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Mechanismus von Antikythera

antikes Kalendarium
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Der Mechanismus oder Computer von Antikythera ist ein antikes Artefakt aus Zahnrädern, die ursprünglich ein analogrechnendes mechanisches Kalendarium bildeten. Damit ist der Mechanismus von Antikythera der älteste erhaltene Analogrechner der Welt.

Vorderseite des Mechanismus von Antikythera
Rückseite des Mechanismus von Antikythera

Auf der Vorderseite befand sich ein Sonnenkalender mit zwei Zeigern zur Anzeige der jeweiligen Lage von Sonne und Mond im Tierkreis (Zodiak). Auf der Rückseite befand sich oben ein Mondkalender, der das vorn im Sonnenkalender angezeigte Datum im Mondkalender wiedergab, und zusätzlich noch in einer kleineren Anzeige den jeweiligen Austragungsort der Panhellenischen Spiele anzeigte. Unten auf der Rückseite befand sich ein Eklipsenkalender, der die Monate mit Sonnen- und/oder Mondfinsternissen angab.

Der Mechanismus wurde 1900 zusammen mit anderen Funden von Schwammtauchern in einem Schiffswrack vor der griechischen Insel Antikythera, zwischen Kythera und Kreta, gefunden. Die C14-Datierung der Planken des Schiffwracks ergab einen Bau des Schiffes um 220 v. Chr..[1] Die an Bord des Schiffs befindlichen Münzen aus Pergamon und Ephesus konnten zwischen 86 und 60 v. Chr. datiert werden. Daher dürfte das Schiff zwischen 70 und 60 v. Chr. gesunken sein.[2]

Der Mechanismus ist in der Abteilung für Bronzegegenstände im Nationalen Archäologiemuseum in Athen ausgestellt.[3]

Entdeckung

Das Wrack des griechischen Handelsschiffs vor Antikythera wurde Ostern 1900 vom Schwammtaucher Elias Stadiatis in einer Tiefe von etwa 42 Metern gefunden. Zahlreiche Statuen und andere Kunstschätze wurden geborgen und in das Archäologische Nationalmuseum nach Athen gebracht. Dort entdeckte der Archäologe Valerios Stais am 17. Mai 1902 in einem Klumpen aus korrodiertem Material ein Zahnrad.

Mechanismus

Fragmente

Der Mechanismus von Antikythera ist heutzutage in 82 Einzelteile zerfallen. Diese bestehen aus 7 großen Fragmenten (Fragmente A - G) und 75 kleineren Fragmenten (Fragmente 1 - 75).[4] Aus wievielen Teilen er ursprünglich bestand ist unbekannt, da der Mechanismus nicht vollständig erhalten ist.[5] Das gößte erhaltene Fragment (Fragment A) weist eine Größe von 18×15 cm auf. Der gesamte Mechanismus dürfte in etwa 31×19×10 cm groß gewesen sein.[6]

Material

 
Skizze des Mechanismus

Die Zahnräder, Zeiger und Anzeigen des Mechanismus bestehen aus Bronze in einer Legierung von 95% Kupfer und 5% Zinn.[7] Diese waren ursprünglich von einem Holzrahmen umgeben, der zum Zeitpunkt des Auffindens am Meeresboden noch ansatzweise erhalten war. Jedoch sind die Holzreste im Laufe der Zeit durch Austrocknung an der Luft vollständig zerfallen, so dass heute keinerlei Holzreste erhalten sind. Daher ist ihre C14-Datierung heutzutage nicht mehr möglich.

Zahnräder

Der Mechanismus weist 30 erhaltene Zahnräder auf, von denen sich 27 im Fragment A und jeweils 1 in den Fragmenten B, C und D befinden. Zum vollständigen Funktionieren des Mechanismus sind jedoch noch 5 weitere nicht erhaltene Zahnräder notwendig. Das Fragment D weist zusätzlich noch 1 weiteres Zahnrad auf, das wahrscheinlich zu einer nichterhaltenen Epizykel-Anzeige gehörte, die noch weitere Zahnräder enthalten haben dürfte.[8] Die mehr als 30 Zahnräder waren teilweise als epizyklische Getriebe (Planetengetriebe) angeordnet. Darüber hinaus wies der Mechanismus 1 Differentialgetriebe auf, dessen Erfindung bislang erst auf das 13. Jahrhundert nach Christus datiert wurde.

Anzeigen

Die Zahnräder betrieben drei große Anzeigen. Eine große kreisförmige Anzeige befand sich auf der Vorderseite. Zwei große spiralförmige Anzeigen befanden sich oben und unten auf der Rückseite. Zudem wies die obere Anzeige auf der Rückseite noch zwei kleinere sektorförmige Anzeigen rechts und links innerhalb der großen spiralförmigen Anzeige auf.

