobytí města dostal s válečnou kořistí do Říma. Obléhání Syrákús, jež se za druhé punské války spojily s Kartágem, vedl římský konzul roku 222 př. n. l. Marcus Clau dius Marcellus. Roku 212 Syrákúsy dobyl – při jejich plenění Archimédés zahynul – a do Itálie se vrátil s bohatou kořistí. Z poražených Syrákús však do svého domu nepřinesl nic jiného než planetárium, dávané do souvislosti právě s Archimédovým jménem. Svědectví o něm zachoval opět Cicero (De re publica, 1,21–22), jenž měl příležitost vidět je v rodině svého přítele Marka Marcella, vnuka dobyvatele Syrákús, kde se stroj po generace uchovával. Cicero tento přístroj srovnává ještě s jiným, který zhotovil také Archimédés a který prý byl dokonce krásnější než planetárium rodiny Marcellů. Dobyvatel Marcellus jej umístil v chrámu Udatnosti (Virtutis), postaveném v Římě u Kapenské brány (porta Capena, v blízkosti je circus maximus) a uchovávajícím mnohé ukořistěné poklady. Cicero traduje, že hvězdné glóby jsou starým vynálezem. Poprvé jej prý vysoustruhoval Thalés z Milétu, potom Platónův žák Eudoxos z Knidu, který na něm znázornil hvězdy tak, jak skutečně tkví na nebi. Eudoxovu výtvarnou představu pak literárně ztvárnil ve svých verších Arátos. Přístroj rodiny Marcellů popisuje Cicero takto: „Byl to ten druh planetária, který zaznamenává pohyb Slunce, Měsíce a pěti hvězd, jimž se říká bludičky čili planety… Archimédův důmysl byl úžasný, protože vyřešil, jakým způsobem jedno pootočení umožní současně zobrazit různé, nerovnoměrně probíhající pohyby a dráhy. Když Gallus tou sférou pohyboval, dělo se to, že Měsíc na tomto kovovém přístroji následoval Slunce v tolika otáčkách, v kolika dnech tomu bylo na obloze; v důsledku toho nastávalo i na planetáriu stejné zatmění Slunce. Měsíc se pak dostal do místa, kde byl stín Země…“ Další text se bohužel nedochoval.

V literatuře se někdy uvádí, že mechanismus z Antikythéry nebyl předmětem určeným pro praktické potřeby, ale spíše jistou kuriozitou (tuto tezi jsme slyšeli i z úst uznávaného odborníka na mechanismus M. T. Wrighta). Takové teorie razí představu, že vznik přístroje byl motivován „antickým romantismem“ římského období: mechanismus vznikl v době obdivu římské civilizace k Řekům, mohlo tedy jít o luxusní kuriozitu určenou k prodeji nějakému boháči, který by tak dostal do ruky malý model vesmíru založený na sumě řeckého vědění, řemeslně zpracovaný rovněž Řeky, v praxi však jinak neužívaný. Většina literatury však tento názor nesdílí. Již uvedená Ciceronova svědectví naznačují, že podobné přístroje existovaly i v jiných, časoprostorově vzdálených končinách řeckého světa, a že tedy nešlo o náhodu. Náhodou je pouze to, že se zachovaly zbytky jen jediného exempláře ze všech obdobných přístrojů.

Ciceronův postřeh o Arátově představě nebeské klenby jako mechanického soukolí jistě reflektuje obecné povědomí, které muselo být antickým myslitelům vlastní. Protože takové představy jsou srozumitelné i dnešnímu člověku, je snadné si představit, že se v mysli lidí přenesly až do dneška, byť se hmotný důkaz takového způsobu myšlení dochoval jen v jediném, neúplném exempláři. Nadto je zřejmé, že obrovská suma vědomostí, potřebná k sestavení tak sofistikovaného přístroje, jaký mechanismus představuje, mu sela vznikat a tříbit se po mnoho generací, musela být výsledkem dlouhodobého teoretického bádání i praktického ověřování, které jistě nevyústilo v sestrojení jen jediného, unikátního přístroje. V abstraktní matematice a matematické astronomii byla řecká věda velmi pokročilá a podobná zařízení, jak je vidět, byla schopna i konstruovat.

Modifikaci Priceovy rekonstrukce představil v devadesátých letech minulého století Allan George Bromley z univerzity v Sydney. Založil ji na výsledcích nového, přesnějšího rentgenového výzkumu (šlo o lineární rentgenovou tomografii), který uskutečnil spolu s Michaelem Trevillianem Wrightem (Science Museum a Imperial College Londýn). M. T. Wright vyvinul speciální tomograf, umožňující získat dvojrozměrné průřezy mechanismem. Bromley však bohužel v roce 2002 předčasně zemřel, takže M. T. Wright pokračuje v práci sám a sklízí za ni velké uznání. Svůj model návrhu konstrukce a funkce přístroje, vycházející zčásti z platné Priceovy představy, předložil a dosavadní hypotézy a názory na mechanismus rekapituloval např. v září 2002 na pravidelném každoročním sympoziu Komise pro vědecké přístroje (Scientific Instrument Commission, SIC) při Mezinárodní unii pro dějiny a filozofii vědy (International Union for the History and Philosophy of Science, IUHPS) v Athénách.

