Γρανάζια από την αρχαιότητα

 Tα γρανάζια σε μας τους καρτίστες είναι από τα βασικότερα ανταλλακτικά για το καρτ μας για την απόδοση του κινητήρα μας σε μία πίστα. Οι προγονοί μας, χιλιάδες χρόνια πριν τα χρησιμοποιούσαν και για άλλους μηχανισμούς. Διαβάστε παρακάτω ένα ενδιαφέρον επιμορφωτικό άρθρο για τον πολύ γνωστό μηχανισμό των Αντικυθήρων:

 

Ο μηχανισμός των Αντικυθήρων (αστρολάβος ή υπολογιστής Αντικυθήρων) είναι ένα αρχαίο τέχνημα που πιστεύεται ότι ήταν μηχανικός υπολογιστής και όργανο αστρονομικών παρατηρήσεων, που παρουσιάζει ομοιότητες με πολύπλοκο ωρολογιακό μηχανισμό.  

 

Ανακαλύφθηκε σε ναυάγιο ανοικτά του Ελληνικού νησιού Αντικύθηρα μεταξύ Κυθήρων καιΚρήτης. Με βάση τη μορφή των ελληνικών επιγραφών που φέρει χρονολογείται μεταξύ 150 και 100 π.Χ., αρκετά πριν την ημερομηνία του ναυαγίου(πιθανόν 87-63 π.Χ.). Θα μπορούσε να ήταν κατασκευασμένο μέχρι μισό αιώνα πριν το ναυάγιο. Ανακαλύφθηκε(1900) σε βάθος περ. 40-64 m και πολλοί θησαυροί, αγάλματα κ.ά. αντικείμενα, ανασύρθηκαν από Συμιακούς σφουγγαράδες και βρίσκονται σήμερα στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο στην Αθήνα. Ο αρχαιολόγος και διευθυντής του Μουσείου Βαλέριος Στάης πρόσεξε(17/05/1902) ότι ένα από τα ευρήματα είχε έναν οδοντωτό τροχό ενσωματωμένο και εμφανείς επιγραφές με αστρονομικούς όρους. Το αρχαίο ναυάγιο επισκέφθηκε ξανά(1978) ο Jacques-Yves Cousteau με την ομάδα του Καλυψώ προσκεκλημένοι από τον ΕΟΤ. Η αποστολή του αυτή έχει γυριστεί σε ντοκιμαντέρ με τον τίτλο «Diving for Roman Plunder». Ο μηχανισμός είναι η αρχαιότερη σωζόμενη διάταξη με γρανάζια. Είναι φτιαγμένος από μπρούντζο σε ένα ξύλινο πλαίσιο και έχει προβληματίσει και συναρπάσει πολλούς ιστορικούς της επιστήμης και της τεχνολογίας αφότου ανακαλύφθηκε. Η πιο αποδεκτή θεωρία: αναλογικός υπολογιστής σχεδιασμένος για να υπολογίζει τις κινήσεις των ουρανίων σωμάτων. Πρόσφατες λειτουργικές ανακατασκευές της συσκευής υποστηρίζουν αυτήν την ανάλυση. Από τις πρόσφατες έρευνες καταρρίφθηκε η θεωρία ότι εμπεριέχει ένα διαφορικό γρανάζι, όμως ο ανακαλυφθείς μηχανισμός της κίνησης της Σελήνης είναι ακόμα πιο εντυπωσιακός, καθότι δίνει τη δυνατότητα μεταβλητής γωνιακής ταχύτητας στον άξονα που κινεί τη Σελήνη(2ος Νόμος Kepler). Ο καθηγητής Derek De Solla Price, φυσικός και ιστορικός της επιστήμης που εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο του Yale, δημοσίευσε ένα άρθρο για τον μηχανισμό αυτό στο περιοδικό Scientific American(Ιούνιος 1959), όταν ακόμα ο μηχανισμός δεν είχε μελετηθεί πλήρως. Δημοσίευσε(1973 ή 1974) τη μονογραφία του με τίτλο «Γρανάζια από τους Έλληνες», βασισμένη σε σάρωση του μηχανισμού με ακτίνες γ που πραγματοποίησε ο ακτινοφυσικός του Ε.ΚΕ.Φ.Ε. «Δημόκριτος» Χαράλαμπος Καράκαλος. Ο Priceυποστήριξε ότι η συσκευή αυτή θα μπορούσε να είχε κατασκευαστεί από τη Σχολή του Απολλωνίου στη Ρόδο. Τα συμπεράσματά του δεν έγιναν αποδεκτά από τους ειδικούς της εποχής, οι οποίοι πίστευαν ότι οι Αρχαίοι Έλληνες είχαν το θεωρητικό υπόβαθρο αλλά όχι και την απαιτούμενη πρακτική τεχνολογία για μια τέτοια κατασκευή. Η μελέτη του συνεχίζεται από Άγγλους και Έλληνες ειδικούς των Πανεπιστημίων του Cardiff, των Αθηνών, της Θεσσαλονίκης, του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου και του Μορφωτικού Ιδρύματος Εθνικής Τραπέζης, σε μια διαπανεπιστημιακή ομάδα. Η σύγχρονη έρευνα υποστηρίζεται από την τελευταία τεχνολογία με τη βοήθεια μεγάλων εταιρειών, με πρωτοποριακά προγράμματα ψηφιακής απεικόνισης και έναν ειδικό τομογράφο, ο οποίος κατασκευάστηκε ειδικά για την έρευνα του μηχανισμού των Αντικυθήρων. 

