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安提基瑟拉儀如此精巧繁複，與十六世紀的鐘錶相比毫不遜色，究竟是誰能在西元前就打造出這樣的作品？而且當時仍以為地球是宇宙中心，天體都繞著地球轉。使用錯誤的地心說模型，安提基瑟拉儀如何仍能準確模擬天體的運行？
本文為系列文章，上一篇請見：「安提基瑟拉儀」橫空出世，史上第一台計算機？（上）│《電腦簡史》 齒輪時代
為什麼要發明安提基瑟拉儀？
自有歷史以來，人類便一直對天空的日月星辰感到好奇。每天日出東方、月亮西沉，滿天星斗也始終如一的橫過夜空，凝視這些在天空閃閃發亮的天體原本就會令人有無限遐想，更何況人們的生活似乎也被它們影響。天體的運行軌跡隨著季節變化而規律的改變，可以依據太陽的路徑劃分出一年四季，以利耕作；而潮水漲落更與月亮盈虧有明顯的對應關係，因此需要陰曆來掌握潮汐。另一方面，看似恆常規律的天象也偶有例外，例如日食、月食、流星，而幾個行星的運行軌跡顯然也與鑲嵌在夜空背景中的星座大不相同。這些異象又意味著什麼？是否暗示將有天災人禍？
因此無論是基於實用目的，想從天象找出蛛絲馬跡，以做好準備或趨吉避凶；或是純粹基於好奇心想知道天體運行背後的規律，世界各地的古文明很早就開始觀測天體並各自發展出天文曆法，例如四、五千年前的古埃及、印度、中國，乃至美索不達米亞平原的古巴比倫文明，與中美洲的馬雅文明。其實在默冬發現默冬週期之前，巴比倫人與中國周朝早就實施十九年七閏了。不過，是巴比倫人建立了有系統的方法，運用數學來分析天體運行的規律，率先發現日月食的規律，也就是沙羅週期。
在古人的宇宙觀中，當然地球是靜止不動的，所有天體都是繞著地球轉。這很合理，畢竟你感受不到地球在動，而仰望天空，看到的明明是日月星辰在移動。不過仔細觀察五大行星，卻會發現它們的移動速度時快時慢；更奇特的是，它們偶而還會改變方向，掉頭倒退一段距離——也就是所謂的「行星逆行」——再轉回原來方向繼續往前。巴比倫人雖然掌握了日月食的週期，卻對「行星逆行」這個神祕難解的天文的現象束手無策。這個問題得再過幾個世紀，才由古希臘的天文學家接力提出合理的解釋。
如何補救地心說的缺陷
或許是得力於歐幾里得在西元前三世紀左右出版的《幾何原本》，古希臘人更能有系統地將幾何學運用在天文學上。西元前二、三世紀交替之際，阿波羅尼奧斯 (Apollonius of Perga) 率先提出周轉圓理論。他認為五大行星並不是像太陽、月亮那樣直接繞著地球轉，而是各自繞著一個假想的圓心轉，這個周轉圓（也稱為「本輪」）再繞著地球轉，因此有時才會看到行星逆行的現象。不過這仍無法解釋行星為什麼會忽快忽慢，直到西元前一百三十年左右，希帕庫斯 (Hipparchus) 在周轉圓的模型加入了偏心圓，才解決這個問題。他設想五大行星的周轉圓雖然繞著地球轉，但是地球並不在圓心的位置，而是偏離圓心一段距離，因此行星離地球比較遠時看起來速度比較慢，離地球近時看起來就比較快。
時代對於宇宙觀的見解多元，藉由數學理論的推演使假說更具合理性。圖＼pixabay
兩百多年後，約莫西元二世紀中期，希臘學者托勒密 (Claudius Ptolemaeus) 發表《天文學大成》鉅著。書中結合周轉圓與偏心圓的概念，建立後世稱為「托勒密體系」的行星模型，一舉掌握日月星辰的運行軌跡，包括太陽、月亮的運行與日月食的週期、五大行星的周轉圓半徑與它們沿著周轉圓繞行的速率、周轉圓本身繞著地球轉的速率，以及圓心相對於地球的位置。地心說原本與天體實際運行不符之處，如今在托勒密體系下都獲得解決，人類的宇宙觀因此在他手中一錘定音，地心說從此主宰天文學一千多年，直到十七世紀克卜勒提出行星運動三大定律，地心說才終於被日心說取代。
由於《天文學大成》的權威地位，後世提到地心說都會以托勒密做為代表人物，但其實這本書是奠基於前人的研究成果，特別是希帕庫斯的研究。事實上，希帕庫斯的原始著作都已失傳，正是托勒密在《天文學大成》中加以轉述，我們才知道托勒密體系其實脫胎於希帕庫斯的周轉圓模型。
誰發明了安提基瑟拉儀？
安提基瑟拉儀經科學家復原重建後，赫然發現內部有周轉圓齒輪組，所以才能令行星指針完美地模擬行星運行，甚至包括逆行現象。由此可見當初設計者就已經充分瞭解周轉圓的行星模型；既然安提基瑟拉儀與希帕庫斯幾乎是在同一時代，相差不超過二、三十年，不禁令人猜想：安提基瑟拉儀會不會正是希帕庫斯所設計的？
安提基瑟拉儀的發明者有可能為「方位天文學之父」－希帕庫斯。圖＼wikipedia
也有人認為安提基瑟拉儀的設計可追溯至年代更早的阿基米德 (Archimedes) 。阿基米德被公認為發明齒輪裝置的先驅，除了螺旋抽水機，傳聞他還發明了計算里程的馬車，以及能將敵人的船隻吊起的巨型裝置。據史書記載，西元前 212 年羅馬軍隊攻陷位於西西里島的敘拉古 (Siracuse) 城時，阿基米德當場被羅馬士兵殺死，他所發明的一件天文儀器被羅馬將軍馬塞勒斯 (Marcellus) 據為己有。後來看過這件儀器的人描述道：
「這個銅製裝置上的月亮隨著太陽一起轉動，轉的圈數與天上的月亮一樣。而當（裝置上的）月亮轉到和太陽、地球成一直線時，月亮的影子投射在地球上，如實呈現了天上的日食現象。」
以往史學家並沒有太認真看待這段記述，因為除此之外都沒有關於這件儀器實際構造的描述；而且當時是否真有這樣的技術能力也令人懷疑，就像可以吊起敵人船隻的裝置，應該純粹只是阿基米德紙上談兵，並沒有真的建造出來。但如今安提基瑟拉儀的出土，為這段文字大大增添了可信度。加上安提基瑟拉儀的正面與這段文字所描述的如此類似，的確很有可能承襲自阿基米德真的設計。
羅馬人對於阿基米德發明的儀器描述與安提基瑟拉儀的正面相似，使學者們開始猜想或許安提基瑟拉儀的設計是出自阿基米德之手。
無論是否與阿基米德有直接關連，安提基瑟拉儀的齒輪如此精巧複雜，除了需具備齒輪運作的知識，也需要有純熟的製造工藝配合才能完成，而知識與技術都需要時間的積累才會成熟，不可能當下憑空出現。也就是說，在安提基瑟拉儀發明之前，齒輪的相關知識與技術必定已存在相當時日。因此，如果說安提基瑟拉儀是史上第一台計算機，那麼若要探討計算機的起源，我們勢必得將目光投往阿基米德那個時期的古希臘。