Podle něj největší kotouč přístroje nesl na středové ose osm ručiček: pro Slunce, Měsíc a pro pět v antice známých planet; poslední ručička byla kalendářní a ukazovala rovnoměrný čas. Konjekturální doplnění nedochovaných částí přístroje je podle M. T. Wrighta ve shodě jak s existujícími fragmenty přístroje, tak s popisy obdobných zařízení nalezenými v soudobé literatuře. M. T. Wright také vyslovil teorii, že Měsíc se vzhledem k Slunci na přístroji patrně pohyboval nerovnoměrným pohybem, tak jak jej definoval další významný obyvatel dávného Rhodu Hipparchos. Měsíc přitom prostřednictvím otáčejícího se zpola postříbřeného míčku ukazoval i své fáze – tak jak to známe z pražského staroměstského orloje. (Podle určitých náznaků lze soudit, že podobně komplexní přístroje a zařízení z ozubených koleček, jako je antikythérský mechanismus, snad mohla existovat v arabském světě kolem 10. století n. l. V západní Evropě se ovšem první mechanické hodiny začaly objevovat až ve 14. století: sestrojil a popsal je v opatství St. Albans Richard z Wallingfordu nebo v Itálii Giovanni de’Dondi. Na ně pak navázaly orloje evropských měst, mezi nimi i pražský orloj na Staroměstské radnici ze začátku 15. století.)

Wright zcela popírá starší kontroverzní názory, které tvrdí, že antikythérský mechanismus mohl sloužit k navigaci. Podle Wrighta i obecného konsenzu nebyly totiž navigační přístroje, zjišťující polohu plavidla podle hvězd, ve Středomoří příliš běžné, protože obvyklé trasy vedly podél pobřeží a plavba byla založena především na zkušenosti.

Dnes se historikové vědy přes dílčí nesrovnalosti jednotlivých dosavadních teorií shodují na tom, že mechanismus z Antikythéry byl vědeckým přístrojem, s jehož pomocí bylo možno počítat a znázorňovat známé astronomické jevy, zvláště fáze Měsíce a planetární pohyby. V každém případě je to nejucelenější vědecký předmět, který se ze starověku zachoval.

Zájem badatelů o mechanismus se v poslední době, kdy také vznikly nejkomplexnější výklady přístroje, stále stupňuje.

Poznatky a výsledky nejnovějších výzkumů

New York Times otiskly 29. listopadu 2006 popularizační článek Johna Nobla Wilforda s provokativním názvem An Ancient Computer Surprises Scientists (Starověký počítač překvapuje vědce). Nejde tentokrát o „novinářskou kachnu“, ale o informace z mimořádně cenného výzkumu jedinečné památky, o němž už nějakou dobu prosakovaly kusé informace.

The Antikythera Mechanism Research Project (Výzkumný projekt antikythérského mechanismu) je oficiální název mezinárodního badatelského programu, na jehož realizaci se podílejí Britové, Řekové a Američani. V čele projektu stojí matematik Tony Freeth a astronom Mike G. Edmunds z univerzity v Cardiffu (ve Walesu). Řecký tým je složen jak z odborníků na exaktní vědy (Janis Seiradakis, Xenofon Moussas, Janis Bitsakis a další) z univerzit v Athénách a Soluni (Thessaloniki), tak na filologii a paleografii (Agamemnon Tselikas). Americká firma Hewlett Packard pak sestrojila speciální scanner o hmotnosti dvanácti tun, vyvinutý jen pro účely prosvícení této významné památky. Unikátní přístroj byl smontován přímo v Národním archeologickém muzeu v Athénách, kde v roce 2006 proběhla všechna měření, protože příliš křehké bronzové fragmenty přístroje nesmějí opustit zdi muzea. Mechanismus z Antikythéry byl podroben výzkumu metodou trojrozměrné rentgenové tomografie na zmíněném speciálně sestrojeném přístroji s velmi vysokou rozlišovací schopností. Týmu badatelů se tímto způsobem podařilo především odhalit, že zkorodované části přístroje jsou pokryty mnohem větším množstvím nápisů, než se dosud podařilo rozlišit. Nápisy jsou nyní z devadesáti pěti procent rozluštěny a pomohly určit skutečné funkce součástek celého soukolí. Lze tedy říci, že základní funkce mechanismu jsou dnes již známy. Jde o soustavu pěti ciferníků na líci i rubu přístroje, pohyblivých ručiček (ukazatelů) a soustavy převodových sedmatřiceti ozubených koleček (z nichž třicet se zachovalo), poháněných kličkou.

