安提基特拉机械：两千年前的希腊“计算机”

1901年，几名正从一艘罗马时代沉船里打捞宝物的采海绵潜水员，捞起了一块鞋盒大小、锈蚀严重的青铜疙瘩。它在雅典一家博物馆里默默无闻地放了好几个月。后来，博物馆的一位工作人员在那层绿色锈壳里发现了一样本不该出现的东西：一个齿轮。一个做工精密的齿轮，藏在一件有两千年历史的物件之中。此后大约一千四百年里，地球上任何地方都再没出现过类似的东西。下面要讲的，就是我们已经知道的、仍然不知道的，以及介于两者之间的种种推测。

有据可查的事实

故事始于海底。1900年末到1901年间，一群来自锡米岛（Symi）的希腊采海绵潜水员，在船长迪米特里奥斯·孔托斯（Dimitrios Kontos）的带领下，在克里特岛与希腊本土之间的小岛安提基特拉（Antikythera）附近、约45米（148英尺）深处作业，潜入一艘沉船。在希腊皇家海军的协助下，他们从这艘约公元前70—前60年沉没的商船上打捞出雕像、玻璃器皿、钱币和其他货物（希腊国家考古博物馆／维基百科综述；《史密森尼杂志》）。

在这批打捞物中，有一团毫不起眼的锈蚀残块。根据博物馆的记录，1902年5月，考古学家瓦莱里奥斯·斯泰斯（Valerios Stais）注意到，其中一块残片里嵌着一个带齿的齿轮（维基百科）。正是这一发现，开启了长达一个世纪的研究。

如今保存在雅典国家考古博物馆里的，是一些残缺的碎片：共82块，其中7块在机械结构上意义重大，16块带有部分古希腊文铭文（维基百科）。原装置体积不大，装在一个约34×18×9厘米的木盒里，内部是一套密密麻麻的青铜齿轮系。研究者已确认至少有30个齿轮幸存下来，而大多数复原方案都认为完整的机器齿轮数还要更多（《自然》，Freeth等，2006年）。

真正具有决定意义的现代研究是分阶段完成的。耶鲁大学历史学家德里克·德索拉·普赖斯（Derek de Solla Price）于1958年首次在雅典检视这些残片，并在20世纪70年代初与物理学家哈拉兰波斯·卡拉卡洛斯（Charalampos Karakalos）合作，用伽马射线和X射线照相术清点那些隐藏的齿牙。普赖斯1974年出版的专著《来自希腊人的齿轮》（Gears from the Greeks）认为，这件物品是一台齿轮驱动的天文计算器，并辨认出三十多个齿轮（美国哲学学会）。

随后在2005—2006年，安提基特拉机械研究计划（Antikythera Mechanism Research Project）动用高分辨率三维X射线（微焦点计算机断层扫描）和先进的表面成像技术，来读取锈蚀的内部结构和此前无从得见的铭文。由迈克·埃德蒙兹（Mike Edmunds）和托尼·弗里思（Tony Freeth）等人组成的研究团队，于2006年在《自然》上发表了成果（《自然》）。正是这些扫描，以及随后的研究工作，确立了这台机器究竟能做什么。

只要转动手摇曲柄，古代的使用者就能驱动整套齿轮系，让指针在表盘上扫过。这台装置可以追踪：

• 太阳与月亮在黄道上的位置，包括月亮变化不定的运行速度——它通过一套巧妙的“销槽”本轮齿轮来模拟，这是已知最早使用此类机构的例子（《自然》）。
• 月相，由一个旋转的、半边镀银的小球来显示（《史密森尼杂志》）。
• 19年的默冬历（235个朔望月），并带有更长的、76年的卡利普斯（Callippic）修正周期。
• 日食与月食，依据223个月的沙罗（Saros）周期，在一个螺旋表盘上做出预测，并用54年的伊克塞利格莫斯（Exeligmos）周期加以精修（《自然》）。

2008年，同一研究计划又报告说，一个小型辅助表盘可以追踪四年一度的泛希腊运动会周期——包括奥林匹亚、尼米亚、伊斯特米亚、皮提亚等赛会；而历法表盘上的月份名称，与希腊西北部、伊庇鲁斯（Epirus）一带以及科林斯（Corinth）殖民地所使用的名称相吻合（维基百科对Freeth等人的综述）。

研究仍在继续。2021年，由托尼·弗里思领衔的伦敦大学学院（UCL）安提基特拉研究团队在《科学报告》（Scientific Reports）上发表了对那个长期令人困惑的正面“宇宙”（Cosmos）显示盘的复原方案，提出了一套能显示太阳、月亮以及古代已知的全部五颗行星——水星、金星、火星、木星、土星——在同心圆环上运行的系统（UCL；《科学报告》）。关键在于，装置上的铭文记录了一些周期数字——金星为462年，土星为442年——研究团队认为，这些数字反映出一套精巧的希腊数学方法，将巴比伦的观测天文学与希腊几何学融为一体。弗里思称它是“第一个既符合全部实物证据、又与刻在机械本身科学铭文上的描述相吻合的模型”（UCL）。

