㈠ 4.2發現安提基特拉機械
「古希臘人曾造出比惠更斯的更精密的太陽系模型，太讓人難以置信了，真是確有其事嗎？」 學生問道。
「實話說，這樣一台儀器如果不是擺在你面前，誰也不敢想像在2000多年前，人類的天文學知識和製造能力已經達到了如此之高的水平。」 老師說道。
「為什麼這么說呢？」
「因為它被發現後相當長時間里，仍有人認為這是一件現代人製造的機械，被有意或無意丟棄在海里，還有人說它是外星人在地球上的遺物！」
「哦，是嗎！它叫什麼名字？」
「人們一般稱它為安提基特拉機械（Antikythera mechanism）。」
「在哪裡可以看到它呢？」
「它收藏在雅典國家考古博物館。如果你到希臘雅典旅遊，你會發現這個博物館位於雅典市中心，和許多古代著名建築相距不遠。在博物館的古代展廳里，陳列了許多精美的青銅器和大理石的人體雕塑，它們身材勻稱、面部栩栩如生。參觀的人們往往流連於這些美奐美侖的藝術品之間，駐足觀看。但是在這樣一個充滿藝術品的展廳里，有一件青銅展品卻顯得非常另類。」
「為什麼這么說呢？」
「因為初看起來，它一點都不美，甚至可以說是醜陋。它形狀很不規則，斷裂成很多塊，博物館陳列了最大的三塊。湊近看，它的表面凹凸不平，像是被海水嚴重腐蝕過，顏色變成了綠色，並且裹著一層厚厚的氧化層。」
「它就是所謂的安提基特拉機械？」
「對。」
「它是什麼時候被發現的？」
「那要從二十世紀初講起了。1901年有人從地中海的一艘沉船上發現了一件青銅物品，經過初步測定，它屬於2000多年前的古希臘。可是它所體現的技術水平，卻遠遠超越我們對那個時代的認識。」
「為什麼這么說呢？」
「在發現之後的幾年裡，許多人認為，古希臘那個時代根本不存在這樣先進的技術。因為它所展現出的設計思想，大大顛覆了我們對古希臘技術水平的認識。自從1901年以來，這個神秘的機械裝置激發了幾代人對它進行長達一個多世紀的探索。」
「哇，這么長的時間就為了弄明白一個青銅器械？」
「嗯，是啊，一些科學家花費了數十年的時間對其進行研究，有的終其一生也沒有把它弄個究竟，只好帶著遺憾離去，把接力棒交給了後來人。」
「哦，我記得人類也是在二十世紀初發明的飛機，可是只用六十多年人類就登上了月球，但是人類卻花了一百年才弄懂這個機械裝置，真是不可思議。究竟是誰第一個發現了這個機械裝置呢？」
「是一個叫Kontos的希臘船長和他的船員，他們在地中海底的一艘沉船上發現了這個安提基特拉機械。」
「他們怎麼會想到打撈這么一個機械裝置？」
「1900年秋天，Kontos船長和他的隊員啟程，從突尼西亞外海的夏季捕撈海綿地出發，向北進發。他們有兩艘小船，6位潛水員和20多位漿手。當時他們在地中海的海底採集了海綿，回去後准備賣錢。經過六個月的採集，他們的船艙里堆滿了曬幹了的海綿。」
「海綿？不就是廚房用來吸水的東西嗎？怎麼生長在海底呢？」
「哦，那是人類發明了化纖產品之後。遠在農業社會還沒有我們現在使用的海綿。海綿是一種海底的多孔生物，它可以快速吸干水分，在沒有化學合成海綿之前，它是上等的個人衛生和身體護理工具。」
「哦，原來如此。」
「嗯，在古希臘的荷馬時代人們就知道海綿了。在著名的史詩《奧德賽》里，奧德賽這樣的大戶人家也使用海綿。主人公奧德賽歷盡10年艱辛才最終才回到家。在這10年中不斷有人上門騷擾他的妻子，向她求婚，並在他家裡大吃大喝，僕人們則用海綿擦抹餐桌。」
「Kontos和他的船員是怎麼發現沉船的呢？」
「他們本來想駛向Cape Malea，但是中途遇到了暴風雨，被吹到了一個幾乎無人居住的小島上，叫安提基特拉Antikythera。這個島嶼位於Cape Malea和克里特島（Crete）中間，和一個更大的Kythera島相對而立，所以叫Antikythera。」
