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SCIENTIFIC AMERICAN December 2009

Decoding an Ancient Computer

2000年の眠りから覚めたギリシャの計算機

By Tony Freeth T. フリース
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If it had not been for two storms 2,000 years apart in the same area of the Mediterranean, the most important technological artifact from the ancient world could have been lost forever. 地中海の同じ海域で2000年の時を隔てて起きた2つの嵐がもしなかったなら，古代世界の最も重要な技術的逸品は永遠に失われていただろう。
The first storm, in the middle of the 1st century B.C., sank a Roman merchant vessel laden with Greek treasures. The second storm, in A.D. 1900, drove a party of sponge divers to shelter off the tiny island of Antikythera, between Crete and the mainland of Greece. When the storm subsided, the divers tried their luck for sponges in the local waters and chanced on the wreck. Months later the divers returned, with backing from the Greek government. Over nine months they recovered a hoard of beautiful ancient Greek objects──rare bronzes, stunning glassware, amphorae, pottery and jewelry──in one of the first major underwater archaeological excavations in history. 紀元前1世紀半ばに起きた最初の嵐で，ギリシャの財宝を積んだローマの商船が沈んだ。そして西暦1900年の第2の嵐で，海に潜ってカイメンを採っていたダイバーたちがアンティキテラ島に退避する羽目になった。クレタ島とギリシャ本土の間に位置する小島だ。嵐が収まった後，ダイバーたちは近くの海でカイメン採りを試み，かの難破船の残骸を偶然に見つけた。数カ月後，ギリシャ政府の支援を得てダイバーたちは再び現場に戻った。9カ月にわたる潜水調査で古代ギリシャのさまざまな美術品が回収された。珍しいブロンズ製品や素晴らしいガラス器，アンフォラ（古代ギリシャの壺），陶器，宝石類……。水中でこのように大規模な考古学調査が行われたのは史上初めてだったといってよい。
One item attracted little attention at first: an undistinguished, heavily calcified lump the size of a phone book. Some months later it fell apart, revealing the remains of corroded bronze gearwheels──all sandwiched together and with teeth just one and a half millimeters long──along with plates covered in scientific scales and Greek inscriptions. The discovery was a shock: until then, the ancients were thought to have made gears only for crude mechanical tasks. ある回収品は当初，ほとんど注意をひかなかった。電話帳くらいの大きさのひどく石灰化した塊で，特に目立つところはない。しかし数カ月後，この塊が何かの拍子に割れ，腐食したブロンズ製歯車の残骸が現れた。歯の高さはわずか1.5mmで，すべての歯車がサンドイッチのように重なっている。系統的な目盛りやギリシャ文字が刻まれたプレートも現れた。この発見は衝撃だった。それまでは，古代諸国で作られた歯車はほんの大雑把な機械装置に使われただけだと考えられていたからだ。
Three of the main fragments of the Antikythera mechanism, as the device has come to be known, are now on display at the Greek National Archaeological Museum in Athens. They look small and fragile, surrounded by imposing bronze statues and other artistic glories of ancient Greece. But their subtle power is even more shocking than anyone had imagined at first. 「アンティキテラの機械」として知られるようになったこの装置の主な断片のうち3つは現在，アテネのギリシャ国立考古学博物館に展示されている。堂々たる彫像など古代ギリシャ芸術の栄光を伝える品々に囲まれ，この展示品はちっぽけで脆弱に見える。しかし，巧みに作られたこの機械に秘められたパワーは，当初の想像をはるかに超える衝撃的なものだった。
I first heard about the mechanism in 2000. I was a filmmaker, and astronomer Mike Edmunds of Cardiff University in Wales contacted me because he thought the mechanism would make a great subject for a TV documentary. I learned that over many decades researchers studying the mechanism had made considerable progress, suggesting that it calculated astronomical data, but they still had not been able to fully grasp how it worked. As a former mathematician, I became intensely interested in understanding the mechanism myself. 映画制作を仕事としている私がこの装置を初めて聞き知ったのは，2000年のことだった。この装置がドキュメンタリー番組の格好の素材になると考えた英カーディフ大学の天文学者エドマンズ（Mike Edmunds）が接触してきたのだ。それまで何十年にもわたって調べられた結果，この装置が天文計算に使われたらしいことはわかっていたものの，どんな仕組みで計算したのか，全容はいまだにつかめていないという。私自身，以前に数学を研究していたこともあったので，この機構解明に強い興味を抱くようになった。
