アンティキティラ装置:古代ギリシャの「コンピューター」

一見すると、アンティキティラの機械は、古い難破船から引き上げられた、ただの腐食した塊にしか見えませんでした。ところが、その錆びついた青銅の内部には驚くべきものが隠れていました──歯車によって天体を追跡する、古代ギリシャ製の手回し機械です。

これは、現存する中で最古のアナログコンピューターと広くみなされています。ごく簡単に言えば、アナログコンピューターとは、デジタルコードではなく「物理的な動き」で現実世界の現象を表現する装置のことです。この場合、小さなハンドルを回すと、青銅製の歯車網が連動して動き、天文周期を機械的に再現し、日食・月食を予測し、繰り返し現れる暦のサイクルをたどることができました。紀元前2世紀に作られた機械としては、驚異的な精巧さです。

さらに衝撃的なのは、西ヨーロッパでこれと同程度の複雑さを持つ機械が再び現れるのが14世紀まで待たねばならないという事実です。その長い空白こそ、この機械が今でもほとんど信じがたい存在に感じられる理由の一つです。

物語は、ギリシャのアンティキティラ島近海から始まります。20世紀初頭、シミ島のスポンジ漁師たちがローマ時代の貨物船の沈没船を発見しました。水深約45メートルの場所に沈んでいた船からは、彫像、陶器、ガラス器、装身具、コイン、そして最初はさほど目立たなかった一つの謎の物体が引き上げられました。

この機械そのものは1901年に回収され、他の出土品と共にアテネ国立考古学博物館へ運ばれました。当初はほとんど注目されず、長い水中生活でひどく腐食した、壊れた青銅と木材の塊のように見えていたのです。

転機が訪れたのは1902年。スピリドン・スタイスが博物館を訪れた際、断片の一つの中に歯車が埋め込まれているのに気づきました。その歯車一つの存在がすべてを変えました。沈没船からギリシャ彫像が出てくるのは想定内でしたが、高精度の歯車機構が出てくるとは誰も思っていなかったのです。

この遺物はもともと、全体の大きさが不確かな木枠の箱の中に収められており、現存部分からは約34×18×9センチメートルほどだったと考えられています。残った部分はその後、保存処理の過程で三つの大きな断片に分けられ、最終的には82個の破片となりました。そのうち四つの断片に歯車が含まれており、多くの断片には銘文が残されていて、研究者たちがこの機械の用途を解読する手掛かりとなりました。

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この機械は何をしていたのか

アンティキティラの機械は、おもちゃでも、単なる装飾的な curiosities(珍品)でもありませんでした。天体の周期を再現するために作られた、実用的な計算機器だったのです。

ハンドルを回すと機械全体が動き始め、噛み合った青銅の歯車列が、黄道上の太陽と月の位置を計算しました。ここでいう黄道とは、太陽と月が一年を通じて移動していく天球上の帯状の領域のことです。前面の文字盤には黄道十二宮と暦の区分が記され、ユーザーは日付と天体の位置を対応させることができました。

この機械は、日食と月食の予測も可能でした。これは特に驚くべき点です。というのも、日食・月食は単純な月の満ち欠けではなく、長期的に繰り返す周期に依存しているからです。機械の背面にある主な文字盤の一つは、223朔望月からなるサロス周期を追跡していました。朔望月とは、新月から次の新月までの周期です。この周期は、日食と月食が再び起こる条件とよく対応しているため、装置は太陽・月食がいつ起こるかを示すことができました。

さらに背面の別の文字盤は、54年周期のエクセリグモス(exeligmos)を追っていました。サロス周期は整数日より約8時間長いという誤差があるため、それを補正して食の時刻をより正確に把握するための、より長い周期です。

この機械はまた、19年と235朔望月を結びつけるメトン周期も追跡していました。この周期は太陽暦と太陰暦を調整するのに有用でした。さらに小さな文字盤は、暦の補正に関わるより長期のカリピュス周期を示していました。

そして、もう一つ意外な機能がありました。それは、4年ごとの競技大会の周期を追う機能です。銘文からは、汎ギリシャ大会を追跡していたことが読み取れ、その中にはオリンピア祭に関連する周期も含まれていました。つまりこの機械は、天文装置であると同時に、市民生活や文化と結びついた暦の道具でもあったのです。

月の動きを驚くほど精妙に再現した機械

アンティキティラの機械で特に魅力的なのは、あらゆるものを一定速度で動かしていたわけではないという点です。研究により、この機械が軌道上で速度が変化する月の不規則な運動をモデル化していたことが分かりました。

