Een groot wetenschappelijk mysterie ontrafeld

TOEN duikers in 1901 bij het Griekse eiland Antikythera een scheepswrak onderzochten, vonden ze een schat. Het wrak bleek een oud Romeins koopvaardijschip te zijn dat onder andere marmeren en bronzen beelden en zilveren munten uit Pergamum aan boord had. Aan de munten konden de onderzoekers zien dat het schip, dat waarschijnlijk onderweg was naar Rome, tussen 85 en 60 voor onze jaartelling moet zijn vergaan.

De ontdekte voorwerpen werden ondergebracht in het Nationaal Archeologisch Museum in Athene. Het waren echter niet de beelden of de munten waardoor de onderzoekers in 2005 naar het museum werden getrokken. Hun belangstelling was gewekt door een bronzen mechanisme dat oorspronkelijk in een houten kistje had gezeten ter grootte van een schoenendoos. Dat voorwerp, bekend als het Antikythera-mechanisme, stelt veronderstellingen over de wetenschappelijke prestaties van vroege beschavingen in een ander licht. Het apparaat is wel „het meest geavanceerde mechanisme uit de oudheid” genoemd.

Wat is het voor een voorwerp en waarom is het van belang?

Een mysterieus voorwerp

Toen het groenachtige versteende kistje na tweeduizend jaar van de zeebodem werd gelicht, was de inhoud ervan ernstig aangetast en helemaal overdekt met een kalkachtige laag. Omdat de gevonden beelden de meeste opwinding teweegbrachten, werd er aanvankelijk nauwelijks aandacht aan dit mysterieuze voorwerp geschonken.

Toen een Griekse archeoloog het voorwerp in 1902 onderzocht, lag het mechanisme uit elkaar. Er waren diverse maten tandwielen met nauwkeurig gesneden driehoekige tanden. Het instrument zag eruit als een klok, maar ervan uitgaande dat uurwerken pas begin dertiende eeuw algemeen in gebruik waren geraakt, leek dat niet waarschijnlijk.

Een artikel over het Antikythera-mechanisme legt uit dat „historici over het algemeen niet geloven dat [de Grieken van zo’n tweeduizend jaar geleden] een wetenschappelijk nauwkeurig raderwerk konden hebben — raderen gesneden uit metaal en gerangschikt in een ingewikkeld raderwerk dat in staat was beweging van de ene drijfas op de andere over te brengen”. Niettemin dacht men dat het instrument een soort astrolabium was, een instrument dat ooit veel werd gebruikt voor het verrichten van plaatsbepaling aan de hand van de positie van hemellichamen.

Maar er waren ook veel mensen die aanvoerden dat de raderen gewoon te ingewikkeld waren voor een voorwerp van tweeduizend jaar oud. De conclusie was dan ook dat het niet tot de inventaris van het oude schip kon hebben behoord. Maar één wetenschapper opperde dat het voorwerp misschien weleens de legendarische Bol van Archimedes kon zijn. Dit instrument werd in de eerste eeuw voor onze jaartelling door Cicero beschreven als een soort planetarium: een mechanisch  model waarmee in het klein de bewegingen van de zon, de maan en de vijf voor het blote oog zichtbare planeten konden worden nagebootst. Bij gebrek aan duidelijk bewijs van het tegendeel bleef de theorie van het astrolabium echter overeind.

Verder onderzoek

In 1958 werd het mechanisme bestudeerd door Derek de Solla Price, die natuurkunde had gestudeerd maar later hoogleraar geschiedenis was geworden. Hij raakte ervan overtuigd dat met dit instrument astronomische gebeurtenissen uit het verleden en in de toekomst (zoals de volgende vollemaan) konden worden berekend. Hij besefte dat de inscripties op de wijzerplaat duidden op verdelingen van een kalender: dagen, maanden en tekens van de dierenriem. Hij nam aan dat deze wijzerplaat ooit draaiende wijzers moest hebben gehad die de positie van de hemellichamen op verschillende tijden aangaven.

Price concludeerde dat het grootste tandwiel de beweging van de zon aangaf en dat één rotatie overeenkwam met een zonnejaar. Als een ander tandwiel, dat aan het eerste bevestigd was, de beweging van de maan voorstelde, dan moest de ratio van het aantal tandjes op de twee wielen oude Griekse ideeën over de banen van de maan weerspiegelen.

In 1971 liet Price een röntgenfoto van het mechanisme maken. De resultaten bevestigden zijn theorieën. Het instrument was een ingewikkelde astronomische rekenmachine. Ook maakte Price een tekening van de manier waarop het mechanisme volgens hem werkte en in 1974 publiceerde hij zijn conclusies. Hij schreef: „Nergens anders is een dergelijk instrument bewaard gebleven. (...) Met alles wat we van de wetenschap en technologie in het hellenistische tijdperk weten, hadden we gedacht dat zo’n instrument niet kon bestaan.” Destijds kreeg het werk van Price niet de erkenning die het verdiende. Maar anderen zetten zijn onderzoek voort.

