Guinguette Marais Poitevin

Stelt u zich eens voor, in een tijdperk lang voor de miniaturisatie van de elektronica, een draagbare machine, ter grootte en in de vorm van een schoenendoos, die een bewegend beeld van de kosmos liet zien, met de Zon, de Maan en de planeten die met sterk versnelde snelheid rondjes draaiden, zodat je met een paar draaien aan een knop kon zien waar ze zich aan de hemel bevonden op een gekozen datum jaren in de toekomst of in het verleden. Het klinkt als iets uit een fantasieverhaal, maar het mysterieuze Antikythera Mechanisme toont aan dat deze apparaten inderdaad werden gebouwd, meer dan 2.000 jaar geleden.

Uitstekende apparaten als deze werden gemaakt in een Griekse werkplaats ergens in het oostelijke Middellandse-Zeegebied, zo’n 2.100 jaar geleden of langer.

Een van hen kreeg een ongelukkig ongeluk – in ieder geval voor de eigenaar, maar gelukkig voor ons, want uit de verbrijzelde resten kunnen we veel leren over de oude Griekse wetenschap en haar publieke gezicht.

Het ongeluk gebeurde rond 60 voor Christus, bij het eiland Antikythera in de zeestraat tussen Kreta en de Peloponnesos: een schip beladen met bronzen en marmeren beelden en andere luxe voorwerpen, op weg van de Egeïsche Zee naar bestemmingen in het westelijk deel van de Middellandse Zee, leed hevig schipbreuk.

Een team van Griekse sponsduikers ontdekte het scheepswrak in 1900, en in het volgende jaar hebben zij geborgen wat zij konden onder toezicht van de Griekse regering. Onder de laatste voorwerpen die de duikers naar boven brachten waren een paar ogenschijnlijk onopvallende stukken verroest brons, in totaal minder dan een kilo, die samen met andere ongeïdentificeerde metalen fragmenten van het wrak maandenlang in een opslagruimte van het Nationaal Archeologisch Museum in Athene zouden blijven liggen, totdat een toevallige bezoeker van het museum getande tandwielen en gegraveerd Grieks schrift daarop opmerkte.

Er was nog nooit een vergelijkbaar apparaat uit de Grieks-Romeinse oudheid aan het licht gekomen, en een tijd lang woedde er discussie over wat voor instrument het was. Een of twee nauwelijks leesbare woorden op een fragment suggereerden een verband met astronomie, maar verder konden de archeologen en andere geleerden die het onderzochten het niet eens worden over de aard en het doel ervan, of het een navigatie-instrument was of deel uitmaakte van de scheepslading.

Al bijna vergeten, stond het enkele jaren in een vitrine, en in de opslag van het museum nog langer. Vanaf de jaren vijftig tot de jaren zeventig van de vorige eeuw erkende de Brits-Amerikaanse wetenschapshistoricus Derek de Solla Price dat het om iets moest gaan dat van uniek historisch belang was. Hij zette een raamwerk op voor het bestuderen van het Antikythera Mechanisme (zoals hij het noemde, en zoals het sindsdien bekend is geworden) dat geleidelijk heeft laten zien dat het het meest complexe, informatierijke artefact is van Griekse technologie en wetenschap dat we bezitten.

Price realiseerde zich dat de fragmenten, beschadigd en incompleet als ze zijn, niettemin de meeste van hun mechanische componenten in hun oorspronkelijke opstelling bewaren, zodat door nauwkeurige studie ervan, gecombineerd met informatie uit de gegraveerde teksten, men tenminste een gedeeltelijke kennis zou kunnen verkrijgen van zowel de uiterlijke als de inwendige werking.

Het was nu duidelijk dat het Antikythera Mechanisme, als het intact was, een kist was met een houten boven-, onder- en zijkant met bronzen platen aan de voor- en achterkant; deze platen droegen verschillende wijzerplaten, en wijzers op de wijzerplaten gaven tijdcycli en periodiek terugkerende astronomische verschijnselen aan. Alles werd aangedreven door een draaiende as aan de zijkant van de kast, die het verstrijken van de tijd voorstelde.