そのために使われていたのが、高度な歯車配置であり、中でも遊星歯車(エピサイクリックギア)系が含まれていました。遊星歯車機構とは、一方の歯車が静止したままではなく、別の歯車の周りを周回しながら噛み合うような仕組みのことです。アンティキティラの機械では、この機構によって月の速度変化を模倣していました。

この機械はさらに、月相の表示も行っていました。つまり、そのとき月が新月なのか、半月なのか、満月なのかを示すことができたのです。月を指し示すポインターには、白と黒の半球からなる小さな球体が埋め込まれており、これが月相表示器だと考えられています。この表示は、太陽と月の位置関係を比較することで成り立っていました。

この点こそ、多くの人がこの機械を畏敬の念をもって語る理由の一つです。ただ日を数えていただけではなく、「天文学的モデルそのもの」を機械構造として組み込んでいたのです。

現代の研究者たちはどうやって謎を解いたのか

何十年もの間、この機械は深い謎に包まれていました。大部分は破損し、多くの部品が欠け、残った青銅も厚い腐食層に覆われていたからです。1971年、デレク・J・ド・ソラ・プライスとハラランボス・カラカロスによるX線撮影は、大きな前進となりました。

さらに大きな飛躍があったのは2005年です。カーディフ大学のマイク・エドマンズ率いるチームは、コンピューター断層X線撮影(トモグラフィー)と高解像度スキャンを用いて、破片の内部を調べ、かすかに残った銘文を読み取ろうとしました。トモグラフィーとは、対象物を切り開くことなく、その内部構造を詳細に画像化する方法です。これらのスキャンにより、見えなかった歯車や内部構造、そしてこれまで判読不可能だった文字が明らかになりました。

画像解析の結果、この機械には37個の青銅製歯車が噛み合っていたと示唆されました。さらに、太陽と月が黄道を移動する様子を追い、日食・月食を予測し、月の不規則な軌道をモデル化していたことも分かりました。

その後に解読された銘文からは、金星と土星の朔望周期に関わる数値も判明し、この機械が本来は古典期に知られていた五つの惑星すべての計算を含んでいた可能性が高まっています。装置の一部は失われていると考えられており、今もなお未解決の問題が残されています。

なぜ時代を超えた存在に思えるのか

アンティキティラの機械が「驚くほど進んだ」装置と呼ばれるのは、その小型化された歯車機構と全体の複雑さが、中世の天文時計にも匹敵するからです。しかもそれが、千年以上も前に作られていたのです。

とはいえ、この装置が突然どこからともなく現れたわけではありません。その精度の高さは、ヘレニズム世界における機械工芸と天文理論の、より古い伝統を裏付けるものです。研究者たちは、この機械を、紀元前2世紀のギリシャにおける高度な天文学と数学の知識と結びつけています。

正確な製作地については、今も議論があります。コリントス系の伝統、エペイロス、ペルガモン、ロドス島など、さまざまな説が提案されてきました。特にロドス島は、天文学と機械工学の中心地であり、この機械に見られる月理論がヒッパルコスと関連している可能性があることから、有力候補とされています。

製作年代もまた議論の的です。紀元前87年頃、紀元前150〜100年頃、さらには紀元前205年頃とする説があり、沈没船そのものは紀元前70〜60年頃とされます。また、紀元前178年12月23日や紀元前204年などを「キャリブレーション日」とする提案もあります。キャリブレーション日とは、機械に組み込まれた周期を起算した基準日を指します。

単なる古代の珍品ではない

アンティキティラの機械が重要なのは、古代技術の物語を塗り替えるからです。ヘレニズム期の科学者や職人が、精巧な歯車駆動装置を小型にまとめ、その中に高度な天文学の知識を金属として「コード化」していたことを示しているのです。

この装置は、沈没船の残骸として引き揚げられ、断片に砕け、しばらくのあいだは錆びた塊として見過ごされていました。ところが実際には、古代世界から出土した中でも最も驚くべき装置の一つでした。手でハンドルを回すだけで、時間、暦、日食・月食、そして動き続ける夜空を探求できる機械だったのです。

だからこそアンティキティラの機械は、今なお人々の想像力をかき立てます。ただ古いだけではありません。何世紀もの隔たりを一気に飛び越えたかのような創意工夫のレベルを、目の前に見せてくれるからです。

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