「船員們躲過了暴風雨嗎？」
「狂風幾乎把小船撕成碎面拋向大海，所幸船長經驗豐富，成功地把船駛向了安提基特拉島的一個避風港。三天後，風暴停息了。」
「哦，有驚無險。」
「既然被吹離了航向，那就碰碰運氣吧，希臘的Knos船長讓一個船員下潛到下面看看有沒有海綿。他們在距離岸邊懸崖20米的地方拋下錨。第一個下水的潛水員叫Elias Stadiatis。當時潛水技術還比較原始，有一種潛水頭盔，水面連著一支長長的軟管露出水面，頭盔里有一個泵，可以把空氣泵入，這樣潛水員就不用憋氣了。潛水員下潛了60米，這個深度在當時是非常難達到的。」
「找到海綿了嗎？」
「Elias浮了上來後看起來面色蒼白，顯然是嚇壞了。隊友連忙幫他脫掉沉重的潛水服和頭盔。他氣喘吁吁地說下面有很多人的屍體。」
「哦，難道發生了命案？」
「船長很驚訝，決定親自下水看個究竟。沿著海岸線50米長的區域里，船長發現了許多物品，仔細查看，那些所謂的屍體其實是大理石和青銅雕塑。」
「虛驚一場。」
「這些大理石和青銅雕塑被海水嚴重腐蝕，包裹著厚厚的沉渣，但形狀隱約可辨。船長鬆了一口氣，判定這船應該裝載了不少珍寶。他撿起了一件青銅雕塑的胳膊，浮了上來。」
「後來呢？」
「後來這件青銅器被送到了雅典大學的考古學家Ikonomu手上，接著這個教授又把它帶到了希臘教育部長的辦公室。這次發現在媒體上引起了一個不小的轟動。」
「為什麼呢？」
「因為青銅器僅僅在2000多年前的古希臘出現過一段時間，到後來就沒有生產了，所以那件物品應該歷史悠久，至少有2000年的歷史。這對於發現古希臘的歷史意義重大。」
「嗯，有道理。」
「於是希臘政府決定資助一隻規模更大的潛水員隊伍進行打撈，希臘海軍指派了一艘更加強大的蒸汽船來打撈，打撈於1900年12月重新開始。但是打撈很不順利，因為那時潛水技術有限，一個月里只有12天的天氣適合打撈。但最大的困難來自於Antikythera附近的60米的水深。每天只能下水兩次，每次在海底只能停留5分鍾。」
「為什麼在海底只能停留這么短的時間？」
「因為潛水員上升的速度不能過快，只能很緩慢的上升。因為越向下，水壓越大。在很大的壓力下，氮氣會溶解到人體組織里。如果上升過快，壓力突然減少，溶解的氮氣會在肌肉、血液里產生許多小氣泡，引起疼痛和組織壞死，甚至導致癱瘓和死亡。這種症狀叫「潛水病」或者「減壓病」。由於每次在海底只能停留很短時間就要上浮，6名潛水員一天加起來才能在海底工作1小時。」
「看來這工作還是艱難的。」
「到了次年2月，許多大理石和青銅物品被打撈上來，但是潛水員們也累得精疲力竭，有的甚至生病了，他們要求在復活節休息一個月，如果不滿足要求他們就要罷工。休息之後，他們在4月份重新開工，潛水員從從6名增加到10名，但是其中一名潛水員因為上升時太快，導致潛水病發作而死去。後來又有兩名潛水員換上了潛水病，導致身體部分癱瘓，打撈工作被迫在1901年9月份暫停。」
「沒想到這次打撈付出了生命的代價！」學生說道。
「嗯，是啊。潛水員打撈的成果還算豐富，這些物品被送往雅典博物館保藏。但是它們受到的待遇卻不同，最受重視的是青銅雕塑，其中最著名的是一個名為Antikythera youth的年輕男子的裸體雕塑，還有一個雕塑像是一位留著長胡須的哲學家。這些物品占據了雅典博物館相當大的一塊空間，沒有人注意到一塊形狀不規則、很不起眼、被嚴重腐蝕了的青銅物品。」
「這件不起眼的青銅物品就是我們今天要談論的主角？」