Vorderseite

Die große Anzeige auf der Vorderseite des Mechanismus zeigte mit zwei Zeigern die Stellung der Sonne und des Mondes im Tierkreis (Zodiak) an. Die Stellung des Sonnenzeigers legte gleichzeitig auch das angezeigte Datum fest.[9] Das Datum wurde im standardisierten ägyptischen Kalender mit 12 Monaten zu 30 Tagen und 5 oder 6 Zusatztagen angezeigt. Damit war die Anzeige auf der Vorderseite ein Sonnenkalender mit Tierkreiszeichenanzeige für Sonne und Mond.

Obere Rückseite

 
Rückseite des Mechanismus

Die große obere Anzeige auf der Rückseite zeigte mit einem Zeiger den 19-jährigen Meton-Zyklus mit seinen 235 in 5 Umrundungen spiralförmig angeordneten Mondmonaten (Synodische Monate) an.[10] Damit war die obere Anzeige auf der Rückseite ein Mondkalender. Alle 235 Monate waren anhand von Kürzeln (Glyphen) benannt.[11]

Untere Rückseite

Die große untere Anzeige auf der Rückseite zeigte mit einem Zeiger den 18-jährigen Saros-Zyklus mit seinen 223 in 4 Umrundungen spiralförmig angeordneten Mondmonaten (Synodische Monate) an.[12] Damit war die untere Anzeige auf der Rückseite ein Eklipsenkalender zur Anzeige von Sonnen- und Mondfinsternissen. Nur die Monate mit Sonnen- und/oder Mondfinsternissen waren mit Kürzeln (Glyphen) versehen. Insgesamt gab es vermutlich 51 Eklipsenmonate: 38 für Mondfinsternisse und 27 für Sonnenfinsternisse, von denen sich 18 mit Inschriften erhalten haben. Die Inschriften wiesen die Bezeichnung Σ (ΣΕΛΗΝΗ, Selene, gr. Mond) für Mondfinsternisse, Η (ΗΑΛΙΟΣ, Halios, gr. Sonne) für Sonnenfinsternisse, Η\Μ (ΗΜΕΡΑΣ, Hemeras, gr. Tag) für den Tag, ω\ρ (ωρα, ora, gr. Stunde) für die Stunde und Ν\Υ (ΝΥΚΤΟΣ, Nyktos, gr. Nacht) für die Nacht auf. Das heißt, die Eklipsen wurden auf Jahr, Monat, Tag und Stunde genau angezeigt.[13]

Obere Rückseite innen rechts

Die rechte kleinere Anzeige innerhalb der spiralförmigen großen oberen Anzeige auf der Rückseite zeigte in einem geviertelten Kreis mit einem Zeiger die beiden jährlichen Austragungsorte der Panhellenischen Spiele in vierjährigem Rhythmus an. Diese waren die in vierjährigem Abstand stattfindenden Olympischen und Pythischen Spiele in Olympia und Delphi sowie die in zweijährigem Abstand stattfindenden Isthmischen und Nemëische Spiele in Korinth und Nemea sowie die in vierjährigem Abstand als Ergänzung zu den Olympischen und Pythischen Spielen statfindenden kleineren Naaischen Spiele in Dodona sowie an einem weiteren bislang nicht entziffertem Ort. Insgesamt zeigte der Zeiger also in vierjährigem Rhythmus für jedes Jahr jeweils zwei Panhellenische Spiele an.[14]

Klappdeckel

Die Anzeigen auf der Vorder- und Rückseite des Mechanismuses mit ihren verbieglichen Zeigern war jeweils durch einen Klappdeckel ("Türe") geschützt.[15] Diese Klappdeckel sind bei allen Nachbauten (Repliken) des Mechanismuses weggelassen worden, was eine etwas falsche Vorstellung vom Aussehen des Apparats gibt.

Reparatur

Der Mechanismus wurde mindestens einmal repariert, da eine der vier Speichen am Hauptzahnrad ausgetauscht wurde.[16] Dies zeigt, dass der Apparat benutzt wurde.

Zweck

Der Mechanismus ist die älteste erhaltene Zahnrad-Apparatur. Der Fund hat unter Wissenschafts- und Technik-Historikern große Irritationen ausgelöst, da lange Zeit unklar war, um was es sich bei dem Gegenstand eigentlich handelt.

