Entre os tesouros do Museu Arqueológico Nacional
Grego em Atenas estão os restos do mais complexo objeto científico
preservado da Antiguidade. Corroído e desmanchando de 2.000 anos debaixo
do mar, seus mostradores [dials], rodas de engrenagem e discos inscritos
apresentam ao historiador um problema atormentador. Por causa deles nós
podemos ter que revisar muitas de nossas estimativas da ciência grega.
Ao estudá-los podemos encontrar pistas vitais às verdadeiras origens
dessa alta tecnologia científica que até agora pareceram peculiares à
nossa civilização moderna, separando-a de todas as culturas do passado.
Da evidência dos fragmentos uma pessoa pode obter uma boa idéia da
aparência do objeto original. Consistindo externamente em uma caixa com
mostradores e um conjunto muito complexo de engrenagens montado
internamente, deve ter se assemelhado a um relógio bem-feito do século
XVIII. Portas colocadas com dobradiças à caixa serviram para proteger os
mostradores, e em todas superfícies disponíveis da caixa, portas e
mostradores havia longas inscrições gregas descrevendo a operação e
construção do instrumento. Pelo menos 20 engrenagens do mecanismo foram
preservadas, inclusive um conjunto muito sofisticado de engrenagens que
eram montadas excentricamente em uma plataforma giratória e
provavelmente funcionaram como um tipo de sistema de engrenagens
epicíclico ou diferencial.
Nada como este instrumento está preservado em qualquer outro lugar. Nada
comparável a ele é conhecido de qualquer texto científico antigo ou
referência literária. Pelo contrário, de tudo que nós conhecemos da
ciência e tecnologia na Era Helenística nós deveríamos ter achado que
tal dispositivo não poderia existir. Alguns historiadores sugeriram que
os gregos não estavam interessados em experimentação por causa de um
desprezo -- talvez induzido pela existência da instituição da escravidão
-- pelo trabalho manual. Por outro lado é reconhecido há muito tempo que
em matemática abstrata e em matemática astronômica eles não eram nada
novatos mas mais próximos de "colegas de outra faculdade" que alcançaram
grandes níveis de sofisticação. Muitos dos dispositivos científicos
gregos conhecidos a nós de descrições escritas mostram muita
engenhosidade matemática, mas em todos os casos a parte puramente
mecânica do projeto parece relativamente primitiva. A engrenagem era
claramente conhecida pelos gregos, mas era usada apenas em aplicações
relativamente simples. Eles empregaram pares de engrenagens para mudar a
velocidade angular ou a vantagem mecânica, ou para aplicar força através
de um ângulo reto, como um moinho movido à água.
Até mesmo os dispositivos mecânicos mais complexos descritos pelos
escritores antigos Hierão de Alexandria e Vitrúvio continham somente
engrenagens simples. Por exemplo, o taxímetro usado pelos gregos para
medir a distância percorrida pelas rodas de uma carruagem empregava
apenas pares de engrenagens (ou engrenagens e roscas) para alcançar a
relação necessária de movimento. Poderia ser dito que se os gregos
conheciam o princípio de engrenagens, eles não deveriam ter tido nenhuma
dificuldade em construir mecanismos tão complexos quanto engrenagens
epicíclicas. Nós sabemos agora dos fragmentos no Museu Nacional que os
gregos de fato construíram tais mecanismos, mas o conhecimento é tão
inesperado que alguns estudiosos pensaram no princípio que os fragmentos
deviam pertencer a um dispositivo mais moderno.
Localização da ilha de Antikythera |
Nós podemos estar realmente seguros de que
o dispositivo é antigo? Se nós podemos, qual era seu propósito? O que
ele pode nos contar do mundo antigo e da evolução da ciência moderna?
Para autenticar a datação dos fragmentos nós devemos contar a história
de sua descoberta, que envolve a primeira (embora inadvertida) aventura
em arqueologia subaquática. Pouco antes da Páscoa em 1900 um grupo de
mergulhadores de esponja Dodecaneses foi conduzido por uma tempestade a
ancorar perto da pequena ilha ao sul da Grécia chamada Antikythera (a
sílaba tônica está no "kyth"). Lá, a uma profundidade de uns 200 pés,
eles descobriram os destroços de um navio antigo. Com a ajuda de
arqueólogos gregos os destroços foram explorados; várias estátuas de
bronze e mármore e outros objetos foram recuperados. Os achados criaram
grande excitação, mas as dificuldades de mergulhar sem equipamento
pesado eram imensas, e em setembro de 1901, a "escavação" foi
abandonada. Oito meses depois Valerios Sta+s, um arqueólogo do Museu
Nacional, estava examinando alguns pedaços calcificados de bronze
corroído que tinham sido colocados de lado como possíveis pedaços de
estatuária quebrada. De repente ele reconheceu entre eles os fragmentos
de um mecanismo.