Maar aangezien veel onderdelen in de fragmenten verborgen waren, zou radiografie essentieel zijn om het reconstructieproject te voltooien. Met de medewerking van een Griekse natuurkundige, Haralambos Karakalos, verkreeg Price röntgenfoto’s van de belangrijkste fragmenten, op basis waarvan hij probeerde te achterhalen wat elke wijzerplaat weergaf en welk systeem van tandwielen de wijzer aandreef.

Huidig inzicht in het Antikythera Mechanisme is veel completer en zekerder dan dat van Price, dankzij onderzoekscampagnes en het verzamelen van gegevens door Michael T. Wright en Allan Bromley in de jaren negentig en door het Antikythera Mechanism Research Project (AMRP) in 2005. Wright en Bromley vonden manieren om driedimensionale informatie over het inwendige van de fragmenten te extraheren uit röntgenfoto’s, terwijl het AMRP hoge-resolutie röntgencomputertomografie en reflectietransformatiebeeldvorming (RTI) verkreeg.

De nieuwe gegevens leverden veel betere beelden op van tandwielen, wijzerplaten en andere fysieke kenmerken, maar ook van de teksten die op en rond de wijzerplaten waren gegraveerd – materiaal dat nu is gebruikt door onderzoekers uit allerlei disciplines, waaronder astronomie en wiskunde, wetenschapsgeschiedenis en klassieken, om Price’s reconstructie te corrigeren en te completeren.

Lees meer over wetenschapsgeschiedenis:

• Leonardo da Vinci’s vergeten nalatenschap
• Wie was de eerste wetenschapper?

Wat was dan het Antikythera Mechanisme? Je kunt het zien als een soort dynamische visuele gids voor de astronomie voor leken – astronomie dus, zoals een Griekse intellectueel het rond 100 v.Chr. zou hebben opgevat.

We kunnen beginnen met de achterkant, waarop twee grote wijzerplaten staan met spiraalvormige gleuven en wijzers met variabele radius die eindigen in pinnen die langs de gleuven lopen. Deze spiralen waren een manier om de schaal van een wijzerplaat uit te rekken, zodat er ruimte was om er veel informatie in te schrijven.

Bij voorbeeld, de bovenste spiraal maakt vijf omwentelingen, en de schaal die langs de buitenkant van de gleuf loopt is verdeeld in 235 cellen, die elk net groot genoeg zijn om de gewenste tekst te bevatten. In plaats van de wijzer één keer rond te laten gaan in de cyclus die de wijzerplaat voorstelt, werd het tandwiel zo ingesteld dat de wijzer vijf keer rond ging, en wanneer de wijzer het einde van de gleuf bereikte, moest de bediener hem met de hand terugzetten naar het begin.

Deze wijzerplaat vertegenwoordigde de kalender die in een bepaalde plaats werd gebruikt, te identificeren als een van de steden in de regio van Noordwest-Griekenland die Epirus werd genoemd. De oude Grieken hadden vele regionale kalenders, maar alle hadden gemeen dat de maanden ongeveer werden gecoördineerd met de maanfasen. Jaren bestonden soms uit twaalf maanden en soms uit dertien, zodat specifieke maanden altijd ongeveer in dezelfde seizoenen vielen.

De astronoom Meton van Athene uit de vijfde eeuw v.Chr. had een zich herhalende cyclus van 19 jaar voorgesteld (die ook bekend was in het oude Babylonië en China), waarin elf van de jaren twaalf maanden hadden en acht jaren dertien, voor een totaal van 235. Op het mechanisme gaf de “Metonische wijzerplaat” precies aan waar elke maand en elk jaar van deze cyclus begonnen en eindigden, en welke maanden 29 of 30 dagen hadden. Als aanvulling op deze weergave van de plaatselijke praktische astronomie telde een kleine wijzerplaat in de spiraal de jaren in de vierjarige cyclus die de atletische festivals regelde, zoals de Olympische Spelen die in de hele Griekse wereld werden gehouden.