「是的，這件機械裝置有裸露出來的齒輪，還有上面若隱若現的希臘文銘文。 因為人們不知道它到底是做什麼用的，所以一般把它稱為安提基特拉機械。這個機械一開始不受重視，被裝在一個木盒子里，放置在雅典考古博物館的露天院子里。直到一天有位工作人員意識到了它的重要性，報告給上級，博物館才把它放置到室內，可是Anthkythera機械的外部的一些青銅已經受腐蝕脫落了，露出來更多的齒輪。」
「它是什麼樣子的？」
「這個青銅裝置呈深綠色，泛著白光，顯示出曾經被海水嚴重腐蝕，所以形狀非常不規則。最大的那一塊殘塊大小像一本書那麼大。」
「這上面的大輪子很顯眼。」 學生說道。
「是的，這個機械裝置最顯著的形狀是一個巨大的輪子，幾乎和機械裝置一樣寬，輪子中央是一個類似十字架的東西，就像輪子的輻條一樣發射開來，中心是一個方形的孔。在大輪子的邊緣有很多個小齒，每個齒都被仔細地加工成等腰三角形。這些小齒是如此精細，以至於要藉助於放大鏡才能數清楚他們的個數。在同一個面上，還有一個小一些的齒輪，好像與大齒輪之間有一些關聯。」
「裝置的另外一側是什麼樣子呢？」
「在裝置的另外一側，也有一些齒輪，有些清晰可見，有些則部分被遮蓋了。在裝置的下部的平坦部位，有一些希臘文銘文隱約可見。這些文字都是大寫的，但是非常小，緊湊地排列在一起，幾乎沒有留出空白的空間。」
「就是這些嗎？」
「不止這些，機械裝置已經斷裂成幾個小塊，第二塊部件尺寸更小，其中一面上有一些弧度，上面刻了一些刻度，彷彿是鍾表上的圓形刻度。第三塊裝置幾乎完全被海水沉積物覆蓋，只在背部有些可辨認的文字。第四塊裝置幾乎被海水腐蝕了，只是從形狀上看它似乎只包含一個齒輪。除此之外還有許多更小的殘塊。」
「這個裝置是做什麼用的呢？」
「從各種各樣不同大小的齒輪、刻度以及銘文來看，這個裝置似乎是一種用來計算的機械。但是這又不可能是一隻機械鍾表，因為類似的裝置在2000年前是不存在的，只有到1000年後機械鍾才被發明出來。」
「2000年前的希臘人能夠製造精細的齒輪嗎？」
「他們那時已經掌握這個技術，但是當時已發現的其它機械裝置只有一兩個齒輪，而安提基特拉機械有幾十個齒輪。齒輪的個數越多，可以實現的計算越復雜，因此這么多的齒輪很有可能是被用來做一些復雜的計算。」
「用齒輪計算，聽起來挺新鮮的！能舉個例子嗎？」
「比如，一個60齒的齒輪和30齒的齒輪嚙合在一起，前者轉一圈，後者剛好轉2圈，如果大齒輪是輸入，小齒輪是輸出，這就是一個角度乘以2的乘法操作。把兩個齒輪的位置調換，就是一個角度除以2的除法計算。」
「哦，有意思。齒輪組合能不能做加法和減法呢？」
「可以，不過要比乘法難很多。在現代汽車里有差速計，可以由3個齒輪實現加法和減法運算。差速計用途非常廣泛，比如汽車轉彎時內側的輪子比外側輪子走過的距離短，如果沒有差速計，輪子就會打滑。而差速計讓外輪的速度變大（直路行進速度加上一個數值），讓內輪的速度減小（直路行進速度減去同一個數值），這樣巧妙地解決了汽車轉彎的問題。」
「在這個機械裝置上還有什麼新發現嗎？」
「在其中一個碎片上，研究人員發現了一個希臘單詞，這個詞是用來描述黃道面的，意味著這個機械裝置有可能是一個古代觀測用的星盤。」
「星盤是什麼？」
「星盤是古代的重要觀測儀器，最早的星盤製作於公元6世紀，你可以把它想像成是天空星星的投影。星盤可以指示特定時刻天空中星星的位置。在古代，一個圓周被分成12份，每一份30度，對應於黃道帶上的十二星座，這些星座就像是現代鍾表上的十二個數字，構成了指針移動時的背景，這十二星座就是日月行星移動的背景，通過它們人們可以確定出日月行星的位置。而這個機械裝置上恰好有圓周刻度。」
