Antikytheran kone – maailman vanhin tietokoneko?

Kun ajattelemme vanhoja tietokoneita, mieleen tulee yleensä reikäkortit ja jättimäiset toisen maailmansodan aikaiset koneet, jotka täyttivät kokonaisia huoneita. Mutta ihmiset ovat käyttäneet mekaanisia laitteita monimutkaisten laskelmien tekemiseen satojen ja tuhansien vuosien ajan … eivätkä pelkästään helmitauluja ja laskutikkuja. Jotkut esivanhemmistamme keksivät hämmästyttävän monimutkaisia koneita, yleensä auttamaan heitä laskettaessa suuria etäisyyksiä sekä tähtien ja planeettojen liikkeitä. Vaikka on olemassa viitteitä näiden laitteiden olemassaolosta jo 150 vuotta ennen ajanlaskun alkua, vanhin sellainen laite on antiikin Kreikasta löydetty Antikytheran kone.

Antikytheran haaksirikko

Antikytheran hylkynä tunnettu hylky löytyi vuonna 1900. Sen löysivät Sýmiltä tulleet merisienensukeltajat, jotka olivat päätyneet Antikytheralle myrskyä pakoon. Myöhemmin sukeltajat palasivat paikalle yhdessä tutkijoiden kanssa. Hylystä nostettiin vuosina 1900–1901 suuri määrä antiikin aikaisia esineitä, mukaan lukien suuria pronssiveistoksia, joista tunnetuimmat ovat niin kutsutut Antikytheran efebi ja Antikytheran filosofi, lasiesineitä, amforoita ja muuta keramiikkaa, jalokiviä sekä lukuisia pronssiesineiden kappaleita. Näin löytö oli yksi meriarkeologian ensimmäisiä suuria sensaatioita. Hylkyä on tutkittu useita vuosia. Se on osoittautunut varsinaiseksi aarreaitaksi ja sieltä on vuosikymmenten kuluessa nostettu paljon lisää esineitä. Hylyn löydöt on sijoitettu pääosin Kansalliseen arkeologiseen museoon Ateenassa, ja Antikytheran koneesta siellä ovat ainakin sen löydetyt pääosat.

Tutkijoiden huomio kiinnittyi alussa hylystä löydettyihin veistoksiin ja muihin selvempiin löytöihin. Sekalaisten pronssiesineiden joukossa ollut Antikytheran kone herätti huomiota vasta vuonna 1902. Tuolloin vielä löydettäessä yhtenä hapettuneena pronssikappaleena ollut kone hajosi useampaan osaan, mikä paljasti osan hammasrataskoneistosta arkeologi Valérios Stáisille. Museo julkaisi koneesta ensimmäisen kuvauksen vuonna 1903. Tätä kautta kone sai enemmän huomiota, ja sen tutkimus alkoi. Kone on saanut nimensä hylystä, eikä sillä ole muuta historiallista yhteyttä Antikytheran saareen

Tähtitieteellinen laskulaite

Saksalainen filologi Albert Rehm oli ensimmäisiä, joka vuonna 1905 ymmärsi laitteen olevan tähtitieteellinen laskulaite. Ioánnis Theofanídis yritti ensimmäisenä rakentaa rekonstruktion koneesta vuodesta 1929 alkaen. Koneen tutkimus oli kuitenkin sen kunnon vuoksi vaikeaa, ja pysähtyi pitkäksi aikaa. Derek J. de Solla Price aloitti koneen tutkimuksen vuonna 1951 ja julkaisi siitä ensimmäisen artikkelin Scientific American -lehdessä vuonna 1959. Hän muun muassa esitti ensimmäisen arvion koneen hammasrattaiden lukumäärästä ja kunkin rattaan hampaiden lukumäärästä. Vuonna 1974 Price julkaisi uuden tutkimuksen, jossa hampaiden lukumäärästä esitettiin korjatut arviot sekä kuvattiin tähän perustuen kunkin rattaan todennäköinen tehtävä koneistossa, sillä hampaiden lukumäärä kertoo sen, millaisen jako- tai kertolaskun kaksi toisiinsa kytkettyä ratasta suorittaa. Uusi tutkimus perustui ensimmäisiin koneistosta otettuihin röntgenkuviin, jotka otti kreikkalainen radiologi Charálampos Karákalos.

Antikythera Mechanism Research Project -tutkimusryhmä

Pricen lisäksi konetta ovat tutkineet myös muun muassa Michael Wright sekä Allan Bromley, jotka ottivat koneesta ensimmäiset kolmiulotteiset röntgenkuvat, ja osoittivat Pricen mallinnuksen koneen toiminnasta olevan osin virheellinen. Vuonna 2005 koneen tutkimuksen aloitti Antikythera Mechanism Research Project -tutkimusryhmä (mm. Mike Edmunds, Tony Freeth), joka sai käyttöönsä museon varastosta löytyneitä pieniä, aiemmin tutkimattomia koneen osia. Tutkijat saivat apua myös uusimmasta teknologiasta. Hewlett-Packard suoritti koneen kappaleiden pintojen suuritarkkuuksisen digikuvauksen Polynomial Texture Mapping (PTM) -tekniikalla. X-Tek puolestaan siirrätti vuonna 2005 Ateenaan kahdeksan tonnin painoisen BladeRunner-nimisen suuritehoisen röntgenkuvauslaitteiston kappaleiden kuvaamiseksi. Laitteiston Microfocus X-ray Computed Tomography (CT) -tekniikan avulla koneen möhkälemäiset osat voitiin ikään kuin ”viipaloida” kolmiulotteisesti. Kaikki nämä lisäsivät huomattavasti tietämystä koneen rakenteesta sekä siinä olleista piirtokirjoituksista.

