מנגנון אנטיקיתרה – המחשב הראשון בהיסטוריה?

השנה היא 72 לפני הספירה והרפובליקה הרומית כבר קנתה כרטיס בכיוון אחד לקראת הפיכתה לאימפריה. המעצמה הים-תיכונית ההולכת וגדלה שקועה בעוד עימות והכובש הרומי לוציוס לוציניוס לוקולוס שכר סדרה של ספינות כדי להעביר הביתה אוצרות מאזורים שנבזזו לאחרונה.

למרות שרוב הספינות מגיעות לבסוף ליעדן בנמל אוסטיה, דרומית-מערבית לרומא, ספינה יוונית אחת עמוסה בתכשיטים, מטבעות, פסלים, כלי זכוכית ויצירות מופת מברונזה לא מגיעה. בעודה חוצה את הים האגאי, סערה עזה מטילה את כלי השיט אל החופים הסלעיים של אי בשם אנטיקיתרה. ההתנגשות קורעת את גוף הספינה בעובי חמישה אינץ', גורמת לה לשקוע יותר מ-100 רגל מתחת לגלים עד שלבסוף היא נחה על מדרון שקוע מול חופי האי.

מיקום גילוי הספינה הטרופה מול האי אנטיקיתרה

זהו הסיפור, או לפחות אחד מהסיפורים, על האופן שבו אחד החפצים הארכיאולוגיים המבלבלים ביותר בעולם, מנגנון אַנְטִיקִיתֵרָה, החל את שהותו בת 2,000 השנים בקרקעית הים האגאי. איתור מקורותיו של המנגנון, כולל התעלומה מתי ואיך טבעה הספינה, הוא רק ההתחלה.

צוללנים הוציאו לראשונה את המנגנון, הנחשב ללוח שנה אסטרונומי עתיק ואחד המבשרים המוקדמים ביותר של המחשב המודרני, מול חופי אַנְטִיקִיתֵרָה בתחילת המאה ה-20. מאז, מתמטיקאים, יצרני שעונים, יצרני מתכות, אסטרופיזיקאים וארכיאולוגים תת-ימיים ניסו לפענח את המנגנון המרוסק, החלוד והמייאש הזה של גלגלי שיניים, פינים וחוגות.

חידת המנגנון והיופי המכני שלו

למעשה, המכשיר מפורסם כמעט באותה מידה בשל חוסר שלמותו כמו בשל מורכבותו. כיום הוא שוכן במוזיאון הארכיאולוגי הלאומי באתונה, יוון, אך רק שליש מהמנגנון בגודל קופסת נעליים בערך, הפרוש על פני 82 שברים בגדלים שונים, נמצא. השאר אבד בים. יותר ממאה שנה מאוחר יותר, התגליות (והמחלוקות) סביב אחד הממצאים הארכיאולוגיים המדהימים ביותר בהיסטוריה האנושית, רק הולכות וגוברות.

היוונים הקדמונים ניחנו בכישרון להפוך את הכמעט בלתי אפשרי לאפשרי. כמה מהפילוסופים של הטבע הגדולים בים התיכון התנסו בחשמל, כוח קיטור ואפילו בחשבון אינפיניטסימלי, יותר מאלף שנה לפני שהמהפכה המדעית ביססה רעיונות אלה בבסיס המדע המודרני. אף על פי כן, מורכבותו של מנגנון אנטיקיתרה הותירה את החוקרים בהלם.

ההתקן, שיוצר בדיוק מילימטרי, ככל הנראה באמצעות כלים עתיקים כמו מחרטות אנכיות ומקדחות קשת, הכיל עשרות גלגלי שיניים שפעלו יחד בתצוגה מסחררת של מידע אסטרונומי. מתוך תובנות שנצברו מהשברים שנותרו, מדענים יודעים כי חוגה המופעלת באמצעות ארכובה (ידית סיבוב) בחזיתו עקבה אחר תנועת השמש, הירח וחמשת כוכבי הלכת האחרים שהיו ידועים בעת העתיקה: כוכב חמה, נוגה, מאדים, צדק ושבתאי. בצדו השני של המכשיר שכנו שתי חוגות עגולות נוספות. החוגה העליונה יישבה את אי-ההתאמה בין מחזור חודש הירח לשנת השמש (מחזור מֵטוֹן), בעוד שהחוגה התחתונה חישבה ליקויי ירח וליקויי חמה כאחד. היא אף הכילה חוגה נפרדת וקטנה יותר לסימון אירועי אתלטיקה כמו המשחקים האולימפיים.