「所以有人認為這是一個天文觀測儀器？」
「對。但是後來有人認為安提基特拉機械上有齒輪，而古希臘時的星盤本身不需要任何齒輪，所以星盤的說法遭到了懷疑。」
「嗯，看來這個機械到底是做什麼的還有待進一步考證。那後來有人研究清楚了嗎？」
「過了幾年，到了1905年，一個叫Albert Rehm的研究人員開始研究這個機械裝置。他是德國慕尼黑大學的教授，來到雅典開始研究。此時，機械碎片已經被仔細地清潔過，更多的細節裸露了出來。他發現了一個以前被遮蓋住剛剛顯露出來的銘文：Pachon。」
「這是什麼意思？」
「這是古埃及的一個月份的名字。我們知道，月份名對於星盤來說沒有任何作用，因此這個裝置不太可能是星盤。 Rehm認為這個裝置有可能是一個行星儀。」
「有點意思，這和我們上次聊的太陽系模型的功能有些相似。」 （ 《時間之問10》 太陽系的家庭舞會 ）
「對，當轉動外面的手柄時，帶動了齒輪的運動，從而根據不同的齒輪比帶動了更多齒輪的運動，這些齒輪的運動來模擬五大行星的周期運動。」
「聽起來有些道理。」
「後來又有一位學者Rediadis 認為，行星儀需要非常復雜的齒輪，而這個機械裝置不可能提供這么多的齒輪。」
「真是眾說紛紜。」
「此時距離安提基特拉機械的打撈過去了30多年，到了1934年，有一位學者Theopandinis對這個機械展開了持久的研究。他認為，這個裝置應該是一個航海測量儀器，一個大齒輪帶動其它小齒輪的運動，用來指示航海的方位，他相信這是一個航海導航裝置。雖然他同意Rehm說的這些齒輪用來指示太陽、月亮和五大行星的位置，但是他仍然擺脫不了天文儀器的解釋。」
「他的研究有什麼結果嗎？」
「據說Theopandinis為了研究機械裝置，傾家盪產賣掉了家裡的幾棟房子，但是進展不如人意，直到他去世他都沒有把他的研究成果發表出來。」
「看來安提基特拉機械的魅力非凡，已經成功俘獲了一位受害者。再後來呢？」
「此時已是1930年代，德國納粹逐漸掌權，Rehm教授在1936年被強迫退休，他停止了機械裝置的研究，直到二戰結束後才重新恢復研究。但是好景不長，新政府並不重視他，他也沒有足夠的經費繼續研究，到了1949年他去世了。」
「又一位學者帶著遺憾離開了。對了，二戰期間這些珍寶有沒有受到損壞？」
「嗯，這是個好問題。當納粹逐漸佔領歐洲時，希臘政府意識到這些寶貝的重要性，把博物館里的珍寶打包裝箱，就地埋在博物館院子的地下。很幸運，他們躲過了納粹的鐵蹄，但是磨難並沒有結束。」
「為什麼呢？」
「二戰結束後，希臘又進行了數年的內戰。經過連續不斷戰火的創傷，這些古代的機械裝置已經漸漸被人遺忘，不再像當初那樣引人注意了。與那些優雅漂亮的雕塑相比，這個形狀不規則的裝置不再展出，被堆放在博物館的地下室里，默默無聞。」
「再後來呢？」
「接下來，一位重要的科學家就要登場了，他對安提基特拉機械進行長達數十年的研究，發表了長達70多頁的研究論文，把這項研究推到了空前的高度，並重新點燃了人們對安提基特拉機械的興趣。」
「這個人是誰呢？」
「哦，這次時間不多了，我們下次再聊吧。」
「好的，老師再見！」
㈡ 我的世界神秘時代含有機械元素
Machina機器
"粘性活塞(4) 末地門框架(4) 陽光感測器(3) 紅石塊(3) 中繼器(3) 活塞(2) 紅石礦(2) 唱片機(2) 激活鐵軌(2) 礦車(2) 鐵門(2) 鍾表(2) 發射器 音符盒 加速軌道 感應軌道 拉桿 石制壓力板 石按鈕 柵欄門 紅石燈 拌線鉤 木按鈕 陷阱箱 側重壓力板 漏斗 投擲器 木門 紅石 比較器 漏斗礦車"
木石按鈕應該是比較簡單的一個