ปริศนาอันยิ่งใหญ่ทางวิทยาศาสตร์ได้รับการเฉลยแล้ว

ปริศนาอันยิ่งใหญ่ทางวิทยาศาสตร์ได้รับการเฉลยแล้ว

เมื่อนักประดาน้ำได้สำรวจซากเรือลำหนึ่งใกล้ ๆ กับเกาะแอนติคิทเทราของประเทศกรีซในปี 1901 พวกเขาได้พบกับขุมทรัพย์. ซากที่พบเป็นเรือสินค้าโรมันโบราณซึ่งบรรทุกของหลายอย่างรวมทั้งรูปสลักที่ทำจากหินอ่อนและทองสัมฤทธิ์และเหรียญเงินจากเมืองเปอร์กาโมส์. เหรียญช่วยให้นักวิจัยประเมินได้ว่าเรือคงจะมุ่งหน้าไปยังกรุงโรมและจมลงระหว่างปี 85 และ 60 ก่อนสากลศักราช.

นับตั้งแต่การค้นพบนั้น วัตถุโบราณต่าง ๆ ได้รับการเก็บรักษาไว้ที่พิพิธภัณฑ์โบราณคดีแห่งชาติที่กรุงเอเธนส์ ประเทศกรีซ. อย่างไรก็ตาม ทั้งรูปปั้นและเหรียญต่าง ๆ ไม่ได้ดึงดูดนักวิจัยให้มายังพิพิธภัณฑ์ในปี 2005. ความสนใจของพวกเขารวมจุดอยู่ที่เครื่องกลที่ทำจากทองสัมฤทธิ์ซึ่งเดิมเก็บไว้ในกล่องไม้ขนาดประมาณกล่องรองเท้า. วัตถุนี้ที่รู้จักกันว่าเป็นเครื่องกลแอนติคิทเทราได้ท้าทายข้อสันนิษฐานต่าง ๆ เรื่องความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ในอารยธรรมสมัยแรก ๆ. เครื่องกลนี้ได้รับสมญาว่าเป็น “เครื่องกลที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่รู้จักกันในโลกยุคโบราณ.”

เครื่องกลนี้คืออะไร? และเหตุใดมันจึงสำคัญอย่างนั้น?

วัตถุลึกลับ

เมื่อกล่องถูกดึงจากก้นทะเล มันอยู่ในสภาพผุพังมากและมีสนิมและตะกอนแข็งจับอยู่. หลังจากเวลาผ่านไปเกือบ 2,000 ปี มันมีสภาพเหมือนก้อนหินสีเขียว. เนื่องจากส่วนใหญ่แล้วผู้คนพากันตื่นเต้นเรื่องการค้นพบรูปปั้นต่าง ๆ วัตถุลึกลับนี้จึงไม่ได้รับความสนใจมากเท่าใดนัก.

เมื่อนักโบราณคดีกรีกคนหนึ่งได้ตรวจสอบวัตถุนี้ในปี 1902 เขาได้พบว่าเครื่องกลนี้ได้หลุดออกเป็นชิ้น ๆ. มีเฟืองหลายขนาดซึ่งมีฟันรูปสามเหลี่ยมที่ทำไว้อย่างเที่ยงตรง. เครื่องกลนี้มีลักษณะเหมือนนาฬิกาแต่เนื่องจากเชื่อกันว่ากลไกนาฬิกาเพิ่งมีการใช้อย่างแพร่หลายประมาณ 700 ปีที่แล้ว เครื่องกลนี้จึงไม่น่าจะเป็นนาฬิกา.

บทความหนึ่งเกี่ยวกับเครื่องกลแอนติคิทเทราอธิบายว่า “นักประวัติศาสตร์ทั่วไปไม่ยอมรับว่า [ชาวกรีกเมื่อ 2,000 ปีที่แล้ว] จะสามารถผลิตฟันเฟืองที่เที่ยงตรงทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะฟันเฟืองที่ทำจากโลหะและประกอบกันเป็น ‘ชุดเฟือง’ ที่สามารถถ่ายกำลังจากแกนหนึ่งไปยังอีกแกนหนึ่ง.” อย่างไรก็ดี คาดกันว่าเครื่องกลนี้จะเป็นเครื่องมือด้านดาราศาสตร์ที่เรียกว่าแอสโตรเลบ ซึ่งเคยใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อวัดค่าละติจูดโดยอาศัยตำแหน่งของเทห์ฟากฟ้า.