מנגנון אנטיקיתרה היה בעצם לוח שנה שמימי מורכב והוא עדות מדהימה לתחכום של האסטרונומיה היוונית העתיקה. היוונים הצטרפו מאוחר למשחק האסטרונומיה בהשוואה לבבלים ולמצרים. הפילוסוף היווני תאלס ממילטוס מהמאה השישית לפני הספירה החל מסורת בת מאות שנים של שימוש בגיאומטריה כדי להבין את מפת האורות שמעל. עם הזמן, היוונים החלו ליצור מודלים גיאומטריים מורכבים יותר ויותר של מרחב החלל. לבסוף, הם יצקו את המודלים הללו לתוך מיניאטורה מכנית עשויה מארד.

השגת רמה כזו של תחכום מכני לא הייתה קלה. לדוגמה, כאשר הוא נצפה מכדור הארץ, הירח נראה מאיץ כשהוא הכי קרוב לכדור הארץ, לעומת כשהוא הכי רחוק. כדי לתפוס תנועה לא אחידה זו, יוצרי המכשיר השתמשו בגלגלי שיניים אפיציקליים (גלגלי שיניים המורכבים על גלגלי שיניים אחרים) המותקנים על ציר אקסצנטרי המכיל מנגנון פין וחריץ כדי לייצג את האנומליה הירחית העדינה הזו. וזה רק הירח.

עם הזמן, מלחים ומינרלים במי הים הגיבו לאלמנטים מנחושת של המנגנון, וגרמו להתקן לשחיקה מעבר ליכולת זיהוי. לפני גילוי המנגנון, ארכיאולוגים שחקרו את העת העתיקה חשפו רק גלגלי שיניים של טחנות מים וטחנות רוח – גלגלי שיניים מכניים גסים, אבל גלגלי השיניים המדויקים הללו פשוט לא מוכרים לחלוטין מהעולם העתיק.

איכות "מחוץ לזמן" זו מסבירה כיצד המכשיר (למרבה הצער) ממלא פרק שלם בסדרת הטלוויזיה "חייזרים קדומים" של ערוץ ההיסטוריה והפך לנושא המרכזי למסע בזמן בסרט "אינדיאנה ג'ונס וחוגת הגורל" משנת 2023. אפילו הפיזיקאי הנודע מהמאה ה-20, ריצ'רד פיינמן, שהיה בקיא באי-אפשרויות לכאורה של העולם הקוונטי, תיאר את המנגנון כ"כמעט בלתי אפשרי", לאחר ביקור במוזיאון הארכיאולוגי הלאומי באתונה.

פריצת הדרך של דֶרֶק דה סוֹלָה פּרַייס

דֶרֶק ג׳יי. דה סוֹלָה פּרַייס, שמת ב-1983, היה אחד מחלוצי המחקר המודרני של מנגנון אנטיקיתרה. אף שהוא לא היה הראשון שהכיר במורכבותו, הוא היה אחד הראשונים שתפסו באמת את ההשלכות העמוקות הטמונות בגלגלי השיניים החלודים שלו. לאחר שחקר את המכשיר באתונה ב-1958, פרייס נשא מצגת בכנס "האגודה האמריקאית לקידום המדע" בוושינגטון הבירה, והשווה את המנגנון למחשב, המצאה חדשנית באותה תקופה. המצגת יצרה סנסציה תקשורתית, ובמאמר אחד הוא דימה את גילוי המנגנון ל"פתיחת פירמידה ומציאת פצצת אטום".

פרייס לא היה רק תומך של המכשיר. הוא גם עשה מספר תגליות מכריעות, כולל העובדה שהוא עקב אחר הזמן ביחס לתנועת גרמי השמיים, והעצים את התיאוריה לפיה הוא היה יותר מחשב או מחשבון מאשר חפץ דקורטיבי. בעוד שפרייס ביקש בעיקר להבין כיצד המנגנון פעל, הוא גם הגה לגבי יוצרו ותמך בטענות קודמות לפיהן ארכימדס אולי היה המוח שמאחורי המכונה.

התיאוריה של ארכימדס

ארכימדס, שנולד בסירקוסה, סיציליה, בסביבות 287 לפני הספירה, פיתח אובססיה למתמטיקה מגיל צעיר. לאחר שלמד במצרים, הוא חזר לסירקוסה, שם עשה תגליות מדהימות, כולל חישוב פאי, המצאת בורג ארכימדס (שעדיין משמש להשקיית יבולים כיום) וחוקי היסוד של הידרוסטטיקה. ייתכן שהוא גם יצר סדרת כלי נשק: דיווח אחד מתאר טופר ענק שיכול להרים ספינות מהמים בעוד שדיווח אחר מפרט "קרן מוות" המופעלת על ידי מראה, שרתמה את אור השמש כדי לשרוף ספינות פולשות, אך כושר המצאה זה לא הספיק כדי להציל את סירקוסה מהמצור הרומי בסביבות 212 לפני הספירה.