Nieuwe inzichten

In 2005 bestudeerde het team van onderzoekers dat in de inleiding werd genoemd het mechanisme met gebruik van de nieuwste scantechnieken. Dit  leverde driedimensionale röntgenbeelden op die nieuwe inzichten boden in de werking van het mechanisme. Wanneer de gebruiker aan een knop draaide, brachten op zijn minst dertig in elkaar grijpende tandwielen drie wijzerplaten aan de voor- en achterkant in beweging. Daardoor kon de gebruiker astronomische cyclussen (waaronder zons- en maansverduisteringen) voorspellen in relatie tot de vierjaarcyclus van de Olympische en andere Panhelleense Spelen. Die spelen werden gewoonlijk als basis gebruikt voor tijdberekening.

Waarom was zulke informatie zo belangrijk? Om verschillende redenen. Voor volken in de oudheid was astronomie belangrijk omdat de zon en de maan de basis waren voor kalenders waaraan boeren konden aflezen wanneer ze moesten zaaien. Zeelieden gebruikten de sterren voor hun navigatie. Griekse maatschappelijke gebruiken hielden verband met astronomische verschijnselen. En er is nog een reden waarom die informatie van belang was.

„Voor de oude Babyloniërs was het voorspellen van eclipsen erg belangrijk omdat ze dachten dat het slechte voortekens waren”, schrijft Martin Allen van het onderzoeksproject van het Antikythera-mechanisme. „Het mechanisme kon echt worden bezien als een politiek werktuig waarmee de heersende autoriteiten gezag over hun onderdanen konden uitoefenen. Er is zelfs wel geopperd dat één reden waarom we zo weinig van deze mechanismen af weten, is dat het bestaan ervan door de militairen en politici geheim werd gehouden.”

Wat het mechanisme ons in de toekomst nog mocht vertellen, het vormt het bewijs dat de oude Griekse astronomie en wiskunde, die grotendeels gebaseerd waren op de lange traditie van de Babyloniërs, veel geavanceerder waren dan we ons kunnen voorstellen. Het wetenschappelijke tijdschrift Nature zegt het zo: „Het Antikythera-mechanisme stelt niet alleen onze veronderstellingen over de overdracht van technologie door de eeuwen heen in een ander licht — het verschaft ons ook nieuwe inzichten in de geschiedenis zelf.”

[Kader op blz. 26]

WIE HEEFT HET GEMAAKT?

Het Antikythera-mechanisme kan niet het enige instrument in zijn soort zijn geweest. „Er zijn geen sporen van fouten”, schrijft Allen. „Alle onderdelen hebben een doel. Er zijn geen extra gaten of stukjes metaal die erop wijzen dat de maker zijn ontwerp al doende heeft aangepast. Dat brengt ons tot de conclusie dat hij een aantal voorlopers moet hebben gebouwd.” Dus wie heeft het gemaakt? En wat is er met de andere exemplaren gebeurd?

Het meest recente onderzoek aan het mechanisme heeft de namen van de maanden onthuld op de wijzerplaat die de zons- en maansverduisteringen voorspelde. Die namen zijn van Korinthische oorsprong. Daaruit maken onderzoekers op dat het instrument in een specifieke culturele context werd gemaakt en gebruikt. Nature zegt: „Het meest waarschijnlijke is dat het in de Korinthische kolonies in het noordwesten van Griekenland of in Syracuse op Sicilië werd gebruikt — het laatste zou wijzen op een erfgoed dat teruggaat tot de tijd van Archimedes.”

Waarom zijn er geen soortgelijke instrumenten bewaard gebleven? „Brons is een waardevolle grondstof die heel goed opnieuw te gebruiken is”, schrijft Allen. „Het gevolg is dat vondsten van brons uit de oudheid buitengewoon zeldzaam zijn. Veel van de belangrijke historische bronzen vondsten zijn trouwens onder water gedaan, waar ze onbereikbaar waren voor mensen die ze misschien zouden hebben omgesmolten.” „We hebben alleen dit [exemplaar],” zegt een onderzoeker, „omdat het buiten bereik van de schroothandelaar lag.”

[Diagram/Illustraties op blz. 25]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

Reconstructie van het binnenwerk van het Antikythera-mechanisme

1. De wijzerplaat aan de voorkant gaf de maanfases aan en de posities van de zon en de maan. Ook was er op te zien welke dag en maand het was volgens de zonnekalender en de beweging van de zon (en zichtbare planeten) in relatie tot de sterrenbeelden van de dierenriem

2. De bovenste wijzerplaat aan de achterkant gaf het verband aan tussen maanmaanden, zonnejaren en de tijden van de Panhelleense Spelen

3. De onderste wijzerplaat aan de achterkant voorspelde zons- en maansverduisteringen

[Illustraties]

Voorkant

Achterkant

[Verantwoording]

Both photos: ©2008 Tony Freeth/Antikythera Mechanism Research Project (www.antikythera-mechanism.gr)

[Illustratie op blz. 26]

Hoe de buitenste plaat aan de achterkant eruit kan hebben gezien

[Verantwoording]

©2008 Tony Freeth/Antikythera Mechanism Research Project (www.antikythera-mechanism.gr)

[Illustratieverantwoording op blz. 24]

All photos: ©2005 National Archaeological Museum/Antikythera Mechanism Research Project (www.antikythera-mechanism.gr)