归根结底，这一点在上述各项研究中都得到了充分支持：这是一台用手摇曲柄驱动、以齿轮运转的模拟计算机，用于天文与历法计算，制造于两千多年前。

真正的未解之谜

有一些问题，是扫描技术无论如何也无法告诉我们的：它是谁造的、在哪里造的、为什么要造——以及为什么此后一千多年里都没有可与之相比的东西流传下来。

机器上没有刻着制造者的名字。沉船的货物和装置自身的历法都给了我们线索，却给不出答案。关于它的制造年代，学界的估算至今仍跨越将近一个世纪，从约公元前200年到公元前一世纪初不等——这取决于学者更看重铭文、齿轮系中内含的天文学假设，还是沉船的年代（维基百科）。正面那套行星齿轮已荡然无存，因此即便是备受称道的2021年“宇宙”模型，也只是一个与现有证据相符的复原方案，而非被打捞出来的原件。

最深层的谜团，在于它的来龙去脉。安提基特拉机械绝不粗糙。它那套微型化、层层嵌套的齿轮系，意味着背后有一套成熟的作坊传统——然而在考古记录中，它几乎是孤零零的一件。它究竟是一件独一无二的杰作，还是某种工艺仅存的孤本，而那门工艺的其他产物都被熔掉取铜、就此失传了？我们是真的不知道。

各种理论与解读

以下是各种学术假说，已明确标注为推测，没有一种得到证实。

与阿基米德或其学派的渊源。罗马作家西塞罗（Cicero）曾描述过一些模拟天体运行的青铜球，其中一件据传出自叙拉古的阿基米德（Archimedes of Syracuse）之手。有研究者认为，从那一传统到安提基特拉机械之间，存在一条说得通的传承脉络。这只是一种启发性的猜想，并未得到证实——阿基米德死于公元前212年，很可能早在这台装置问世之前（《史密森尼杂志》）。

与希帕克斯或波西多尼乌斯相关的罗德岛起源。罗德岛（Rhodes）曾是著名的天文学与仪器制造中心，伟大的天文学家希帕克斯（Hipparchus）就在那里工作过；哲学家波西多尼乌斯（Posidonius）也在岛上主持过一所以天体模型闻名的学派。一些学者倾向于认为它出自罗德岛的某个作坊，部分原因是那艘船可能曾在此停靠。但另一些证据——历法表盘上来自伊庇鲁斯／科林斯一带的月份名称——则把矛头指向了希腊西北部，或者科林斯的殖民势力范围（维基百科）。

它真的能可靠运转吗？2025年的一项研究提出了一种可能：那些手工切削的三角形齿牙带来的误差，或许足以让装置卡死或走偏，从而对它在实际使用中能否平顺运转提出了质疑。研究作者也强调，仅凭锈蚀残件的扫描结果来推断，本身就有局限，因此这一说法仍存在争议（维基百科综述）。不妨把它当作一场悬而未决的争论，而非定论。

用途究竟是什么：教学工具、身份象征，还是实用历书？由于它显示的是各种周期，而非进行实时测量，因此各种解读众说纷纭：有人认为它是一座演示宇宙秩序的教学用天象仪，有人认为它是富有赞助人的奢华陈设品，也有人认为它是用来制定历法与节庆的实用辅助工具。真相也许是其中几者的结合。

无可争议的，是这项成就本身。早在欧洲的钟表时代到来之前，希腊世界里就有人把旋转不息的天穹，浓缩进了青铜与一柄转动的手柄之中。齿轮幸存了下来，切削它们的那双手却没有——而这份缺失，正是那个至今仍在转动的谜。

来源与延伸阅读

• Freeth, T., 等. “Decoding the ancient Greek astronomical calculator known as the Antikythera Mechanism.” Nature, 2006. https://www.nature.com/articles/nature05357
• Freeth, T., 等. “A Model of the Cosmos in the ancient Greek Antikythera Mechanism.” Scientific Reports, 2021. https://www.nature.com/articles/s41598-021-84310-w
• 伦敦大学学院，“Experts recreate a mechanical Cosmos for the world's first computer,” 2021. https://www.ucl.ac.uk/news/2021/mar/experts-recreate-mechanical-cosmos-worlds-first-computer
• 《史密森尼杂志》，“Decoding the Antikythera Mechanism, the First Computer.” https://www.smithsonianmag.com/history/decoding-antikythera-mechanism-first-computer-180953979/
• 美国哲学学会关于德里克·德索拉·普赖斯《来自希腊人的齿轮》（1974年）的介绍. https://www.amphilsoc.org/news/gears-greeks-antikythera-mechanism-derek-de-solla-price
• 《百科全书》概览与研究年表：安提基特拉机械. https://en.wikipedia.org/wiki/Antikythera_mechanism

来源与延伸阅读

• https://www.nature.com/articles/nature05357
• https://www.nature.com/articles/s41598-021-84310-w
• https://www.ucl.ac.uk/news/2021/mar/experts-recreate-mechanical-cosmos-worlds-first-computer
• https://www.smithsonianmag.com/history/decoding-antikythera-mechanism-first-computer-180953979/
• https://www.amphilsoc.org/news/gears-greeks-antikythera-mechanism-derek-de-solla-price
• https://en.wikipedia.org/wiki/Antikythera_mechanism
• https://www.scientificamerican.com/article/an-ancient-greek-astronomical-calculation-machine-reveals-new-secrets/