ארכימדס לא שרד את הקרב, אך עדויות מסוימות מעידות על כך שהספֵרוֹת (sphaeras) המכניות שלו דווקא שרדו. המדינאי הרומי קיקרו מתאר בחיבורו משנת 52 לפני הספירה, ״על הרפובליקה״, שלאחר הקרב, הפרוקונסול הרומי והכובש החדש של סירקוסה, מרקוס קלאודיוס מרקלוס, גנב אחת מיצירותיו האסטרונומיות של ארכימדס. האובייקט דמוי הגלובוס הזה תיאר את תנועות השמש והירח ואת אותם חמישה כוכבי לכת שאותם כינו האסטרונומים היוונים "נודדים".

בעוד שתיאורו של קיקרו אינו תואם באופן מושלם את מנגנון אנטיקיתרה, אזכור קצר זה של השלל מסירקוסה, שמרקלוס העריך במשך זמן רב, תומך בתיאוריה שלארכימדס היה הידע המכני לשכפל את תנועת מערכת השמש שלנו. "הסיציליאני המפורסם [ארכימדס] ניחן בכישרון גדול יותר ממה שאפשר לדמיין שבן אנוש יכול להחזיק בו", כותב קיקרו, מצטט את המלומד פילוס שלפי הדיווחים היה עד לפעולתו של המכשיר לאחר המצור.

סביר להניח שלפילוסוף היווני המפורסם היה תפקיד ביצירת המנגנון. מנגנון אנטיקיתרה הוא כל כך חכם, כל כך גאוני וכל כך יוצא דופן, שהוא היה צריך להיות מישהו כמו ארכימדס, שהיה בעל רקע מתמטי ואסטרונומי חזק. אבל מלומדים לא הצליחו לקבוע במדויק מתי נבנה מנגנון ספציפי זה במקור, רובם ממקמים את תקופת בנייתו אי שם בין המאה השלישית למאה הראשונה לפני הספירה וזה כבר לאחר מותו של ארכימדס, אם כי עשרות שנים לפני שאבד לבסוף בים.

מחקר תת-ימי ותגליות חדשות

באביב 1900, קבוצה של צוללנים מנווטים נתקלה לראשונה בספינה לאחר שמצאו מקלט באי אנטיקיתרה במהלך סערה. כאשר הסערה שככה, הצוללנים, שחלקו קסדת צלילה אחת מפליז קשורה לספינה בחבלים, החלו לחרוש את המים לאורך הקצה המזרחי של האי. צוללן אחד, אליאס סטאדיאטיס, משך בחדות בחבל שלו. כשהגיע לפני השטח, סטאדיאטיס תיאר בבהלה סצנה של טבח, גוויות רקובות של נשים וסוסים הפזורות על קרקעית הים. קפטן הספינה, דימיטריוס קונטוס, צלל למטה כדי לראות בעצמו. אחד הצוללנים, כנראה קונטוס, עלה מאוחר יותר עם זרוע ברונזה, חלק מיצירת מופת אבודה של העת העתיקה. במקרה מוחלט, הצוללנים הללו גילו את שרידי הספינה העשירים ביותר בעולם והפכו, ללא כוונה, לארכיאולוגים התת-ימיים הראשונים בהיסטוריה.

כאשר הצוללנים, שהועסקו כעת על ידי ממשלת יוון, חזרו חודשים לאחר מכן, חפירת האתר התבררה כקשה. חלק זה של הים האגאי היה נתון תדיר לגלים סוערים. סערות עזות היו נפוצות, ושרידי הספינה השתקעו בזווית של 45 מעלות, קרוב באופן מסוכן לאותם צוקים סלעיים שככל הנראה סיימו את מסעה לפני אלפיים שנה. כ-300 שנה לאחר הטביעה, מפולת סלעים קברה עוד יותר את כלי השיט.

במשך אלפיים שנה, המנגנון שכב ללא נגיעה בקברו המימי יותר מ-100 רגל מתחת לגלים בזמן שהזמן חלף לאיטו, מפנה את מקומו ללידת אימפריות, לקריסה ולימי הביניים, לעלייתן של ממלכות תיאוקרטיות, לייסוד מדינות לאום ולהגעת המדע המודרני.

פלא שהמנגנון שרד בכלל, בהתחשב בתנאים שעמד בפניו באוקיינוס. מי ים עשירים במלחים ותרכובות כימיות אחרות הגיבו עם כמות הנחושת הגבוהה במנגנון הברונזה, וגרמו לו להיאכל לאט לאט ולהחליפו בסלע בגוון ירוק המכונה אטקמיט. עם הזמן, טין וחול הצטברו בין גלגלי השיניים, שהתמצקו לבסוף לגושים של סלע גבשושי. חתיכות עץ שנמצאו בקרב השברים מצביעות על כך שהמנגנון שוכן במסגרת עץ מפוארת. לאורך אלפיים שנה, המנגנון התעוות למשהו בלתי ניתן לזיהוי ממוצאו המורכב ולמשהו שברירי הרבה יותר.