Uusin tutkimus on vahvistanut koneen käyttötarkoitukseksi Kuun ja Auringon liikkeiden ja pimennysten mallintamisen, osoittanut kaikkien koneen etu- ja takapaneelien tunnettujen osoittimien käyttötarkoitukset ja selittänyt yhtä lukuun ottamatta kaikkien tunnettujen rattaiden tehtävän ja sijainnin. Lisäksi esille tulleiden piirtokirjoitusten tutkimus on käytännössä vahvistanut aikaisemmat arvelut siitä, että kone on mitä todennäköisimmin mallintanut koko aurinkokunnan planeettoineen.

Tutkijoiden ryhmä, tutkimassa Antikytheran haaksirikkoa vuonna  (kuva www.whoi.edu)

Kuinka se toimii

Kampea pyörittämällä käyttäjä saattoi asettaa päivämääräosoittimen osoittamaan tiettyä päivää etupaneelin 365-päiväisessä kalenterissa. Päivämääränäyttöä voitiin kääntää yhdellä päivällä joka neljäs vuosi, mikä korvasi karkauspäivän puuttumisen. Samalla kun päivämäärä asetettiin, mekanismi siirsi koneen kaikki muut osoittimet vastaamaan tilannetta asetettuna päivänä. Aurinko-osoitin näytti Auringon ja Kuu-osoitin Kuun sijainnin 12 tähdistöstä koostuneella eläinradalla. Kuu-osoittimesta saattoi nähdä myös kuun vaiheen. Takapaneelin Metonin jakson näytöstä voitiin puolestaan nähdä vastaava kreikkalaisen kalenterin kuukuukausi, kun taas oheinen olympiadiosoitin näytti, mikä olympiadin neljästä vuodesta oli menossa, ja mitkä panhelleeniset kisat silloin järjestettiin

Takapaneelin saros-jakson näyttöä voitiin puolestaan käyttää seuraavan auringon- tai kuunpimennyksen ajankohdan tarkistamiseen. Tällöin kampea voitiin veivata lisää, kunnes saros-osoitin osui seuraavan sellaisen kuukauden kohdalle, johon oli merkitty pimennys ja sen alustava kellonaikatieto. Erillinen ekseligmos-osoitin korjasi kellonaikaa. Tarkka päivämäärä saatiin sen tosiseikan avulla, että auringonpimennys tapahtuu aina uudenkuun aikaan ja kuunpimennys täydenkuun aikaan. Päivämäärän saamiseksi kampea piti siis kääntää vielä sen verran, että etupuolen Aurinko- ja Kuu-osoittimet saatiin haluttuun asentoon suhteessa toisiinsa. Tämän jälkeen päivämäärä nähtiin 365-päiväisestä kalenterista (ja vastaava kreikkalainen kuukausi jälleen Metonin jakson osoittimen näyttämästä kuukuukaudesta). 

Aikaansa edellä

Kone on niin monimutkainen, että sen valmistaminen on todennäköisesti vaatinut useita versioita ja prototyyppejä ennen nykyaikaan säilyneen koneen valmistumista. Taustalla on mahdollisesti vuosikymmenten tai jopa satojen vuosien kehitystyö. Ensimmäiset versiot lienevät olleet yksinkertaisempia ja niissä on ollut vähemmän ominaisuuksia. Koneen alkuperäistä käyttötarkoitusta ei tunneta. Se on voinut olla todellisessa käytössä kalenterina ja pimennysten ennustamisessa tai astrologisessa käytössä, tutkimus- ja opetuskäytössä, tai tarkoitettu lähinnä tieteelliseksi ja tekniseksi taidonnäytteeksi. On muun muassa ehdotettu, että Antikytheran koneen kaltaiset laitteet olisivat vaikuttaneet episyklisten aurinkokuntateorioiden syntyyn, sen sijaan että ne olisivat vain mallintaneet kyseisiä teorioita. Toisaalta se, että kone sisältää tavallisen kreikkalaisen kuu-aurinkokalenterin ja olympiadiosoittimen kisakalentereineen, voi viitata siihen, että koneella oli mahdollisesti muutakin kuin puhtaasti tieteellistä käyttöä.Koneen alkuperäiseksi nimitykseksi on ehdotettu nimiä Pinaks (”Taulu”) ja Sfairā (”Pallo”).

Konetta oltiin kuljettamassa roomalaisessa kauppalaivassa noin vuonna 65 eaa. yhdessä monen muun kreikkalaista alkuperää olleen esineen kanssa. Lastia oltiin erään teorian mukaan viemässä mahdollisesti Pergamonista Roomaan, todennäköisesti roomalaisten sotasaaliina. Esineet olivat peräisin Välimeren itäosista, muun muassa Pergamonista, Rhodokselta ja Kosilta. Laiva kuitenkin haaksirikkoutui ja upposi Kytheran ja Kreetan saarten välisellä merialueella sijaitsevan Antikytheran saaren edustalle noin 50 metrin syvyyteen.

Antikytheran koneen ja muiden vastaavien antiikin aikaisten laitteiden edustama tähtitieteellisten hammasrataslaitteistojen perinne vaikuttaa säilyneen arabialaisessa tieteessä läpi keskiajan. Myöhäiskeskiajalla ja uudella ajalla se vaikutti edelleen länsimaiseen kellopelirakentamiseen