Τα αποτελέσματα την έρευνας επιβεβαίωσαν ότι ο μηχανισμός φέρει 30 οδοντωτούς τροχούς οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από 10 άξονες. Η λειτουργία του μηχανισμού κατέληγε σε τουλάχιστον 5 καντράν, με έναν ή περισσότερους δείκτες για το καθένα. 

Με τη βοήθεια του τομογράφου έχουν διαβαστεί αρκετές από τις επιγραφές που υπήρχαν στις πλάκες και στους περιστρεφόμενους δίσκους, οι οποίες εμπεριέχουν αστρονομικούς και μηχανικούς όρους, και έχουν χαρακτηριστεί από τους ειδικούς ως ένα είδος «εγχειριδίου χρήσης» του οργάνου. 

Ο μηχανισμός αυτός έδινε, κατά την επικρατέστερη σύγχρονη άποψη, τη θέση του ήλιου και της σελήνης και τις φάσεις της τελευταίας. Μπορούσε να εμφανίσει τις εκλείψεις ηλίου και σελήνης βασιζόμενος στον βαβυλωνιακό κύκλο του Σάρου. Τα καντράν του απεικόνιζαν επίσης τουλάχιστον δύο ημερολόγια, ένα ελληνικό βασισμένο στον Μετωνικό κύκλο και ένα αιγυπτιακό, το κοινό «επιστημονικό» ημερολόγιο της ελληνιστικής εποχής. Οι παλαιότερες απόψεις που έχουν παρουσιασθεί(πριν τον Β’ ΠΠ) για πιθανές χρήσεις με το όργανο αυτό είναι: 

αστρολάβος, δρομόμετρο, αναφορικό ρολόι, πλανητάριο, ή αστρονομικό ναυτικό ρολόι ή πλοογνώμονας της αρχαιότητας. Όλες αυτές οι χρήσεις δεν είναι αμοιβαία αποκλειόμενες. ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΕΣ ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Μια μερική ανακατασκευή του μηχανισμού πραγματοποιήθηκε από τον Αυστραλό επιστήμονα των υπολογιστών Allan George Bromley(1947-2002), του Πανεπιστημίου του Sydney και τον ωρολογοποιό του Sydney Frank Percival. Η έρευνα αυτή ώθησε τον Bromley να επανεξετάσει την ανάλυση ακτινών Χ του Price. 

Ο Bromley, με τη βοήθεια του Βρετανού Michael Wright, παρήγαγε νέες και ακριβέστερεςακτινοσκοπήσεις (απεικονίσεις με ακτίνες Χ) του μηχανισμού οι οποίες μελετήθηκαν από έναν μαθητή του, τον Bernard Gardner(1993). Αργότερα, ένας Βρετανός κατασκευαστής μηχανικών πλανηταρίωνo John Gleave κατασκεύασε ένα λειτουργικό αντίγραφο του μηχανισμού.

 Σύμφωνα με την ανακατασκευή του, η ανάγνωση του εμπρόσθιου τροχού υποδεικνύει την ετήσια πορεία του Ήλιου και της Σελήνης διαμέσου του ζωδιακού κύκλου κατά το Αιγυπτιακό ημερολόγιο. Η ανάγνωση του επάνω οπίσθιου τροχού παριστάνει μια περίοδο τεσσάρων ετών και συσχετίζεται με άλλες ενδείξεις που παριστάνουν τον Μετωνικό κύκλο των 235 συνοδικών μηνών, ο οποίος ισούται με 19 ηλιακά έτη. 

Συνοδικός μήνας ονομάζεται η περίοδος που μεσολαβεί ανάμεσα σε 2 νέες σελήνες. Η ανάγνωση του κάτω οπίσθιου τροχού σκιαγραφεί τον κύκλο ενός και μόνου συνοδικού μήνα, ενώ ένας δευτερεύων τροχός καταγράφει το σεληνιακό έτος των 12 συνοδικών μηνών.

 Μια ακόμη ανακατασκευή έγινε(2002) από τον Michael Wright, τότε έφορο μηχανολογίας μηχανικής του Μουσείου της Επιστήμης του Λονδίνου, σε συνεργασία με τον Bernard Gardner από το Sydney. Ο μαθηματικός Διονύσιος Κριάρης έκανε(1999) μια 1ηανακατασκευή, βασισμένη στο μοντέλο του Price. Ακολούθησε μια ακόμα(2007) με ακόμη μεγαλύτερη λεπτομέρεια, καθότι βασίζεται στα αποτελέσματα των νέων ερευνών από το Πρόγραμμα Έρευνας για τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων.