É aceito agora que o naufrágio do navio dos destroços ocorreu durante o
primeiro século A.C. Gladys Weinberg de Atenas foi gentil o bastante
para reportar a mim os resultados de vários exames arqueológicos
recentes da ânfora, cerâmica e objetos secundários do navio. Parece do
relatório dela que poderíamos datar mais razoavelmente o naufrágio como
mais próximo a 65 A.C. +/-15 anos. Além disso, uma vez que os objetos
identificáveis vêm de Rodes e Cos, parece que o navio pode ter estado
navegando destas ilhas para Roma, talvez sem passar pelo continente
grego.
O
fragmento que chamou primeiro a atenção de Sta+s era um dos discos
inscritos corroídos que é uma parte integrante do mecanismo de
Antikythera, como o dispositivo passou a ser chamado posteriormente.
Sta+s viu imediatamente que a inscrição era antiga. Na opinião do
epígrafo Benjamim Dean Meritt, as formas das letras são aquelas do
primeiro século A.C.; elas dificilmente poderiam ser mais antigas que
100 A.C. ou mais recentes que o tempo de Cristo. A datação é apoiada
pelo conteúdo das inscrições. As palavras usadas e o sentido astronômico
delas são todos deste período. Por exemplo, o pedaço mais extenso e
completo da inscrição faz parte de um parapegma (calendário astronômico)
semelhante àquele escrito por um Geminos, que se acredita ter vivido em
Rodes em aproximadamente 77 A.C. Nós podemos estar assim razoavelmente
seguros de que o mecanismo não se inseriu nos destroços em algum período
posterior. Além disso, não pode ter sido muito antigo quando foi levado
a bordo do navio como saque ou mercadoria.
Assim que os fragmentos foram descobertos eles foram examinados por todo
arqueólogo disponível; assim começou o processo longo e difícil de
identificar o mecanismo e determinar sua função. Algumas coisas estavam
desde o princípio claras. A importância sem igual do objeto era óbvia, e
a engrenagem era impressionantemente complexa. Das inscrições e
mostradores o mecanismo foi identificado corretamente como um
dispositivo astronômico. A primeira conjectura foi a de que era algum
tipo de instrumento de navegação, talvez um astrolábio (um tipo de mapa
circular para encontrar estrelas também usado para observações simples).
Alguns pensaram que poderia ser um planetário pequeno do tipo que se diz
que Arquimedes teria feito. Infelizmente os fragmentos estavam cobertos
por uma capa grossa de material calcificado e produtos de corrosão, e
estes esconderam tanto detalhe que ninguém podia estar seguro de suas
conjecturas ou reconstruções. Não havia nada a fazer exceto esperar pelo
trabalho lento e delicado dos técnicos do Museu em remover esta capa. No
meio tempo, enquanto o trabalho prosseguia, vários estudiosos publicaram
relatos de tudo que estava visível, e pelos trabalhos dele um quadro
geral do mecanismo começou a emergir.
Com base nas novas fotografias feitas para mim pelo Museu em
1955 eu percebi que o trabalho de limpeza havia alcançado um ponto onde
poderia ser afinal possível levar o trabalho de identificação a um outro
nível. No verão passado, com a ajuda de uma concessão da Sociedade
Filosófica americana, pude visitar Atenas e fazer um exame minucioso dos
fragmentos. Por sorte estava lá ao mesmo tempo George Stamires, um
epígrafo grego; ele pôde me dar ajuda inestimável ao decifrar e
transcrever muito mais das inscrições do que havia sido lido antes. Nós
estamos agora na posição de poder "juntar" os fragmentos e ver como eles
se encaixavam na máquina original e quando eles foram trazidos do mar
[veja ilustração ao lado]. O sucesso deste trabalho foi muito
significante, uma vez que previamente se supunha que vários mostradores
e placas haviam sido muito esmagados e distorcidos. Parece agora que a
maioria das peças está muito próxima das suas posições originais e que
nós temos uma fração muito maior do dispositivo completo do que se
pensava. Este trabalho também provê uma pista ao quebra-cabeça de por
que os fragmentos permaneceram sem reconhecimento até que Sta+s os viu.