กระนั้น หลายคนแย้งว่าฟันเฟืองต่าง ๆ ซับซ้อนเกินไปสำหรับวัตถุอายุ 2,000 ปี. ดังนั้น พวกเขาจึงสรุปว่าอุปกรณ์นี้ต้องไม่ใช่เป็นของเรือโบราณลำที่จมอยู่นั้น. ในอีกด้านหนึ่ง นักวิชาการคนหนึ่งเสนอแนะว่าวัตถุนี้อาจเป็นระบบจักรวาลของอาร์คิมีดิสซึ่งเล่าสืบกันมา. ซิเซโรได้พรรณนาอุปกรณ์นั้นเมื่อศตวรรษที่หนึ่งก่อน ส.ศ. ว่าเป็นท้องฟ้าจำลองชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นเครื่องกลที่สามารถจำลองการโคจรของดวงอาทิตย์, ดวงจันทร์, และดาวเคราะห์ห้าดวงที่เห็นได้ด้วยตาเปล่า. อย่างไรก็ตาม เนื่องจากขาดหลักฐานที่ชัดเจนที่สนับสนุนข้อคัดค้านเป็นอย่างอื่น ทฤษฎีเกี่ยวกับแอสโตรเลบจึงเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป.

ได้รับการตรวจสอบโดยละเอียด

ในปี 1958 เดริก เด ซอลเลอร์ ไพรซ์ ซึ่งเคยศึกษาเพื่อจะเป็นนักฟิสิกส์แต่ต่อมาได้หันมาเป็นศาสตราจารย์ทางประวัติศาสตร์ ได้ศึกษากลไกของอุปกรณ์นี้. เขาเชื่อว่าเครื่องมือนี้มีความสามารถที่จะคำนวณเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ทั้งในอดีตและอนาคต เช่น วันที่ดวงจันทร์เต็มดวงครั้งต่อไป. เขาตระหนักว่าตัวอักษรบนหน้าปัดระบุถึงหมวดหมู่ต่าง ๆ ทางปฏิทิน เช่น วัน, เดือน, และสัญลักษณ์ของจักรราศี. เขาคาดว่าอุปกรณ์นี้ต้องเคยมีเข็มที่หมุนได้เพื่อระบุตำแหน่งของเทห์ฟากฟ้าในช่วงเวลาต่าง ๆ.

ไพรซ์ลงความเห็นว่าเฟืองที่ใหญ่ที่สุดถูกใช้เพื่อแสดงการเคลื่อนไหวของดวงอาทิตย์และการหมุนหนึ่งรอบแสดงถึงเวลาหนึ่งปีที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์. ถ้าเฟืองอีกตัวหนึ่งซึ่งแสดงการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์เชื่อมเข้ากับเฟืองตัวแรก อัตราส่วนของจำนวนฟันเฟืองของเฟืองสองตัวนี้น่าที่จะสะท้อนแนวคิดของชาวกรีกเกี่ยวกับวงโคจรของดวงจันทร์.

ในปี 1971 ไพรซ์ได้เอกซเรย์ระบบกลไก. ผลที่ได้ยืนยันทฤษฎีของเขา. อุปกรณ์นี้เป็นเครื่องคำนวณทางดาราศาสตร์ที่ซับซ้อน. ไพรซ์ได้จัดทำภาพวาดแสดงวิธีทำงานของมันตามข้อสมมุติฐานและตีพิมพ์การค้นพบของเขาในปี 1974. เขาเขียนว่า “ไม่มีสิ่งใดที่เหมือนเครื่องมือนี้ได้รับการเก็บรักษาที่อื่นอีก. . . . จากสิ่งที่เรารู้ทั้งหมดเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในสมัยกรีก เราควรสรุปว่าอุปกรณ์ดังกล่าวไม่น่าจะมีอยู่จริง.” ในตอนนั้น งานของไพรซ์ไม่ได้รับการยกย่องอย่างที่ควร. อย่างไรก็ตาม คนอื่น ๆ ได้สานต่อการค้นคว้าของเขา.

