宇舶表:复原安提凯希拉

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  2012年3月,在位于瑞士的巴塞尔展览中心举行的巴塞尔世界钟表珠宝展上,瑞士宇舶表展示了一款宇舶“安提凯希拉”腕表,这款腕表里的机芯复原了古希腊安提凯希拉装置的功能。此后,腕表的机芯被安放在巴黎艺术与工艺博物馆,为安提凯希拉装置专门举办的常设展览中展出。
  安提凯希拉机械装置(Antikythera Mechanism)被认为是人类文明史上最神秘的发现之一。1901年它刚刚被发掘的时候,其中蕴含的巨大历史和技术价值还是神秘的未解之谜。直到21世纪初期,这个“机器”的碎片才被人们运用综合方法进行了深入研究。通过繁复的研究,人们更好地理解了这个非同凡响的装置的复杂性。但宇舶表复原的安提凯希拉腕表也引发了一些人的疑问,宇舶表用的安提凯希拉有什么结构?制作于2100多年前的安提凯希拉装置如何能在现代腕表中发挥作用呢?
  “安提凯希拉”水中重现
  1900年的一天,希腊南部渔民在安提凯特拉岛附近的海底探寻海藻时,发现了一只青铜手。随后,一个名叫伊莱亚斯的潜水员在同样的位置发现了一艘古代沉船,船上载满大量的古代艺术品。在随后的发掘中,又发现了一个有趣的青铜物,这件青铜物高约20厘米,看起来像个机械装置,从海底露出的那一刻,它就开始了慢慢的腐蚀瓦解。一开始,有人宣称,这个从安提凯希拉出土的人类杰作根本就是来自外星的,它被送到地球上的唯一目的就是污染水源。
  受制于当时的技术手段,以及在当时专家们的理论框架中,还没有古希腊罗马时代就能制造“机器”的概念,直到21世纪,现代科学家们才可以用现代的扫描工具来穿透其表面的附着物,对其内部进行研究。其中,通过最先进的X射线断层摄影技术拍摄出来的图像里,可以看到许多肉眼无法分辨的齿轮传动系统,坚硬表面之下竟是锯齿状的轮盘和崭新的铭文。
  此外,安提凯希拉装置上还有许多雕刻而成的文字,这些文字全部采用了小于古希腊文字1/4的小字体,目前已经被成功破译了。人们更愿意相信,这些铭文都是这个装置的“使用指南”,同时也能够指示出一些主要行星的运行周期。人们猜测,驱动这些齿轮系统的是一个侧面的手动轮盘,同时也不能排除采用了一种辅助水压系统的可能性。
  为了更好地了解安提凯希拉装置,在科学家们做了一系列的复原重建后,我们可以通过模型框架来了解到这架仪器的结构和功能。
  首先,仪器被装在一个长方形的框架内,框架的前后两侧可以显示数据。框架前面的大表盘有一个指针,指向的是按照埃及太阳历计算的一年365天,大表盘里面圈着一个小表盘,表示的是黄道十二宫,依据这些数据,模型就可以显示出一年中任意一天的太阳和月亮的确切位置,甚至可以显示出当天的月亮是圆还是缺。
  复原重制后,为了确保框架前表面两个表盘的准确性,机械框架的背面上,有一个表盘显示出了月球的默冬周期(Metonic Cycle,以希腊天文学家默冬Meton命名,19年为一个周期,等于235个朔望月)。框架背面还有另外一个表盘,显示的是日食和月食的信息,这可以预测出下次月食在沙罗周期(Saros Cycle,223个朔望月,等于18年多一点)中发生的时间。安提凯希拉装置的内部机械齿轮系统,显示出了对宇宙的数学化视角。这就是说,安提凯希拉装置并不是一个显示当下时间的钟表,因为古希腊人对时间的体会与我们当今迥异。
  安提凯希拉这么复杂而又准确的天文计量功能,足以让现代人为2100多年前的古希腊学者喝彩。天才的古希腊人发明了这种神话般的仪器,可以让人准确地知道太阳的位置,月亮的圆缺,甚至可以用来推测日食月食的时间。
  能够将如此浩如烟海的天文学数据汇编在一起,创造出一个能够运用机械齿轮带动系统的装置,来总结出这些周期的数学模型,足以显现古代的学者和工程师们令人震惊的理论能力。鉴于计算机就是一种能够生成与输入内容不同的数据的机器,安提凯希拉装置事实上就成为人们目前所知的第一个机械计算机。这比中世纪的主要欧洲城市创造出的规模不可同日而语的天文仪早出现了1000多年。
  就连英国卡迪夫大学的教授埃德蒙兹也表示:“安提凯特拉实在是特别,它的设计很美,用于天文定位非常精准;它的工作方式几乎能让现代人的下巴吃惊得掉下来,虽然我们还不知道哪位古代科学家制造了它,但他做得极其出色。”就是如此设计美丽、定位精准的机械装置,竟然随着一次偶然的沉船事故而消逝,浪费了人类1000多年去再次设计出这种复杂的机械装置。
  复原安提凯希拉
  2008年,科学杂志《自然》报道了对安提凯希拉装置碎片的断层扫描分析结果,现代科技驱散了这层古代迷雾时,它几近不可能的机械制作,还有它媲美于现代天文计量工具的惊人功能,犹如一颗炫丽的宝石,深深迷住了一些制表大师,其中便包括宇舶表的制作与研发总监马蒂亚斯·布特。他和他所带领的团队怀着对这世界上第一个机械杰作的尊重,决定重新开发这些被遗忘的古老的算法,将复原的安提凯希拉安装在宇舶腕表内,使这些古老的算法融入现代的制表技术中。