Quando eles foram achados, os fragmentos provavelmente estavam unidos em
suas posições originais pelos restos da armação de madeira da caixa. No
Museu a madeira encharcada secou e contraiu-se. Os fragmentos então se
despedaçaram, revelando o interior do mecanismo, com suas engrenagens e
placas inscritas. Como resultado dos novos exames nós poderemos no tempo
devido publicar um relatório técnico dos fragmentos e da construção do
instrumento. Enquanto isso nós podemos resumir alguns destes resultados
e mostrar como eles ajudam a responder a pergunta: "O que é isto?" Há
quatro modos de chegar à resposta. Primeiro, se nós soubéssemos os
detalhes do mecanismo, nós deveríamos saber o que ele fazia. Segundo, se
nós pudéssemos ler os mostradores, poderíamos contar o que eles
mostravam. Terceiro, se nós pudéssemos entender as inscrições, elas
poderiam nos contar sobre o mecanismo. Quarto, se nós conhecêssemos
qualquer mecanismo semelhante, analogias poderiam ser úteis. Todas estas
abordagens devem ser usadas, uma vez que nenhuma delas é completa.
As rodas engrenadas dentro do mecanismo estavam montadas em um disco de
bronze. Em um lado do disco nós podemos localizar todas as rodas de
engrenagem da montagem e podemos determinar, pelo menos aproximadamente,
quantos dentes cada uma teve e como eles se encaixavam. No outro lado
podemos fazer quase o mesmo, mas ainda nos faltam ligações vitais que
proveriam um quadro completo das engrenagens. O padrão geral do
mecanismo está no entanto bastante claro. Uma força motriz era provida
por um eixo que passava através do lado da caixa e girava uma roda de
engrenagem em coroa. Esta movia uma grande roda motriz com quatro raias
que estava conectada a dois trens de engrenagens que respectivamente
conduziam para cima e para baixo do disco e estavam conectados através
dos eixos a engrenagens no outro lado do disco. Naquele lado os trens de
engrenagens continuavam, conduzindo a uma plataforma giratória
epicíclica e eventualmente a um jogo de hastes que giravam os ponteiros
do mostrador. Quando o eixo de entrada era girado, todos os ponteiros se
moviam a várias velocidades pelos seus mostradores.
Certas características estruturais do mecanismo merecem atenção
especial. Todas as partes de metal da máquina parecem ter sido cortadas
de uma única folha de bronze e latão [low-tin bronze] de aproximadamente
dois milímetros de espessura; nenhuma parte foi fundida ou feita de
outro metal. Há indícios de que o fabricante pode ter usado uma folha de
metal feita muito tempo antes, discos de metal uniformes de qualidade
boa eram provavelmente raros e caros. Todas as rodas de engrenagem foram
feitas com dentes exatamente do mesmo ângulo (60 graus) e tamanho, de
forma que qualquer roda poderia se encaixar em qualquer outra. Há sinais
de que a máquina foi consertada pelo menos duas vezes; um dente da roda
motriz foi reparado, e um dente quebrado em uma roda pequena foi
substituído. Isto indica que a máquina realmente funcionou.
A caixa dispunha de três mostradores, um
à frente e dois atrás. Os fragmentos de todos eles ainda estão cobertos
com pedaços das portas da caixa e com outros resíduos. Muito pouco pode
ser lido nos mostradores, mas há esperança de que eles possam ser limpos
o suficiente para prover informação que poderia ser decisiva. O
mostrador dianteiro está limpo o bastante para mostrar o que ele fazia
exatamente. Tem duas escalas, uma das quais é fixa e exibe os nomes dos
signos do zodíaco; a outra está em um anel de deslize móvel e mostra os
meses do ano. Ambas as escalas estão cuidadosamente marcadas em graus. O
mostrador dianteiro se encaixava exatamente sobre a roda motriz
principal, que parece ter girado o ponteiro por meio de uma montagem do
tambor excêntrica. Claramente este mostrador indicava o movimento anual
do sol no zodíaco. Por meio de letras fundamentais inscritas na escala
de zodíaco, correspondendo a outras letras no disco do calendário
parapegma, também indicava as principais elevações e poentes de estrelas
brilhantes e constelações ao longo do ano.