ความเข้าใจใหม่

ในปี 2005 คณะนักวิจัยที่พูดถึงในคำนำได้ตรวจสอบกลไกของอุปกรณ์นี้โดยใช้เครื่องซีทีสแกนที่ทันสมัยเพื่อสร้างภาพเอกซเรย์สามมิติความละเอียดสูง. การศึกษาเหล่านี้ได้ให้ความเข้าใจที่มากขึ้นเกี่ยวกับวิธีที่เครื่องกลนี้ทำงาน. เมื่อผู้ใช้หมุนลูกบิด เฟืองที่ประสานกันอย่างน้อย 30 ตัวได้ทำให้หน้าปัดทั้งสามที่อยู่ด้านหน้าและด้านหลังของกล่องทำงาน. วิธีนี้ทำให้ผู้ใช้ทำนายรอบทางดาราศาสตร์ รวมทั้งการเกิดสุริยุปราคาและจันทรุปราคาโดยอาศัยรอบสี่ปีของกีฬาโอลิมปิกและกีฬาอื่น ๆ ของชาวกรีก. พวกเขาใช้การแข่งขันกีฬาเหล่านี้เพื่อเป็นเกณฑ์ในการระบุวันเวลา.

เหตุใดข้อมูลดังกล่าวจึงสำคัญมาก? มีหลายเหตุผล. ดาราศาสตร์เป็นเรื่องสำคัญสำหรับคนในสมัยโบราณ เพราะดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ถูกใช้เป็นเกณฑ์ในการทำปฏิทินที่จะบอกชาวนาว่าเมื่อไรควรทำการหว่าน. กะลาสีใช้ดวงดาวในการเดินเรือ. สถาบันทางสังคมต่าง ๆ ของชาวกรีกเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์อย่างใกล้ชิด. อีกทั้งยังมีเหตุผลอีกประการหนึ่งที่แสดงว่าข้อมูลดังกล่าวเป็นสิ่งมีค่า.

มาร์ติน แอลเลน แห่งโครงการวิจัยเครื่องกลแอนติคิทเทราเขียนดังนี้: “สำหรับชาวบาบิโลนโบราณ การทำนายการเกิดสุริยุปราคาและจันทรุปราคาเป็นเรื่องสำคัญมาก เพราะผู้คนคิดว่าเป็นลางร้าย. ที่จริง เครื่องกลนี้อาจทำให้คิดได้ว่าเป็นเครื่องมือทางการเมืองที่เปิดโอกาสให้ผู้ครอบครองควบคุมราษฎรของพวกเขาได้. ยังมีการเสนอแม้กระทั่งว่าเหตุผลหนึ่งที่เรารู้เครื่องกลทำนองนี้เพียงเล็กน้อยเพราะมันถูกเก็บเป็นความลับทางทหารหรือทางการเมือง.”

ไม่ว่าเครื่องกลนี้จะบอกอะไร แต่ก็เป็นหลักฐานว่านักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวกรีกโบราณซึ่งส่วนใหญ่ยึดกับประเพณีที่มีมายาวนานของชาวบาบิโลน มีความก้าวหน้ามากกว่าที่เราคาดคิด. วารสาร เนเจอร์ บอกว่า “เครื่องกลแอนติคิทเทราโบราณไม่เพียงแค่ท้าทายการสรุปของเราเรื่องการถ่ายทอดเทคโนโลยีมาตามสมัยต่าง ๆ แต่มันได้ให้ความเข้าใจใหม่ที่มีต่อประวัติศาสตร์.”

[กรอบหน้า 26]

ใครสร้างมันขึ้นมา?