Nach Analyse des Mechanismus mit Hilfe eines hochauflösenden metall-durchdringenden Computertomographen im Jahr 2006 weiß man jedoch, dass es sich um ein kompliziertes mechanisches Kalendarium handelt.

  • Auf der Vorderseite befand sich ein Sonnenkalender mit zwei Zeigern zur Anzeige der jeweiligen Lage von Sonne und Mond im Tierkreis (Zodiak).
  • Oben auf der Rückseite befand sich ein Mondkalender, der das vorn im Sonnenkalender angezeigte Datum im Mondkalender wiedergab.
  • Unten auf der Rückseite befand sich ein Eklipsenkalender, der das Datum der Sonnen- und/oder Mondfinsternisse auf die Stunde genau angab.
  • Zusätzlich gab es noch innerhalb des Mondkalenders einen kleineren Olympiadenkalender, der die beiden jährlichen Austragungsorte der Panhellenischen Spiele anzeigte.

Da die Übersetzungen der Zahnräder Rechenoperationen (Multiplikationen und Divisionen) durchführen handelt es sich um einen Analogrechner. Damit ist der Mechanismus von Antikythera der älteste erhaltene Analogrechner. Der Mechanismus ist kein Digitalrechner, da er nicht schrittweise Additionen und Subtraktionen durchführen kann.

Ciceros Bericht

Marcus Tullius Cicero (* 106 v. Chr.; † 43 v. Chr.) beschreibt einen ähnlichen Kalender-Mechanismus, der von Archimedes aus Syrakus (* um 287 v. Chr.; † 214 v. Chr.) angefertigt wurde, und sich nach der Eroberung der Stadt Syrakus im Jahr 214 v. Chr. durch den römischen Konsul Marcus Claudius Marcellus im Besitz der Familie Marcellus befand.[17] Dieser von Cicero beschriebene Mechanismus aus Syrakus war rund 130 Jahre älter als der Mechanismus von Antikythera, da das Schiff mit dem Antikythera-Mechanismus aufgrund der am Wrack gefunden Münzen aus Pergamon und Ephesus zwischen 86 und 60 v. Chr. versank.[18]

Forschungsgeschichte

Solla Price

 
Derek de Solla Price
 
Seitenansicht und Rückseite der Replik des Mechanismus von Antikythera nach de Solla Price

Der Wissenschaftshistoriker Derek de Solla Price von der Yale-Universität veröffentlichte im Juni 1959 einen Artikel im „Scientific American“ über den Mechanismus, der zu diesem Zeitpunkt immer noch nicht komplett untersucht worden war. Erst 1971 konnte mit Hilfe von Röntgen- und Gammastrahlen eine vollständige Analyse des Mechanismus von Antikythera erstellt werden. Da das Schiffswrack, wie andere Fundstücke eindeutig belegten, von der Insel Rhodos gekommen war, stellte Derek De Solla Price die These auf, der Mechanismus könnte möglicherweise von dem griechischen Astronomen Geminos von Rhodos gebaut worden sein. Dieser These wurde von anderen Historikern widersprochen, die die Ansicht vertraten, die Griechen des 1. Jahrhunderts v. Chr. hätten zwar das theoretische Wissen, aber nicht die praktischen Fertigkeiten besessen, einen solchen Mechanismus herzustellen.

Rekonstruktionen

Eine Teilrekonstruktion des Mechanismus von Antikythera wurde von dem australischen Informatiker Allan George Bromley (1947–2002) und dem Uhrmacher Frank Percival aus Sydney hergestellt. Aus diesem Projekt ergab sich die Notwendigkeit einer noch genaueren Röntgenanalyse des Original-Mechanismus, die Bromleys Student Bernard Gardner 1993 unternahm.

Dem Engländer John Gleave gelang später ein funktionierendes Replikat des Antikythera-Mechanismus. Dieser Rekonstruktion zufolge kann man von einem Zeiger an der Vorderseite der Apparatur den jährlichen Lauf von Sonne und Mond durch den Tierkreis ablesen, wobei die Monatsnamen dem ägyptischen Kalender entnommen sind. Auf der Rückseite sind zwei Anzeige-Scheiben zu finden: Die erste zeigt eine Vier-Jahres-Periode, verknüpft mit dem Metonischen Zyklus von 235 synodischen Monaten, der 19 Sonnenjahren entspricht. Ein synodischer Monat ist die Zeitspanne zwischen zwei Neumonden. An der zweiten Anzeige-Scheibe kann man den Zyklus eines einzelnen synodischen Monats ablesen, an einem zweiten Zeiger das Mondjahr der zwölf synodischen Monate.

Michael Wright, der Kurator des Science Museum in London, fertigte zusammen mit Bernard Gardner 2002 eine weitere Rekonstruktion an.