סריקות רנטגן וסטטיסטיקה בייסיאנית

אפילו לאחר שצוללנים העלו את גוש גלגלי השיניים הלא בולט מכוסה הבלוטים, אופיו הייחודי של המנגנון לא היה ברור מיידית.

רק ב-1906 הכריז הקלאסיקן הגרמני אלברט רֶהְם על התיאוריה שלו שהאובייקט הוא משהו יותר מאצטרולב. רהם גילה שהמנגנון משתמש בגלגלי שיניים אפיציקליים והסיק שהוא חייב היה לעקוב אחר תנועת השמש דרך קבוצות גלגל המזלות לאחר שמצא את המילה "פאחון" (החודש התשיעי של לוח השנה המצרי העתיק) על אחד השברים. הוא היה האדם הראשון שהציע שזו מכונת חישוב אסטרונומית".

ברנדן פרייס, הפיזיקאי היווני חרלמבוס קרקלוס ואשתו אמיליה, היו הצוות הראשון שצילם רנטגן למנגנון אנטיקיתרה בשנות ה-50. הם גילו שחלק מגלגלי השיניים האחוריים בפרגמנט A, הגדול מבין 82 השברים, יכולים לשמש לחישוב המיקום הממוצע של הירח כנגד הכוכבים, תופעה הידועה בשם מחזור מֵטוֹן (מחזור של 19 שנים שבו מופעי הירח חוזרים על עצמם באותו תאריך של השנה הסולארית). מאוחר יותר, מייקל ט. רייט (אוצר במוזיאון המדע בלונדון דאז) ואלן ברומלי (היסטוריון של המחשוב) השתמשו בסריקות חדשות בתחילת שנות ה-90 באמצעות טומוגרפיה ליניארית, שסיפקה מידע עומק.

פרופסור לאסטרופיזיקה בשם גרהם וון מאוניברסיטת גלזגו, השתמש בסטטיסטיקה בייסיאנית כדי לנסות לפתור אי-וודאויות. וון, שאינו מומחה למנגנון אנטיקיתרה, התמקד בשאלה כמה חורים היו בטבעת בלוח השנה הקדמי, המייצגת שנה סולארית (365 ימים), שנותרה חלקית. הוא ועמיתו, ג'וזף ביילי, הניחו שהחורים היו במקור עגולים ומרווחים באופן שווה. החישובים של וון הצביעו על כך שהרבה יותר סביר שהטבעת הכילה 354 חורים (לוח שנה ירחי) בהשוואה ל-365 חורים (לוח שנה סולארי) או 360 חורים. וון עמד מאחורי חישוביו הסטטיסטיים, אם כי הודה שייתכן שהנחות המוצא שלו היו שגויות. הוא מתפעל מדמיון השיטה המדעית על פני אלפי שנים, שבה היוונים, כמו מדענים מודרניים, פיתחו מודלים של היקום, כי הם נאלצו ליישם [את המודל שלהם] באופן מכני ואילו… לנו יש כלים שימושיים אחרים כמו מחשבים, אבל זה מודל ואותו רעיון.

המחקר על המנגנון, שנמשך למעלה ממאה שנה, מגלם את מיטב המדע, תהליך מחזורי זה של תיאוריה, בדיקה, ויכוח וגילוי. אך מכיוון שאין לנו עוד מכשיר חלוד אחר להשוואה, לא סביר שאי פעם נתפוס את מלוא היקף הפלאים המכניים, מקורותיו העתיקים או השימושים הרבים של מנגנון אנטיקיתרה.

חידת מנגנון אנטיקיתרה היוותה חלון נדיר אל מוחם של גאוני העולם העתיק, אל יצירתיות שלא הכרנו ואל טכנולוגיה שהקדימה את זמנה במאות שנים. ככל שהמחקר מתקדם, כך מתברר כמה עוד נותר לגלות על הספינה שטבעה, על היוצרים האלמוניים ועל יכולותיהם המדהימות. אם הנושא הדליק ניצוץ של סקרנות, זה הזמן להמשיך לחקור. באתר historyistold.com מחכים לך עוד סיפורים שמחברים בין מסתורין, מדע ועבר רחוק.

חומר מעשיר לקריאה

• Derek de Solla Price, "Gears from the Greeks. The Antikythera Mechanism: A Calendar Computer from ca. 80 B. C." Transactions of the American Philosophical Society, New Ser., Vol. 64, No. 7. (1974), pp. 1–70.