Der Computer aus der Antike

Zu Anfang des 20. Jahrhunderts barg ein Schwammtaucher im Mittelmeer ein zweitausend Jahre altes feinmechanisches Objekt. Die „Maschine von Antikythera“ enthielt ein ausgeklügeltes Getriebe und zeigte die Positionen von Sonne, Mond und der Planeten im Tierkreis. Die beiden Seiten des Geräts trugen Skalen für Kalender, Sonnen- und Mondfinsternisse. Neue Analysetechniken entlockten dem Fund viele Geheimnisse.

„Zu den Schätzen des Archäologischen Nationalmuseums in Athen gehören die Überreste des kompliziertesten wissenschaftlichen Instruments, das aus der Antike überliefert ist.“ So begann der Artikel Ein altgriechischer Computer des Wissenschaftshistorikers Derek de Solla Price im Juni-Heft 1959 der Zeitschrift „Scientific American“.

Mit dem Instrument meinte Price die Maschine von Antikythera. Sie wurde 1901 – das genaue Datum ist unbekannt – von griechischen Schwammtauchern in einem Schiffswrack gefunden. Dieses ruhte im Meer vor der Nordostseite der Insel Antikythera, die nordwestlich von Kreta liegt. Das römische Handelsschiff, das hauptsächlich Bronze- und Marmorstatuen transportierte, war in den 60er-Jahren des ersten vorchristlichen Jahrhunderts gesunken. Die aus dem Wrack geborgenen Schätze befinden sich heute alle im Athener Museum.

Das gilt ebenso für die Antikythera-Maschine. Von ihr verwahrt das Museum 75 kleinere und sieben größere Teile aus Bronze; die schönsten sind in einer Vitrine. Im Originalzustand maß die Maschine 34 x 18 x 9 Zentimeter und lag in einer Holzkiste. War sie aber ein Computer für verschiedene Rechenoperationen? Eine bessere Bezeichnung wäre fest programmierter Planeten- und Kalenderrechner mit analoger Ausgabe. Früher hätte man Planeten- und Kalenderuhr gesagt.

Derek de Solla Price

Zustimmen müssen wir Derek de Solla Price bei der Kompliziertheit des Objekts. Es enthielt vier kreis- oder spiralförmige Skalen mit beweglichen Zeigern, drei kleine Anzeigenkreise und im Inneren mindestens 37 Zahnräder, vielleicht auch mehr. Eine Eingabevorrichtung oder ein Speicher zum Einschreiben und Auslesen fehlte. Der Benutzer der Maschine drehte eine Kurbel an der Seite, was sich über unterschiedliche Zahnräder auf die Zeiger auswirkte. Das Programm der Maschine steckte also in den Größen und Positionen der Getriebeteile.

In seinem Artikel von 1959 legte Price schon eine Zeichnung des Geräts vor. Sie zeigt die ineinander geschachtelten Skalen auf der Vorderseite des Getriebes und die übereinander angeordneten Ringe hinten. Der Text machte die Antikythera-Maschine mit einem Schlage bekannt und gab den Anstoß für viele Forschungen. In den frühen 1970er-Jahren konnte Price die Fragmente des Mechanismus mit Gamma- und mit Röntgenstrahlen analysieren. Die Resultate erschienen 1974 im Druck.

Price starb 1983. In der Folgezeit überarbeiteten andere Forscher seine Rekonstruktion. Zu nennen sind die Engländer Michael Wright und Tony Freeth, der Waliser Mike Edmunds und der Australier Alan Bromley. 2005 startete ein englisch-griechisches Forschungsprojekt. Mit High-Tech-Equipment von Hewlett Packard aus den USA und der englischen Firma X-Tek Systems fanden neue Durchleuchtungen der Maschine statt. Die Resultate machten 2006 weltweit Schlagzeilen.

Hauptteil der Maschine von Antikythera (Foto: Marsyas, CC BY-SA 3.0)

Die jüngsten Forschungsergebnisse wurden im Juni 2016 in Athen veröffentlicht. Sie betrafen die zahlreichen Aufschriften auf der Maschine. Damit steht mehr oder weniger fest, wie diese aussahen und was im Inneren passierte. Noch nicht klar ist das System, das die Rückwärtsbewegung eines Planeten vor dem Sternenhimmel umsetzte. Sie folgt aus der Tatsache, dass die Erde die äußeren Planeten beim Lauf um die Sonne überholt und die inneren Planeten das Gleiche mit der Erde tun.

Was sieht man auf der Antikythera-Maschine? Auf der Vorderseite sieben Zeiger für die Positionen von Sonne, Mond und der in der Antike bekannten Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn. Das Kügelchen auf dem Mondzeiger rotiert und deutet mit seiner zweifarbigen Bemalung die Mondphase an. Die Zeiger fahren an zwei ringförmigen Skalen entlang. Die äußere bildet den ägyptischen Kalender mit zwölf Monaten und 365 Tagen ab, die innere den Tierkreis mit 360 Grad und den zwölf Sternzeichen. Dazu kommen zwei astronomische Spezialzeiger.

Auf der Rückseite erkennt man zwei spiralig aufgewickelte Skalen, die in Felder unterteilt sind. Die oberste Skala gibt den Meton- oder Lunisolarzyklus wieder. Er umfasst 235 Mondmonate, die sich über 19 Sonnenjahre erstrecken. Die Skala darunter enthält die 223 Monate des gut 18 Jahre langen Saros-Zyklus. Dieser hilft bei der Vorhersage von Sonnen- und Mondfinsternissen. Außerdem enthält die Meton-Skala kleine Zeiger für einen weiteren Kalenderzyklus und für die olympischen und andere Sportspiele. Die Saros-Spirale trägt noch einen Korrekturzeiger.

Getriebe eines persischen Astrolabs aus dem 13. Jahrhundert (Foto Museum of the History of Science Oxford)

Das Gerät speichert durch seine Zahnräder und die Beschriftung der Skalen astronomische Daten. Wer es erdachte und fertigte, wissen wir nicht. Kandidaten sind der Astronom Hipparch, der im 2. Jahrhundert v. Chr. lebte, und der berühmte Archimedes, der ein Jahrhundert zuvor tätig war. Vielleicht ist es identisch mit der Sphäre des Billaros, die der römische Feldherr Lucullus 72 v. Chr. aus der kleinasiatischen Stadt Sinope mitnahm. „Sphäre“ bedeutete damals jeder Apparat zum Darstellen von Himmelsphänomenen.

Es mag sein, dass die Maschine von Antikythera die arabische Feinmechanik beeinflusste. In Europa erreichten erst Uhren und Automaten des 16. Jahrhunderts eine vergleichbare Qualität. Etwas später entstanden mechanische Planetarien. Sie spielten den Lauf der Planeten um die Sonne nach und folgten dem heliozentrischen Weltbild, das den alten Griechen noch fremd war. Solche Weltmaschinen baute im 18. Jahrhundert der schwäbische Pfarrer Philipp Matthäus Hahn; ihm verdanken wir ebenso schöne Rechenmaschinen.

Eingangsbild: Gabriel Seah, CC BY-SA 3.0