Der Mechanismus von Antikythera befindet sich, ergänzt um eine Rekonstruktion, im Archäologischen Nationalmuseum in Athen. Weitere Rekonstruktionen befinden sich im Astronomisch-Physikalischen Kabinett in Kassel und im American Computer Museum in Bozeman, Montana.

Antikythera Mechanism Research Project

2005 begann man eine neue groß angelegte Untersuchung des Mechanismus. Ein wichtiges Ergebnis dieser neuesten Untersuchung ist die Entdeckung einer geschriebenen Gebrauchsanweisung, die auf den Zahnrädern des Gerätes eingeritzt ist. Der Mechanismus stamme aus dem ersten vorchristlichen Jahrhundert und sei nach ersten Vermutungen auf der Insel Rhodos vom griechischen Astronomen Poseidonios konstruiert worden.

Die Untersuchung ist ein Gemeinschaftsprojekt der University of Wales (Cardiff), der Nationalen und Kapodistrias-Universität Athen, der Aristoteles-Universität Thessaloniki, des Archäologischen Nationalmuseums in Athen, X-Tek Systems und Hewlett-Packard (HP), gefördert von der Stiftung Leverhulme Trust und der Kulturstiftung der National Bank of Greece.

Da der Mechanismus aus konservatorischen Gründen nicht aus dem Museum entfernt werden kann, haben das HP-Forscherteam und X-Tek Systems den „PTM Dome“, einen 7,5 Tonnen schweren 450-kV-Microfocus-Tomographen, vor Ort installiert.

Am 30. Mai 2006 wurde berichtet, dass nun 2000 statt bisher 1000 Zeichen entschlüsselt sind,[19] das entspricht 95 Prozent des gesamten erhaltenen Textes. „Große Teile der Mathematik-Geschichte und der Astronomie müssen umgeschrieben werden“, behauptete Xenophon Moussas von der Universität Thessaloniki, der die Entdeckungen im Juni 2006 im Internet veröffentlichte.[20]

Im November 2006 wurde ein Symposium zu den Ergebnissen des Projektes abgehalten. Zu den Ergebnissen des Symposiums, veröffentlicht im Wissenschaftsmagazin Nature[21], gehört die Erkenntnis, dass der Mechanismus über Instruktionen und damit offenbar über Vorrichtungen zur relativ genauen Vorausberechnung von Sonnen- und Mondfinsternissen verfügte. Als erste bekannte komplexe Rechenmaschine war der Mechanismus überraschend genau und komplexer im Aufbau als jedes andere technische Instrument in den folgenden tausend Jahren. Das technische Vermögen im antiken Griechenland muss demnach um ein Vielfaches bedeutender gewesen sein als bislang angenommen.

2008 wurde auch die Rückseite der Konstruktion vom Antikythera Mechanism Research Project genauer untersucht und interpretiert. Eine Skalenscheibe auf der Rückseite stellt demnach einen metonischen Kalender dar. Dabei konnte man die Namen der Monate identifizieren und feststellen, dass diese korinthischen Ursprungs sind. Es wird nun angenommen, dass der Mechanismus aus Korinth oder einer korinthischen Städtegründung, wie Syrakus, der Heimatstadt Archimedes, stammt. Außerdem wurde eine Scheibe neu interpretiert, die nach neuen Erkenntnissen den 4-jährigen Olympia-Rhythmus darstellt. Die Scheibe wurde in einem Jahr genau um ein Viertel gedreht. Bisher wurde angenommen, dass das Zahnrad einen kallippischen Zyklus darstellt.[22]

Bilder des Mechanismus

Bilder der anderen Funde

  •  
    Bronzestatue des Paris
    (oder Perseus )
  •  
    Bronzekopf eines Philosophen
Commons: Mechanismus von Antikythera – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Antikythera Mechanismus Forschungsprojekt

Artikel in deutscher Sprache

Videos in deutscher Sprache

  • Antikythera Mechanism: [1] von Nature (englisch mit deutschen Untertiteln)
  • Der Mechanismus von Antikythera aus Lego in 3D-Animation [2] von Spektrum der Wissenschaft/Nature (deutsch)
  • Der Mechanismus von Antikythera als 3D-Animation [3] (Musik)
  • Ur-Computer enträtselt: [4] (deutsch mit englischen Texteinblendungen; plus vorausgehender Werbung)