Os mostradores da parte de trás são mais complexos e menos legíveis. O
mais baixo tinha três anéis de deslize; o superior, quatro. Cada um
possuía um mostrador pequeno subsidiário que se assemelha ao mostrador
de "segundos" de um relógio. Cada um dos mostradores grandes está
inscrito com linhas a cada seis graus, e entre as linhas há letras e
números. No mostrador mais baixo as letras e números parecem ler "lua,
tantas horas; sol, tantas horas"; nós sugerimos então que esta escala
indica os fenômenos lunares principais das fases e tempos de subida e
poente. No mostrador superior estão aglomeradas muito mais as inscrições
e poderiam apresentar muito bem informação sobre as subidas e poentes,
estações e retrogradações dos planetas conhecidos aos gregos (Mercúrio,
Vênus, Marte, Júpiter e Saturno).
Alguns dos detalhes técnicos dos mostradores são especialmente
interessantes. O mostrador dianteiro fornece o único espécime extenso
conhecido da antiguidade de um instrumento cientificamente graduado.
Quando nós medimos a precisão das graduações sob o microscópio,
descobrimos que o erro médio acima dos 45 graus visíveis é de cerca de
um quarto de grau. O modo pelo qual o erro varia sugere que o arco foi
dividido primeiro geometricamente e então subdividido à mão livre. Ainda
mais importante, este mostrador pode fornecer meios de datar o
instrumento astronomicamente. O anel de deslize é necessário porque o
calendário egípcio antigo, não tendo nenhum ano bissexto, caía em erro
de 1/4 dia todos os anos; a escala de mês teve então que ser ajustada
nesse valor. Como estão preservadas as duas escalas do mostrador estão
fora de fase em 13½ graus. Tabelas padrão mostram que este valor só
poderia ocorrer no ano 80 A.C. e (porque nós não sabemos o mês) em todos
120 anos (i.e., 30 dias divididos por 1/4 dia por ano) antes ou depois
daquela data. As datas alternativas são arqueologicamente improváveis:
200 A.C. é muito antigo; 40 D.C. é muito recente. Conseqüentemente, se o
anel de deslize não se moveu de sua última posição, ele foi ajustado em
80 A.C. Além disso, se nós estivermos certos supondo que uma marca
fiducial perto da escala de mês foi posta lá originalmente para fornecer
um meio de corrigir aquela escala no caso de movimento acidental, nós
podemos contar mais. Esta marca está exatamente 1/2 grau distante da
posição presente da escala, e isto implica que a marca foi feita dois
anos antes do ajuste. Assim, embora a evidência não seja de forma alguma
conclusiva, nós somos levados a sugerir que o instrumento foi feito
aproximadamente em 82 A.C., usado durante dois anos (tempo bastante para
os consertos terem sido necessários) e então levado pelo navio dentro
dos próximos 30 anos.
Os fragmentos mostram que o instrumento
original carregava quatro áreas grandes de inscrição pelo menos: fora da
porta frontal, dentro da porta traseira, no disco entre os dois
mostradores traseiros e nos discos do parapegma próximos do mostrador
dianteiro. Como eu notei, também há inscrições ao redor de todos os
mostradores, e além disso cada parte e buraco parece ter tido letras
identificadores de forma que os pedaços pudessem ser montados juntos na
ordem e posição corretas. As inscrições principais estão em um estado
lamentável e só pedaços curtos delas podem ser lidos. Para fornecer uma
idéia da condição delas só precisa ser dito que em alguns casos o disco
desapareceu completamente, deixando para trás uma impressão de suas
letras, levantando-se em uma imagem espelho em relevo nos produtos de
corrosão macios no disco abaixo. É notável que possam ser lidas tais
inscrições.
