Antike Feinmechanik

Mechanismus von Antikythera: Neues vom Computer aus der Tiefe

Der Mechanismus von Antikythera zeigt, dass schon die alten Griechen scheinbar moderne Erfindungen wie Zahnräder und Differentialgetriebe kannten. Forscher haben jetzt einige der letzten Geheimnisse der Apparatur entschlüsselt.

Aus diesem Scherbenhaufen extrahierte das Projekt 2000 Zeichen (Bild: Antikythera Mechanism Research Project)

Hätte doch Pompejus Magnus nur früher reagiert: Jahrhundertelang war die Piraterie für die Bewohner der griechischen Insel Aegilia (heute Antikythera) und ihre Verbündeten in der Stadt Phalassarna auf Kreta ein einträgliches Geschäft gewesen. Erst 67 vor Beginn unserer Zeitrechnung wurde es den Römern zu viel – Feldherr Pompejus Magnus brauchte dann noch drei Monate, die Inselwelt rund um Aegilia von den Freibeutern zu säubern.

Für die Besatzung des römischen Frachters, der um 87 vor Christus (andere Datierungen sprechen von 65 vor Christus), vermutlich aus Rhodos kommend, an Antikythera vorbeisegelte, kam der Eingriff zu spät. Was damals genau passierte, konnten die Seeleute nicht mehr weitergeben – Tatsache ist, dass Schwammtaucher das Wrack des Schiffs fast 2000 Jahre später in etwa 40 Metern Tiefe entdeckten. Es enthielt, was den Piraten von Aegilia als Fehlgriff erschienen sein muss, Archäologen aber umso wertvoller war: eine ganze Reihe antiker Statuen und anderer Kunstschätze. Und, ganz nebenbei, einen stark korrodierten Bronze-Brocken, der prompt im Museum in mehrere Teile zerbrach.

Computer-Rekonstruktion eines der Zifferblätter (Bild: Antikythera Mechanism Research Project)

Als der Archäologe Spyridon Stais die Teile zwei Jahre nach dem Fund sorgfältig reinigte, entdeckte er zwar Spuren von Zahnrädern – großes Erstaunen rief das in der Fachwelt aber nicht hervor. Erst in den 50ern entdeckte die Wissenschaft die wahre Bedeutung der Bronzeteile: Sie bildeten die Grundlage eines holzummantelten mechanischen Computers, der unter anderem die Mondphasen und die Bewegungen der damals fünf bekannten Planeten berechnen konnte. Konstruiert hat den Mechanismus möglicherweise der damals auf Rhodos ansässige griechische Universalgelehrte Poseidonius – zu dessen Schülern, welch Zufall, der spätere römische Feldherr (und Piratenjäger) Pompejus Magnus gehörte.

Wie die Forschung sich den Bronzeteilen näherte, spiegelt sehr klar den jeweiligen Stand der Technik wieder: Zunächst mit der Lupe, 1971 dann erstmals mit Röntgenstrahlen. Mittlerweile existieren weltweit einige Nachbauten – wer selbst einen Blick auf den Mechanismus werfen will, fährt am besten ins Astronomisch-Physikalische Kabinett in Kassel.

3D-Visualisierung - so könnte der Antikythera-Mechanismus ausgesehen haben (Bild: Antikythera Mechanism Research Project)

Doch obwohl man nun die grundlegende Funktionsweise des antiken Computers zu kennen glaubte, war nur ein Teil seiner Geheimnisse entschlüsselt. Insofern war es 2005 an der Zeit, dem Mechanismus mit der nun besten erhältlichen Technik in einem multidisziplinären Forschungsprojekt zu Leibe zu rücken. Dazu baute man in Athen einerseits einen acht Tonnen schweren Computertomographen, der mit besonders hochenergetischer Röntgenstrahlung in Echtzeit 2000 mal 2000 Pixel große Bilder produziert. Außerdem versuchte man den Inschriften auf der Oberfläche mit einem speziellen Verfahren auf die Schliche zu kommen, dem "reflectance imaging". Dabei fotografiert man die Oberfläche in hoher Auflösung aus allen möglichen Blickwinkeln und unter verschiedenen Lichtverhältnissen. Der Computer kann aus diesen Daten dann ein besonders feines Bild der Oberflächenstruktur erzeugen.

Das "Antikythera Mechanism Research Project" stellt seine Ergebnisse seit heute auf einem Symposium in Athen vor. Gleichzeitig veröffentlicht das Wissenschaftsmagazin Nature, was die Forscher herausgefunden haben (doi: 10.1038/nature05357). Es zeigte sich unter anderem, dass der Mechanismus so etwas wie eine Anleitung enthält: Es gelang, mehr als 2000 Zeichen (das Doppelte des bisherigen Textumfangs) zu entziffern und zu übersetzen. Die neuen 3D-Computertomographien zeigen aber auch, dass bisherigen Rekonstruktionen des Uralt-Rechners wohl sogar noch einige Zahnräder fehlen. Die Wissenschaftler vermuten nunmehr, dass 37 Rädchen für die ausgeklügelten Funktionen verantwortlich waren (darunter die Vorhersage von Sonnen- und Mondfinsternissen) – sieben davon lassen sich nicht mehr klar nachweisen.

So stellen sich die Forscher den kompletten Aufbau des Mechanismus vor (Bild: Antikythera Mechanism Research Project)

Besonders bemerkenswert ist dabei, dass der Mechanismus sogar eine Anomalie in den Mondphasen berücksichtigt, die aus der elliptischen Bahn des Mondes um die Erde herrührt. Dazu nutzte der Erfinder einen Trick: ein aus dem einen Zahnrad herausragender Stift treibt ein leicht versetzt darunter liegendes zweites Zahnrad über eine darin angelegte radiale Nut an – die mechanische Umsetzung einer Sinusfunktion. Was Nature in der aktuellen Ausgabe druckt, ist eine mögliche Interpretation der von dem Forschungsprojekt erhobenen Daten. Ab nächstem Jahr sollen diese allen Wissenschaftlern frei über eine Datenbank zur Verfügung stehen.

http://www.heise.de/tp/artikel/24/24093/1.html