Антикитерский механизм. Самое загадочное изобретение Античности

Приводное колесо располагалось прямо за зодиакальной шкалой на лицевой стороне шкатулки и вращалось на одной с ней оси. Солнце обходит зодиак за год, поэтому Прайс решил, что большое колесо двигало стрелку, указывающую положение Солнца на небе. Пять оборотов боковой рукоятки как раз повернули бы колесо и стрелку на один оборот, равный одному году.

С этого момента все стало несколько сложнее. Цикл передавался через три соединенные пары сцепленных шестерен, завершаясь на зубчатом колесе, вращавшемся вокруг того же центра, что и главное приводное колесо. Ось этого второго колеса была тоньше и шла сквозь пустотелый вал приводного колеса к передней стороне механизма, вероятно, приводя в движение вторую стрелку лицевой шкалы.

Что же показывала вторая стрелка? Чтобы судить об этом с уверенностью, Прайсу нужно было знать скорость, с которой она двигалась относительно указателя Солнца. Подсчитывая зубцы на шестернях, он мог вычислить, что происходило со скоростью вращения на каждом уровне. Например, как уже говорилось в главе 2, если шестерня с 20 зубцами приводит в движение шестерню с 10 зубцами, на каждый оборот первой шестерни приходится два оборота второй. Это можно записать математически:

20: 10 = 2.

И в аналогичной паре сцепляющихся шестерен, скажем, с 90 и 30 зубцами каждый оборот первой ведет к трем оборотам второй:

90: 30 = 3.

Обе пары могут быть соединены общей осью, проходящей через вторую шестерню первой пары и первую шестерню второй пары. Поскольку ось одна, они будут вращаться с одинаковой частотой, и таким образом частота вращения ведомой шестерни первой пары в итоге определяет частоту вращения ведомого колеса второй. Это можно записать так:

(20: 10) × (90: 30) = 6.

Другими словами, на каждый полный оборот первого колеса последнее, четвертое, делает шесть оборотов. Конечно, было бы проще достичь такого результата одной парой зубчатых колес – с 60 и 10 зубцами, но соединение двух, трех и более пар зубчатых колес позволяет получить более сложные отношения, чем единственная пара (небольшие колеса проще в изготовлении, и к тому же расположение зубцов на них способствует лучшему сцеплению).

Пытаясь выяснить, каким было общее передаточное число, Прайс тщательно анализировал подсчеты зубцов, которые Эмили и Хараламбос Каракалос сделали для шести колес в первом блоке шестерен. Что пытался вычислить древний мастер? Конечно, напрашивался ответ, что вторая стрелка указывала положение Луны. Но это требовалось доказать.

Вычислить положение Луны исходя из положения Солнца – задача не тривиальная. Напрямую это невозможно. Хотя наш нынешний календарь делит год строго на 12 месяцев, Луна не обходит Землю ровно 12 раз за то время, пока Земля совершает путь вокруг Солнца. Поэтому простой календарь может отражать либо цикл Солнца и сезоны года, либо движение Луны. Но демонстрировать и то и другое он не в состоянии – Солнце и Луна очень скоро разойдутся. Наша современная система подсчета дней основана на движении Солнца, и наш календарь соответствует временам года. Это значит, что ежегодно в каждый конкретный день Солнце будет примерно в одном и том же положении относительно Земли. Январь всегда приходится на зиму (по крайней мере в Северном полушарии), а июль – на лето. Летнее солнцестояние – самый долгий день в году, когда Северное полушарие больше всего наклонено к Солнцу – неукоснительно приходится на 20 или 21 июня.

Ради следования Солнцу пришлось «поплатиться» Луной – наш календарь полностью утратил связь с ее движением. Дни полнолуния варьируются из месяца в месяц, и каждый год картина складывается иначе (вот почему Пасха, дата которой в григорианском календаре отсчитывается от первого полнолуния после 21 марта, блуждает по календарю). Продолжительность месяцев каждый год одинакова – мы знаем, что в марте всегда будет 31 день, а в апреле – 30, но месяцы больше не соотносятся с фазами Луны.

В наши дни это не имеет особого значения. Для большинства из нас в повседневной жизни фазы Луны совершенно не важны. Но для древних греков, как и для других народов того времени, это было необходимо – и для определения сроков религиозных празднеств, и для многого другого, вплоть до возможности что-либо видеть ночью.

Луна обращается вокруг Земли – с нашей точки зрения, движется по небу на фоне звезд – за 27,3 суток. Это так называемый сидерический месяц (от латинского sidus – звезда). Период от полнолуния до полнолуния называется синодическим месяцем. Он немного длиннее – около 29,5 суток. Греки знали, что, хотя движение Луны и не укладывается точно в годовой цикл, каждый 19 лет она занимает в точности такое же положение относительно Солнца и Земли. В каждом 19-летнем цикле 235 синодических месяцев (плюс-минус пара часов), а Луна за это время проходит по небу 254 раза.