Năm 1901, những người thợ lặn đánh bọt biển Hy Lạp vớt lên từ xác một con tàu đắm cổ ngoài khơi đảo Antikythera hàng loạt tượng đồng, tượng đá và đồ trang sức. Lẫn trong số đó là một khối đồng xanh xỉn ăn mòn xấu xí, thoạt nhìn chẳng khác gì một tảng đá. Phải một năm sau, người ta mới nhận ra bên trong khối "đá" ấy là bánh răng — và đó là khoảnh khắc lịch sử công nghệ phải viết lại: con người thế kỷ 2 trước Công nguyên đã chế tạo được một cỗ máy tính cơ học tinh vi mà phải hơn một nghìn năm sau châu Âu mới làm lại được thứ tương đương.

Nguồn gốc: từ xác tàu đắm đến câu đố thế kỷ

Con tàu chở cơ cấu Antikythera bị đắm vào khoảng năm 70–60 trước Công nguyên, ở độ sâu chừng 45 mét. Mùa xuân năm 1902, nhà khảo cổ Valerios Stais khi xem xét các hiện vật tại Bảo tàng Khảo cổ Quốc gia ở Athens đã phát hiện một mảnh vỡ có bánh răng ăn khớp bên trong. Ban đầu, nhiều học giả cho rằng nó "quá hiện đại" để thuộc về thời cổ đại.

Bản thân cỗ máy được chế tạo vào thế kỷ 2 trước Công nguyên — các ước tính dao động từ khoảng năm 205 đến năm 87 trước Công nguyên. Nguồn gốc của nó còn tranh cãi: có thể là đảo Rhodes, nơi nhà thiên văn Hipparchus từng làm việc và để lại lý thuyết về chuyển động bất thường của Mặt Trăng mà cỗ máy mô phỏng rất chính xác; cũng có giả thuyết liên hệ với truyền thống cơ khí ở Syracuse, quê hương của Archimedes. Ngày nay chỉ còn 82 mảnh vỡ — ước chừng một phần ba cỗ máy — được lưu giữ tại Athens.

Cuộc giải mã kéo dài hơn một thế kỷ. Thập niên 1970, sử gia Derek de Solla Price dùng tia X và khẳng định đây là một máy tính thiên văn. Đến năm 2005–2006, nhóm nghiên cứu quốc tế dùng chụp cắt lớp tia X độ phân giải cao mới đọc được hàng nghìn ký tự khắc mờ trên vỏ máy và đếm chính xác các bánh răng ẩn bên trong lớp ăn mòn.

Cách hoạt động: bánh răng đồng tính thay cho con người

Cỗ máy nằm trong một hộp gỗ kích thước khoảng 34 × 18 × 9 cm — cỡ một hộp giày. Người dùng quay một tay quay nhỏ ở cạnh bên, truyền động qua hơn 30 bánh răng đồng ăn khớp với nhau (số bánh răng còn lại được là 30; bản phục dựng đầy đủ có khoảng 37 chiếc). Bánh răng lớn nhất có đường kính khoảng 13 cm và nguyên thủy có tới 223 răng.

Mặt trước của máy hiển thị vị trí Mặt Trời và Mặt Trăng trên vòng hoàng đạo, kèm một vòng lịch Ai Cập có thể xoay điều chỉnh. Mặt sau có hai mặt số xoắn ốc: một theo chu kỳ Meton 235 tháng âm để đồng bộ lịch, một theo chu kỳ Saros để dự báo nhật thực và nguyệt thực. Một mặt số phụ còn đếm chu kỳ 4 năm của các đại hội thể thao Hy Lạp cổ đại, trong đó có Olympic. Tinh vi nhất là cơ cấu chốt-và-rãnh (pin-and-slot) mô phỏng việc Mặt Trăng chuyển động nhanh chậm bất thường trên quỹ đạo — một bài toán thiên văn khó mà người Hy Lạp đã "cơ khí hóa" được.

Nói cách khác, Antikythera là một máy tính tương tự (analog): các tỷ số truyền bánh răng chính là các chu kỳ thiên văn được mã hóa thành đồng và chuyển động quay.

Tác động: viết lại lịch sử công nghệ

Trước Antikythera, người ta tin rằng bánh răng phức tạp chỉ xuất hiện trong các đồng hồ thiên văn châu Âu thế kỷ 14. Cỗ máy này cho thấy truyền thống cơ khí Hy Lạp thời Hellenistic đã đạt trình độ đáng kinh ngạc — rồi bị đứt đoạn: sau thời La Mã, không còn hiện vật nào tương tự được biết đến trong hơn một thiên niên kỷ.

Nó cũng thay đổi cách ta nhìn về khoa học cổ đại. Người Hy Lạp không chỉ quan sát và tính toán trên giấy; họ đóng gói tri thức thiên văn học Babylon và Hy Lạp thành phần cứng. Các bản phục dựng hiện đại — từ mô hình của nhóm nghiên cứu tại University College London năm 2021 đến các bản sao chạy được — cho thấy cỗ máy có thể còn hiển thị vị trí năm hành tinh nhìn thấy bằng mắt thường. Những dòng chữ khắc trên vỏ máy, được ví như "sách hướng dẫn sử dụng", giúp các nhà nghiên cứu lần ra chức năng của từng mặt số.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Bánh răng lớn nhất của máy có 223 răng — con số không tình cờ: 223 là số tháng âm trong một chu kỳ Saros, chu kỳ lặp lại của các kỳ thực.
  • Các nhà khoa học ước tính toàn bộ chữ khắc trên máy lên tới vài nghìn ký tự, đóng vai trò như tài liệu hướng dẫn cho người sử dụng.
  • Cỗ máy nằm lẫn trong kho bảo tàng suốt khoảng hai năm mà không ai để ý, trong khi các tượng đồng và đá cẩm thạch được ưu tiên phục chế trước.
  • Một phần ba số mảnh vỡ nhỏ nhất chỉ được phát hiện lại trong kho lưu trữ nhiều thập kỷ sau, có mảnh mãi đến năm 2005 mới được nhận diện (mảnh F).

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Cơ cấu Antikythera là bằng chứng của công nghệ ngoài hành tinh hoặc du hành thời gian." Không cần đến giả thuyết viễn tưởng: mọi chi tiết của máy — chu kỳ Meton, chu kỳ Saros, lý thuyết Mặt Trăng của Hipparchus — đều bắt nguồn từ thiên văn học Babylon và Hy Lạp đã được ghi chép. Điều đáng kinh ngạc là tay nghề cơ khí, chứ không phải nguồn gốc tri thức.

Hiểu lầm: "Đó là một chiếc đồng hồ cổ." Không. Đồng hồ dùng để đo và hiển thị thời gian trôi qua; Antikythera không tự chạy theo thời gian. Người dùng phải quay tay quay để "đặt" một ngày tháng, và máy sẽ tính ra vị trí các thiên thể cùng các kỳ thực tương ứng — nó là máy tính dự báo, không phải đồng hồ.

Nguồn tham khảo