Edmunds and I gathered an international collaboration that eventually included historians, astronomers and two teams of imaging experts. In the past few years our group has reconstructed how nearly all the surviving parts worked and what functions they performed. The mechanism calculated the dates of lunar and solar eclipses, modeled the moonA°fs subtle apparent motions through the sky to the best of the available knowledge, and kept track of the dates of events of social significance, such as the Olympic Games. エドマンズと私は歴史家や天文学者からなる国際グループを編成し，後に撮像を専門とする2つのチームも加わった。ここ数年で私たちは，現存するほぼすべての部品がどのように働きどんな機能を発揮していたのかを再現した。アンティキテラ装置は月食と日食の日付を計算し，天空上で月がたどる微妙な見かけの動きを当時の最高の知識に基づいてモデル化し，オリンピックなど社会的に重要なイベントの日取りを決めていた。
Nothing of comparable technological sophistication is known anywhere in the world for at least a millennium afterward. Had this unique specimen not survived, historians would have thought that it could not have existed at that time. 技術的にこれほど精巧な装置はその後少なくとも1000年の間，世界のどこにもない。このユニークな標本が残っていなかったら，当時にこんなものが存在していたとは歴史家も想像できなかったに違いない。
German philologist Albert Rehm was the first person to understand, around 1905, that the Antikythera mechanism was an astronomical calculator. Half a century later, when science historian Derek J. de Solla Price, then at the Institute for Advanced Study in Princeton, N.J., described the device in a Scientific American article, it still had revealed few of its secrets. アンティキテラが天文用の計算機であることを最初に理解した人物はドイツの言語学者レーム（Albert Rehm）で，1905年ごろだ。その半世紀後，当時プリンストン高等研究所にいた科学史家のプライス（Derek J. de Solla Price）はこの装置に関する解説記事をSCIENTIFIC AMERICANに寄せているが，記事は装置の秘密のごく一部を明らかにしただけだった。
The device, Price suggested, was operated by turning a crank on its side, and it displayed its output by moving pointers on dials located on its front and back. By turning the crank, the user could set the machine on a certain date as indicated on a 365-day calendar dial in the front. (The dial could be rotated to adjust for an extra day every four years, as in todayA°fs leap years.) At the same time, the crank powered all the other gears in the mechanism to yield the information corresponding to the set date. 装置は側面にあるクランクを回すことで動き，前面と背面にある複数の目盛盤の上で指示器が動いて出力結果を指し示すとプライスは考えた。クランクを回すことによって，前面にある365日の「エジプト暦目盛盤」に示される日付に装置をセットできたのだろう（この目盛盤はそれ自体が回転し，いまでいう閏年に相当して4年に1度ずつ加わる1日を調整できる仕組みになっている）。同時に，クランクは装置内の歯車すべてを動かし，設定された日付に対応する結果をはじき出す。
A second front dial, concentric with the calendar, was marked out with 360 degrees and with the 12 signs representing the constellations of the zodiac. These are the constellations crossed by the sun in its apparent motion with respect to the "fixed" stars──"motion" that in fact results from Earth's orbiting the sun──along the path called the ecliptic. Price surmised that the front of the mechanism probably had a pointer showing where along the ecliptic the sun would be at the desired date. 前面にある第2の目盛盤はエジプト暦目盛盤と同心円状に配置され，360度の目盛りと黄道帯十二宮の星座を表す印が記されている。太陽は季節によって天空上の「黄道」という経路をたどり，星々に対する位置を変えていくが（実は地球が太陽の周りを公転しているために生じる見かけの動きだ），これら十二宮は黄道上で太陽が通過する星座だ。プライスは，任意の日に太陽が黄道のどこにあるかを示す指針が装置の前面にあったのだろうと推測した。
In the surviving fragments, Price identified the remains of a dozen gears that had been part of the mechanism's innards. He also estimated their tooth counts──which is all one can do given that nearly all the gears are damaged and incomplete. Later, in a landmark 1974 study, Price described 27 gears in the main fragment and provided improved tooth counts based on the first x-rays of the mechanism, by Greek radiologist Charalambos Karakalos. 残っていた装置の断片から，プライスは装置内部にあった歯車の残骸12個を特定した。また，それら歯車の歯の数を推定した（ほぼすべての歯車は損傷して不完全だったので，推定するしかない）。その後，プライスは1974年の画期的な研究論文で，最大の断片にあった27個の歯車について述べるとともに，ギリシャの放射線撮影専門家カラカロス（Charalambos Karakalos）による初のX線撮像結果に基づいて，より正確な歯数を示した。

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