安迪基西拉机械装置 · 两千年前沉船里的青铜天文计算机

事件经过

1900年初，来自锡米岛（Symi）的船长迪米特里奥斯·孔托斯（Dimitrios Kontos）带着一队采海绵的潜水员，在希腊安迪基西拉岛的格利法迪亚角（Point Glyphadia）外发现一艘沉船。那是一艘罗马货船，躺在45米深的海底——大约十五层楼的高度。1900至1901年，希腊皇家海军参与了第一次打捞：青铜与大理石雕像、陶器、独特的玻璃器、珠宝、钱币，被一件件捞出水面。

1901年，这台机械出水，时间大约在七月。它看上去只是一块腐蚀的青铜和木头。青铜已变成 atacamite（氯铜矿），离开海水后开裂、收缩，碎片的尺寸随之改变；出水后又没有做任何处理，变形进一步加重。它被运进雅典国家考古博物馆，馆员忙着拼接更显眼的雕像。这块东西，两年没人注意。

1902年5月17日，考古学家瓦勒里奥斯·斯泰斯（Valerios Stais）与表兄、政治家斯皮里顿·斯泰斯（Spyridon Stais）发现，一块岩石状的碎块里嵌着一个齿轮。一说是斯皮里顿在参观博物馆时先看到齿轮，才促成表兄研究这块碎片。瓦勒里奥斯起初以为它是一座天文钟。多数学者不同意——在他们看来，它太复杂了，不可能与同批文物出自同一时代。

德国语文学家阿尔伯特·雷姆（Albert Rehm）后来最早提出，它是一台天文计算器。随后研究再度中断。1951年，英国科学史家、耶鲁大学教授德瑞克·约翰·德索拉·普莱斯（Derek J. de Solla Price）开始关注它。1971年，普莱斯与希腊核物理学家 Charalampos Karakalos 为碎片拍下 X 射线和伽马射线影像，1974年，普莱斯发表了研究论文。

它出水时是一整块，不久裂成三大块。如今经过保存处理，共有82块碎片，其中4块带齿轮，许多块上有铭文。装着它的木框外壳，整体尺寸并不确定，约为34×18×9厘米。最大的齿轮直径约13厘米，原有223个齿。这些碎片全部收藏在雅典国家考古博物馆。

关键证据

2005年，英国卡迪夫大学的迈克尔·埃德蒙（Mike Edmunds）带队，用计算机 X 射线断层扫描和高分辨率扫描，透视被硬壳包裹的碎片，读出了原本覆盖在外壳上的细小铭文。扫描显示，机械内部可能有35个相互啮合的青铜齿轮，其中30个至今可见。它们能追踪月球和太阳在黄道十二宫中的位置，预测日食月食，还能模拟月球轨道的不均匀：近地点速度快，远地点速度慢。

齿是什么形状？等边三角形。平均齿距1.6毫米，平均轮厚1.4毫米，齿轮之间的平均空隙1.2毫米。齿大概是用手工工具从青铜坯上加工出来的——证据是并非每个齿都整齐一致。下表列出几个指针的机械周期，与现代数值对照：

背面有五个刻度盘：上方的默冬盘与下方的萨罗斯盘最大，另有三个小盘。萨罗斯周期长18年又11⅓ 天，约合223个朔望月，可用来预测日食月食；盘上51个格子刻有日月食符号，标明月内日期和钟点。三倍萨罗斯周期是54年的“三倍周期”（exeligmos），长19,756天。右上的小盘记录泛希腊运动会，包括伊斯米亚、奥林匹亚、尼米亚、皮提亚，以及多多纳的纳阿和罗得岛的哈利亚。

木质外壳带有前后两扇门，门上也有铭文。后门似乎相当于“说明书”：碎片19上写着“76年，19年”，指卡利普斯周期和默冬周期，还写着“223”；碎片 E 上写着“螺旋分格235”。

调查与推论

它造于何时？沉船年代由多条线索推算，约在公元前70至前60年。机械本身必定更早，但说法不一：约公元前87年，公元前150至前100年，或公元前205年。2022年有研究者提出，它的初始校准日期（不是制造日期）可能是公元前178年12月23日；另有专家认为公元前204年更可能。

它造于何处？2008年的研究认为，背面默冬螺旋上的历法出自科林斯或其在西北希腊、西西里的殖民地，并推测这可能与阿基米德所在的叙拉古有关。2017年的研究证实历法属科林斯类型，但不可能是叙拉古的。另有说法指向罗得岛：船上有罗得式花瓶，机械采用了喜帕恰斯（Hipparchus）的月球运动理论，而他活跃于约公元前140至前120年。2017年，Iversen 推论原型出自罗得岛，但这一台是为伊庇鲁斯的客户改制的，且造于沉船前不超过一代人。

该机械装置是如此的非凡，而且是仅此一件。这个设计是美丽的，其天文周期极为精确。……在历史性和稀有度上，我必须承认这个机械装置比蒙娜丽莎还有价值。——迈克尔·埃德蒙，卡迪夫大学教授

它是孤品吗？多数重建者认为不是，复杂程度说明此前必有前身。西塞罗在《论共和国》中提到阿基米德造过两台天象仪，被马塞勒斯（Marcellus）带回罗马，还提到波塞多尼奥斯（Posidonius）新造的一台。但这些装置在沉船后至少30年才出现在罗马，因此不太可能就是这一台。

它准不准？Freeth 与 Jones 的模拟显示，火星指针在某些时候最多偏差38°——原因是当时的行星理论不足，而不是齿轮比有误。另有研究指出，手工三角齿的“松动”会盖过设计中的细微修正。2025年，一个团队甚至认为齿轮制造误差过大，它可能从未真正运转，但他们也强调，所用扫描对缺陷程度的判断可能有误。

至今未解

正面是否有行星指针，至今没有定论。没有任何行星齿轮留存，所有齿轮都有归属，只有碎片 D 里一个63齿的齿轮（r1）无处安放。2016年，断层扫描在铭文中读出数字462和442，分别与金星、土星的会合周期有关。2021年3月，伦敦大学学院的 Tony Freeth 团队发表整台机械的新重建方案，称此前各模型“都无法与目前已知的全部数据相容”，而他们的模型可以。

另一个缺口更根本：它为什么在那艘船上，没有人知道。曲柄已经遗失，前面板的部分齿轮是在沉没前就不在了，还是在沉没后遗失？也没有答案。

• 正面究竟有没有五大行星的指针？
• 它是谁设计、在哪里制造的？
• 它为什么会出现在这艘罗马货船上？
• 它造出来时，真的能准确运转吗？
• 为什么这套希腊技术后来似乎消失了？