  马蒂亚斯·布特所带领的研发团队,打算将原有精密的宇舶腕表机芯,整合到这架需要经过复原却聚集了诸多天文功能的机械装置中,并将其连带这个复原品一起安装在一块宇舶表内,从而实现在现代腕表中复原安提凯希拉装置的意愿,使现代腕表除了可以显示时间外,还可以进行安提凯希拉装置里天文周期的计量、日月食的推算等工作。历史上第一次,制表研发部门直接从古代文明的“考古”机械中汲取灵感,也是钟表业历史上的第一次,制表团队与囊括了国际一流考古学家、铭文学家和机械工程历史学家联手密切合作。
  这些科学家与制表师们的最大挑战,就是要在仅仅几个立方厘米的空间里复刻古代工程师们在数百立方厘米内装配的零件,而且要保存它们在装置读数的准确性和易读性方面的独特创造。也就是说,我们现代人要做这样一项研发,将原本高20多厘米的安提凯希拉装置,开发复刻成仅30毫米的机械装置,并装入腕表机芯,在这个过程中,要保证安提凯希拉原有天文计量功能中数据的可靠性和精确度,所有工作最终的要求就是两个字:完美。   把腕表的机芯整合到一个对安提凯希拉装置的微缩复刻品之内,这实际上是一次对古代机械装置的仿造和创新。在这个过程中,他们首先要遵循的原则是要尊重历史,尤其是要保存其装置上双面显示天文数据的特征。在工作中,制表师们帮助考古学家更好地了解了一些齿轮系统的运作,从而确认一些关于机械方面的假设。而科学家们则与制表师分享了一些迄今已失传的古代科技方法(尤其是非线性周期的圆形齿轮)。有了他们的通力合作,安提凯希拉复原工作的成功似乎指日可待。
  古今智慧之碰撞结合
  在复原安提凯希拉装置并用其作为腕表机芯时,制表师们遇到这样一个问题,在以前,安提凯希拉装置是个天文计量器,需要人工去转动指针进行操作,而在这种现代腕表里,整个一套机械装置如果要常年可以运行下去,需要由腕表动力装置提供动力。接下来的研发中,团队里的一些人发现,古希腊的这个装置里面用三个角传动的齿轮,在现代腕表里,再用三角传动就会很不经济,腕表里的三角传动会耗费很多的能量。因为当时的古希腊人并不用考虑能源的问题,他们是用手动来提供能源的。现今,要制作的这个腕表需要自己本身提供能量,所以就必须考虑节能问题。随后,科研人员把安提凯希拉进行了改装,不再沿用三角的齿轮传动,改为圆形的齿轮传动,以节约能量来长期提供动力。
  经过多次的复原研究和创新改装,马蒂亚斯·布特团队终于完成了安提凯希拉装置的复原,并与现代机芯进行结合,研发出一款带有安提凯希拉装置的宇舶 “安提凯希拉”腕表。为了适合现代人的使用需求,这款宇舶“安提凯希拉”腕表的机芯采用了腕表的传统陀飞轮来进行调校,它的陀飞轮架位于6点钟位置,一分钟正好走完一圈,所以,这款腕表还添加了适合当下使用的时间维度——时针、分针,从而,重新制造的机芯的中部仍以传统方式显示着小时和分钟。
  此外,这款腕表采用了十字装饰的双表冠设计,这很容易令人们想起安提凯希拉装置的原型来,6点位置的表冠用于上链和设置时间,12点位置的表冠则用来校正装置的天文指数(通过月相定位太阳的位置)。而腕表里机芯的正面则显示了多个历法:埃及历(12个月,每个月30天,包括闰日),太阳在黄道带星群中的位置,月相(以华丽的指针和窗口指示出了月亮在恒星月内黄道带中的位置),以及恒星年。机芯的背面显示了卡里皮克周期、默冬周期、沙罗周期和轮转周期。与古老的安提凯希拉装置不同的是,腕表在大的圈最外面加了一圈,就是我们现代的历法。因为我们现在用的历法就是公历,而当时古希腊用的是埃及历,通过现代历这一圈,我们可以知道现代时空里真实的日期。同时,腕表也可以拨动指针来知道过去和未来,让时间倒流和让时间前进,推测宇宙的斗转星移、日食月食。
  向人类致敬
  研发成功后,依据宇舶表主席让-克劳德·比弗(Jean-Claude Biver)的要求,仅仅打造4只安提凯希拉机芯,并且不作商业化用途。接下来,4只安提凯希拉机芯中的一只在巴黎工艺博物馆,作为“安提凯希拉,源于时间深处的神秘机器”展览的一部分首次展出;第二只加入雅典考古博物馆的收藏行列;第三只将举行义卖,以供雅典考古博物馆保存安提凯希拉机械装置的原始残骸之用;第四只将由原始制作者宇舶表保存在其瑞士制表厂。
  来自于历史的安提凯希拉装置中蕴含的技术和工艺,如今被制表大师完美地体现在手腕之上。这同样也是对制表艺术的一种致敬,因为腕表机芯为这个天文计算器添加了一个新的时间维度:赋予这个本就是计时器的机械以精确计量时间的能力。马蒂亚斯·布特回忆复刻安提凯希拉装置的情景时这样说:“我们做这个腕表的初衷是向我们最古老祖先的制表知识致敬。”如今,宇舶安提凯希拉机芯正式加入考古博物馆收藏,与原装置一同陈列。这是首次考古博物馆邀请手表制造商将机芯作为藏品展出,这次展览会一直持续到2012年12月,以此向人类的独特性与创造力致敬。
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