Als de bovenste spiraal op de achterkant een zon-en-maan cyclus voorstelde waarvan de betekenis sociaal was, regelde de cyclus van de onderste spiraal spectaculaire verschijnselen met de zon en de maan waarvan algemeen werd aangenomen dat het tekens waren aan de hand waarvan men gebeurtenissen kon voorspellen die van invloed waren op regio’s en volkeren, namelijk eclipsen.

Lees meer over grote uitvindingen:

• Wie heeft de gloeilamp echt uitgevonden?
• Wie heeft de computer uitgevonden?

Eeuwenlang hadden Griekse astronomen maansverduisteringen uitgelegd als veroorzaakt door het binnentreden van de Maan in de schaduw van de Aarde, en zonsverduisteringen als veroorzaakt door de schaduw van de Maan die op de Aarde valt, maar het Mechanisme probeerde niet deze optische omstandigheden aan te tonen, maar alleen het feit dat de omstandigheden die verduisteringen mogelijk maken zich ongeveer na 223 maanmaanden herhalen (een periode die nu de Saros wordt genoemd). Daarom was de schaal van de “Saros Wijzerplaat” verdeeld in 223 cellen, waarvan sommige zeer beknopte verklaringen bevatten dat een maansverduistering of een zonsverduistering of beide zouden kunnen plaatsvinden tijdens de aangegeven maand – lege cellen betekenden verduisteringsvrije maanden.

Draaien van de wijzerplaat aan de achterkant naar de voorkant zou de toeschouwer hebben gebracht van cycli van tijd naar kosmologie in beweging. De enkele wijzerplaat aan de voorkant combineerde twee perspectieven op het stelsel van hemellichamen, door aan te geven waar de zon, maan en planeten zich op elke datum lijken te bevinden door middel van wijzers langs een schaal die de dierenriem voorstelt en die is onderverdeeld in 360 graden, terwijl hij tegelijkertijd een vereenvoudigde dwarsdoorsnede van de kosmos bood, alsof hij van buitenaf werd gezien.

De kosmologie was geocentrisch, met de aarde omsloten door een reeks geneste bolvormige schillen die, in volgorde van toenemende afstand, behoorden tot de maan, Mercurius, Venus, de zon, Mars, Jupiter, Saturnus, en de sterren. Op de wijzerplaat lijken deze te zijn afgebeeld als ringvormige ruimten tussen gegraveerde concentrische cirkels, en de hemellichamen zelf als kleine bolvormige aanhangsels aan de wijzers, elk met een kenmerkend materiaal en kleur.

De schijnbare bewegingen van de hemellichamen door de dierenriem variëren in snelheid en (in het geval van de planeten) keren periodiek van richting. Om het effect van de niet-uniforme beweging mechanisch te reproduceren waren speciale apparaten nodig met een pen die aan een draaiend tandwiel was bevestigd en heen en weer schoof in de perforatie van een arm of tandwiel met sleuven. Een dergelijk pin-en-gleuf-apparaat voor de Maan is in het grootste fragment bewaard gebleven, maar het tandwielwerk voor de planeten is grotendeels of geheel verloren gegaan.

Instrumenten als het Antikythera Mechanisme, die gebruik maakten van hoogwaardige technologie en metaalbewerking om de complexiteit van de wetenschap te visualiseren, waren waarschijnlijk zeldzaam in de Grieks-Romeinse wereld, en van de meeste zou het metaal zijn gerecycled als ze niet meer werkten en niet meer gewild waren. We hebben geluk dat we dit exemplaar hebben, gered door een oude ramp.

Volg Science Focus op Twitter, Facebook, Instagram en Flipboard