Artikel in englischer Sprache

Videos in englischer Sprache

Software

Nationales Archäologiemuseum in Athen

National Archaeological Museum of Athens

Literatur

  • Jo Marchant: Die Entschlüsselung des Himmels: Der erste Computer - ein 2000 Jahre altes Rätsel wird gelöst. Rowohlt, Reinbek 2011, ISBN 978-3-498-04517-3.
  • Jo Marchant: Decoding the Heavens - Solving the mystery of the world's first computer. William Heinemann, London 2008, ISBN 978-0-434-01835-2.
  • Derek de Solla Price: Gears from the Greeks - The Antikythera mechanism - a calendar computer from ca. 80 B.C. American Philosophical Society, Philadelphia 1974, ISBN 0-87169-647-9.
  • Peter Cornelis Bol: Die Skulpturen des Schiffsfundes von Antikythera. Mann, Berlin 1972, ISBN 3-7861-2191-5.
  • Gladys Davidson Weinberg: The Antikythera shipwreck reconsidered. American Philosophical Society, Philadelphia 1965.
  • Tony Freeth: Die Entschlüsselung eines antiken Computers. In: Spektrum der Wissenschaft. Nr. 05, 2010, ISSN 0170-2971, S. 62–70.
  • Heather Couper, Nigel Henbest: Die Geschichte der Astronomie. Frederking & Thaler, München 2008, ISBN 978-3-89405-707-7.

Einzelnachweise

  1. ↑ Antikythera Wreck. Abgerufen am 9. April 2011 (englisch).
  2. ↑ Antikythera Wreck. Abgerufen am 9. April 2011 (englisch).
  3. ↑ The Antikythera Mechanism at the National Archaeological Museum. Abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  4. ↑ Tony Freeth, Alexander Jones, John M. Steele & Yanis Bitsakis: Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism. In: Nature, Volume 454, 31 July 2008. 31. Juli 2008, S. 1, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  5. ↑ The Data. Abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  6. ↑ T. Freeth et al.: Decoding the ancient Greek astronomical calculator known as the Antikythera Mechanism. In: Nature, Volume 444, 30 November 2006. 30. November 2006, S. 1, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  7. ↑ Martin Allen: What was it made of? 28. Mai 2007, abgerufen am 9. April 2011 (englisch).
  8. ↑ Martin Allen: How many gears does it have? 28. Mai 2007, abgerufen am 9. April 2011 (englisch).
  9. ↑ M. T. WRIGHT: The Antikythera Mechanism reconsidered. In: INTERDISCIPLINARY SCIENCE REVIEWS, 2007, VOL. 32, NO. 1. März 2007, S. 2, abgerufen am 9. April 2011 (englisch).
  10. ↑ Tony Freeth, Alexander Jones, John M. Steele & Yanis Bitsakis: Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism. In: Nature, Volume 454, 31 July 2008. 31. Juli 2008, S. 2, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  11. ↑ Tony Freeth, Alexander Jones, John M. Steele & Yanis Bitsakis: Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism. In: Nature, Volume 454, 31 July 2008. 31. Juli 2008, S. 2, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  12. ↑ Tony Freeth, Alexander Jones, John M. Steele & Yanis Bitsakis: Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism. In: Nature, Volume 454, 31 July 2008. 31. Juli 2008, S. 2, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  13. ↑ Tony Freeth, Alexander Jones, John M. Steele & Yanis Bitsakis: Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism. In: Nature, Volume 454, 31 July 2008. 31. Juli 2008, S. 2-4, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  14. ↑ Tony Freeth, Alexander Jones, John M. Steele & Yanis Bitsakis: Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism. In: Nature, Volume 454, 31 July 2008. 31. Juli 2008, S. 3, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  15. ↑ Prof. Wolfram M. Lippe: Das Räderwerk von Antikythera. In: Geschichte der Rechenmaschinen. 2011, S. 5, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  16. ↑ Prof. Wolfram M. Lippe: Das Räderwerk von Antikythera. In: Geschichte der Rechenmaschinen. 2011, S. 3,9,10, abgerufen am 10. April 2011 (englisch).
  17. ↑ Jo Marchant: Archimedes and the 2000-year-old computer. 12. Dezember 2008, abgerufen am 9. April 2011 (englisch).
  18. ↑ Antikythera Wreck. Abgerufen am 9. April 2011 (englisch).
  19. ↑ „Computer aus der Antike gibt Rätsel auf“, Berliner Morgenpost, 23. Juni 2006
  20. ↑ The Antikythera Mechanism Research Project
  21. ↑ Freeth, Tony et al: Decoding the ancient Greek astronomical calculator known as the Antikythera Mechanism. Nature 444:587–591. (2006)Abstract
  22. ↑ Bericht bei n-tv, 30. Juli 2008
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