 Τα θραύσματα του πρωτοτύπου φυλάσσονται στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο της Αθήνας. Στη συλλογή χαλκών βρίσκονται σε προθήκη τα τρία μεγαλύτερα θραύσματα. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΚΑΤΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ Για την ικανότητα κατασκευής πολύπλοκων μηχανισμών από γρανάζια, έχουμε πολύ λίγες πληροφορίες, γιατί σαφή αναφορά στους οδοντωτούς τροχούς έχουμε για πρώτη φορά από τον αλεξανδρινό μηχανικό Ήρωνα. Όμως υπάρχουν ενδείξεις που υποδεικνύουν τον Αρχιμήδη ή και τον Κτησίβιο ως πιθανούς εφευρέτες του οδοντωτού τροχού.

 Ο Αρχιμήδης είναι γνωστός για τις πολύπλοκες κατασκευές του που αναπαριστούσαν τις κινήσεις των άστρων και των πλανητών στο στερέωμα. Έχουμε όμως πληροφορίες μόνο για το τι λειτουργίες εκτελούσαν και όχι για το πως τις εκτελούσαν. Πιθανότατα όμως ο τρόπος λειτουργίας τους να ήταν παρόμοιος με του μηχανισμού των Αντικυθήρων. 

Τη σφαίρα του Αρχιμήδη έχουν αναφέρει οι Πάππος, Πρόκλος, Σέξτος Εμπείρικος, Φιρμίκιος, Μαρτιανός Καπέλλα, Οβίδιος και Τερτυλλιανός, όμως την σημαντικότερη μαρτυρία δίνει ο Κικέρων. Στα πρώιμα στάδια της εξέλιξης παρόμοιων μηχανισμών βρίσκουμε τα ηλιακά ρολόγια, αρχικά στατικά και αργότερα μεταφερόμενα. Τα μεταφερόμενα ηλιακά ρολόγια είναι κοντινοί πρόγονοι του μηχανισμού των Αντικυθήρων. Με τα νεότερα ευρήματα γίνεται φανερό ότι η τεχνολογία των οδοντωτών τροχών διατηρήθηκε εν μέρει στο Βυζάντιο, δεδομένου ότι έχει βρεθεί ένας απλούστερος μηχανισμός(5ος-6ος αι.). 

Αντίστοιχος μηχανισμός περιγράφεται από τον μεταγενέστερο Άραβα al-Biruni. Ένα μεγάλο ποσοστό των τεχνολογικών κατακτήσεων στον τομέα αυτό αφομοιώθηκε από τους Άραβες. Πλήθος αρχαίων ελληνικών πραγματειών έχουν διασωθεί μόνο σε αραβικές μεταφράσεις. Οι Άραβες πειραματίστηκαν με διάφορα σχέδια και κατασκευές για να αποδείξουν την ορθότητα των ελληνικών κειμένων.

 Η τεχνολογία των οδοντωτών τροχών εξελίχθηκε στην ωρολογοποιία που εμφανίστηκε και άνθησε τον 13ο και 14ο αι.. ΠΡΟΣΦΑΤΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ Το πρόγραμμα έρευνας του μηχανισμού των Αντικυθήρων(Πανεπιστήμιο Αθηνών, Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, ΠανεπιστήμιοCardiff) διεξήγε μελέτες και διεθνές συνέδριο στην Αθήνα(30/11/2006) στο οποίο ανακοινώθηκαν(01/12) τα αποτελέσματα των πρόσφατων ερευνών. Συμμετείχαν ειδικοί της ιστορίας των μηχανισμών και της αρχαίας ελληνικής αστρονομίας και τεχνολογίας. Τα αποτελέσματα της πρώτης φάσης της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nature.

 Σε εκδήλωση που οργανώθηκε στην Αθήνα από την Εταιρεία Μελέτης Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας, οι ειδικοί της ελληνοβρετανικής ερευνητικής ομάδας ανακοίνωσαν(07/04/2008) τα σημεία στα οποία επικεντρώνεται η συνέχιση της έρευνας με τη συνεργασία ειδικών από τον χώρο της Ιστορίας της Επιστήμης. Ο Michael Wright, ο μοναδικός ερευνητής που έχει επεκτείνει το υλικό του μοντέλο έτσι ώστε να περιλαμβάνει τις κινήσεις των 5 πλανητών γνωστοί στην αρχαιότητα(Ερμή, Αφροδίτη, Άρη, Δία και Κρόνο), αναθεώρησε το μηχανικό του μοντέλο με βάση τα τελευταία αποτελέσματα των ερευνών. Για τις κινήσεις των πλανητών δεν υπάρχουν άμεσες μηχανικές ενδείξεις από τα θραύσματα του μηχανισμού, παρά μονάχα τα ονόματα 2 πλανητών(Αφροδίτης και πιθανώς Ερμή) στις πρόσφατα αναγνωσθείσες επιγραφές. Παρουσίασε(06/03/2007) το αναθεωρημένο μοντέλο του σε εκδήλωση του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών, στην Αθήνα, στα πλαίσια του προγράμματος «Επιστήμης κοινωνία».

olympia.gr