ไม่มีทางที่เครื่องกลแอนติคิทเทราจะมีแค่เครื่องเดียว. มาร์ติน แอลเลน เขียนว่า “ไม่ปรากฏหลักฐานของความผิดพลาดใด ๆ. ลักษณะทางกลไกทุกประการมีวัตถุประสงค์. ไม่มีรูใด ๆ ที่เกินมาหรือตำหนิใด ๆ ด้านงานโลหะที่บ่งบอกว่าผู้ผลิตได้ดัดแปลงแบบของเขาขณะที่สร้างเครื่องกลนี้. ข้อนี้นำไปสู่บทสรุปว่าเขาต้องได้สร้างเครื่องกลตัวอื่น ๆ มาก่อนหน้านี้แล้ว.” แล้วใครล่ะที่สร้างมันขึ้นมา? และเครื่องอื่น ๆ ที่เขาได้ประดิษฐ์ขึ้นมาไปไหนเสียหมด?

การค้นคว้าล่าสุดเกี่ยวกับกลไกนี้ได้เปิดเผยชื่อของเดือนบนหน้าปัดที่ทำนายการเกิดสุริยุปราคาและจันทรุปราคา. ชื่อเดือนเหล่านั้นเป็นแบบที่ชาวโครินท์ใช้. ข้อนี้ได้ทำให้นักค้นคว้าลงความเห็นว่าเครื่องมือนี้ได้รับการสร้างและใช้โดยผู้คนที่มีภูมิหลังทางวัฒนธรรมในท้องที่หนึ่ง. วารสารทางวิทยาศาสตร์ชื่อเนเจอร์ บอกว่า “อาณานิคมชาวโครินท์ทางตะวันตกเฉียงเหนือของกรีซหรือซีราคิวส์ในซิซิลีเป็นกลุ่มคนที่เป็นไปได้มากที่สุดที่จะใช้เครื่องกลนี้ และถ้าชาวเมืองซีราคิวส์ใช้จริงก็เป็นข้อบ่งชี้ว่าเครื่องกลนี้ได้ถูกใช้ในสมัยของอาร์คิมีดิส.”

เหตุใดจึงไม่มีอุปกรณ์ที่คล้าย ๆ กันเหลือรอดมาจนทุกวันนี้? มาร์ติน เขียนว่า “ทองสัมฤทธิ์เป็นโลหะที่มีค่าและสามารถนำไปหลอมใช้ใหม่ได้ง่าย. ดังนั้น จึงยากที่จะพบวัตถุโบราณที่เป็นทองสัมฤทธิ์. ที่จริง ทองสัมฤทธิ์ชิ้นสำคัญทางประวัติศาสตร์หลายชิ้นได้รับการค้นพบใต้น้ำ ในที่ที่ผู้คนซึ่งอาจนำชิ้นงานเหล่านี้ไปแปรรูปเข้าไม่ถึง.” นักวิจัยคนหนึ่งบอกว่า “เรามีแค่ตัวอย่างชิ้นนี้เท่านั้น เพราะพวกหลอมโลหะไม่อาจเก็บมันไปได้.”

[แผนภูมิ/ภาพหน้า 25]

(รายละเอียดดูจากวารสาร)

แบบจำลองภายในของเครื่องกลแอนติคิทเทรา

1. หน้าปัดด้านหน้า บอกดิถี (ข้างขึ้นข้างแรม) ของดวงจันทร์ และตำแหน่งของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ อีกทั้งบอกวันและเดือนตามปฏิทินสุริยคติและตำแหน่งของดวงอาทิตย์ (และดาวเคราะห์ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า) ซึ่งเคลื่อนไปตามกลุ่มดาวจักรราศี

2. หน้าปัดด้านหลังส่วนบน บอกความสัมพันธ์ระหว่างเดือนทางจันทรคติ, ปีทางสุริยคติ, และเวลาสำหรับกีฬาต่าง ๆ ของชาวกรีก

3. หน้าปัดด้านหลังส่วนล่าง บอกล่วงหน้าถึงเวลาที่จะเกิดสุริยุปราคาและจันทรุปราคา

[รูปภาพ]

ภาพด้านหน้า

ภาพด้านหลัง

[ที่มาของภาพ]

[ภาพหน้า 26]

ภาพที่คาดว่าจะเป็นลักษณะของแผ่นโลหะข้างนอกที่อยู่ด้านหลัง

[ที่มาของภาพ]

[ที่มาของภาพหน้า 24]