Tony Freeth a Mike G. Edmunds své výsledky zveřejnili 30. listopadu 2006 v časopise Nature. Potvrdili, že mechanismus je astronomickým analogovým počítačem, určeným k předpovědím postavení nebeských těles na obloze. Na jeho přední straně byly kruhové stupnice solárního cyklu a zvěrokruhu spolu s ukazateli postavení Slunce a Měsíce, včetně lunárních fází. K tomu se vztahují i nápisy na přístroji, které potvrdily Wrightovu teorii, že soukolí mechanickým způsobem znázorňovalo nerovnoměrný pohyb Měsíce po nebeské dráze, způsobený její elipticitou (tak jak to teoreticky zdůvodnil Hipparchos). Mechanická realizace této teorie na přístroji z něj činí předmět neočekávaně vysokého stupně technických dovedností dané doby. Podle svědectví nápisů lze hypoteticky soudit, že tato strana přístroje zobrazovala i planetární pohyby a také východy a západy vybraných důležitých hvězd.

Na zadní straně mechanismu určovaly dvě spirální stupnice další dva významné astronomické cykly: Metónův cyklus a saros. Metónův cyklus je perioda devatenácti let, skládající se z 235 synodických měsíců; pojmenována byla po astronomovi Metónovi. Čtyři Metónovy cykly dávají dohromady jeden cyklus Kallippův. Ten pak je periodou sedmdesáti šesti let, během níž se opakuje celkem 940 synodických měsíců. Pojmenován byl podle svého objevitele astronoma Kallippa z Kyziku. Saros je perioda přibližně osmnácti let, během níž se Slunce, Měsíc a uzly jeho dráhy vrátí do výchozí pozice; tři cykly sarosu přitom dávají jeden cyklus zvaný exeligmos. Znalost tohoto cyklu je důležitá pro předpovědi zatmění. Některé cykly byly patrně objeveny v Mezopotámii a Babylonu a řecká věda je později převzala. ¹⁾

Je tedy zřejmé, že obě strany přístroje přinášely komplexní informace různé povahy: lunisolární kalendář byl pro staré civilizace velmi důležitý, protože určoval dobu zemědělských prací a stanovoval období náboženských svátků. Na zatmění a pohyby planet se nahlíželo spíše jako na znamení přinášející určitá poselství, jejichž význam bylo třeba dešifrovat, poklidné pravidelné opakování různých astronomických cyklů pak vnášelo filozofický klid a nadhled do nejistého a tvrdého života tehdejších lidí.

Detailní zobrazovací metody tomografie pomohly odkrýt více než dvojnásobek dosud známých nápisů na přístroji, takže jsou po dvou tisíciletích opět čitelné. Zatímco Price s větší či menší přesností rozeznal 923 písmen, nová metoda spolehlivě odkryla 2160 velmi jemně provedených liter, z nichž některé jsou velké jen dva milimetry. Části textů jsou dokonce stranově obráceny: korodovaná písmena se totiž obtiskla do desek, které na nich ležely. Nápisy jsou vůbec to nejcennější, co se na mechanismu dochovalo, byť bohužel žádný z nich neobsahuje jméno konstruktéra mechanismu. Důležitý je zvláště ucelený text na rubu přístroje, který přináší jakýsi „návod k použití“ a popis jednotlivých částí mechanismu. Jiný rozsáhlý zlomek textu (dosud považovaný za zcela nečitelný) je na fragmentu G: týká se měření vzdáleností planet. Rozborem typů písma staré řečtiny dospěl emeritní ředitel Epigrafického muzea v Athénách Haralambos Kritzas k nové dataci přístroje: mechanismus musel vzniknout již mezi léty 150–100 př. n. l. Protože se předpokládá, že loď s nákladem skutečně vyplula z Rhodu, badatelé týmu spekulují o tom, že vliv na konstrukci přístroje mohl mít sám Hipparchos, který na Rhodu žil v letech 140–120 př. n. l., ještě před Poseidóniem.

V souvislosti s novými poznatky o mechanismu z Antikythéry se koncem roku 2006 konala v Athénách mezinárodní konference s názvem Decoding the Antikythera Mechanism – Science and Technology in Ancient Greece (Rozluštění mechanismu z Antikythéry – Věda a technika ve starověkém Řecku). Hlavní aktéři projektu na ní zveřejnili nově získaná data, která se však ještě nejméně rok budou vyhodnocovat a zpracovávat. Potěšitelný je však plán autorů týmu, o němž účastníky konference informoval Alexandros Argyropoulos: na závěr projektu má být připraven virtuální trojrozměrný model mechanismu provázený počítačovým programem. V blízké budoucnosti bude vystaven na internetu a umožní všem badatelům přímý přístup jak k funkční simulaci mechanismu, tak ke všem datům, která tým projektu novými metodami získal (prezentace projektu a jeho výzkumného týmu, obrazová dokumentace přístroje a také abstrakty z athénské konference jsou prozatím dostupné na adrese: www.antikytheramechanism.gr).