Mas até mesmo da evidência de algumas palavras completas pode-se
adquirir uma idéia do assunto envolvido. O sol é mencionado várias
vezes, e o planeta Vênus uma vez; termos são usados que se referem às
estações e retrogradações de planetas; o ecliptico é nomeado. São
mencionados ponteiros, aparentemente aqueles dos mostradores. Uma linha
de uma inscrição significantemente registra "76 anos, 19 anos". Isto se
refere ao famoso ciclo Calípico de 76 anos que é quatro vezes o ciclo
Metônico de 19 anos ou 235 meses sinódicos (lunares). A próxima linha
inclui o número "223" que se refere ao ciclo de eclipse de 223 meses
lunares.
Reunindo a informação acumulada até aqui, parece razoável supor que todo
o propósito do dispositivo de Antikythera era justamente mecanizar este
tipo de relação cíclica que era uma característica forte da astronomia
antiga. Usando os ciclos que foram mencionados, uma pessoa poderia
facilmente projetar engrenagens que operariam de um mostrador tendo uma
roda que revolvia anualmente, e girariam por esta engrenagem uma série
de outras rodas que moveriam ponteiros indicando os meses siderais,
sinódicos e draconíticos. Ciclos semelhantes eram conhecidos para os
fenômenos planetários; de fato, este tipo de teoria aritmética é o tema
central da astronomia babilônica Seleucida que foi transmitida para o
mundo helenístico nos últimos séculos antes de Cristo. Tais esquemas
aritméticos são bastante distintos da teoria geométrica de círculos e
epiciclos em astronomia que parece ter sido essencialmente grega. Os
dois tipos de teoria foram unificados e levados ao seu ápice no segundo
século D.C. por Claudius Ptolomeu, cujo trabalho marcou o triunfo da
nova atitude matemática frente aos modelos geométricos que ainda
caracterizam a física hoje.
O mecanismo de Antikythera deve ser então uma contraparte aritmética dos
modelos geométricos muito mais familiares do sistema solar que eram
conhecidos de Platão e Arquimedes e evoluíram no planetário. O mecanismo
é como um grande relógio astronômico sem um escapo, ou como um
computador análogo moderno que usa partes mecânicas para poupar cálculo
tedioso. É uma pena que nós não tenhamos nenhum modo de saber se o
dispositivo era girado automaticamente ou à mão. Poderia ter sido
segurado na mão e poderia ter sido virado por uma roda ao lado de forma
que operaria como um computador, possivelmente para uso astrológico. Eu
acho que é mais provável que estivesse permanentemente montado, talvez
embutido em uma estátua e mostrado como uma peça de exposição. Nesse
caso poderia muito bem ter sido girado pela força de um relógio de água
ou algum outro dispositivo. Talvez seja justamente tal dispositivo
maravilhoso que estava montado no interior da famosa Torre dos Ventos em
Atenas. É certamente bem parecido aos grandes relógios de catedral
astronômicos que foram construídos na Europa por toda parte durante o
Renascimento.
É na pré-história do relógio mecânico que nós temos que
procurar analogias importantes ao mecanismo de Antikythera e para uma
avaliação de sua significação. Ao contrário de outros dispositivos
mecânicos, o relógio não evoluiu do simples ao complexo. Os relógios
mais antigos dos quais nós estamos bem informados eram os mais
complicados. Toda a evidência aponta ao fato de que o relógio começou
como uma obra de exposição astronômica que incidentalmente também
indicava a hora. Gradualmente as funções de horário ficaram mais
importantes e o dispositivo que mostrava o maravilhoso mecanismo de
relógio dos céus tornou-se subsidiário. Por trás dos relógios
astronômicos do século XIV se estende uma sucessão ininterrupta de
modelos mecânicos de teoria astronômica. Na origem desta sucessão está o
mecanismo de Antikythera. Sucedendo-o estão instrumentos e computadores
parecidos com relógio conhecidos do Islã, da China e Índia e da Idade
Média européia. A importância desta linha é muito grande, porque foi a
tradição de relojoaria que preservou a maior parte da habilidade do
homem em mecânica de precisão científica. Durante o Renascimento os
fabricantes de instrumentos científicos evoluíram dos relojoeiros.
Assim, de certo modo o mecanismo de Antikythera é o progenitor venerável
de toda nossa presente pletora de instrumentos científicos.
Uma passagem significante nesta história tem a ver com os computadores
astronômicos do Islã. Preservado completo no Museu de História da
Ciência em Oxford está um computador-calendário islâmico do século XIII
que tem vários períodos construídos nele, de forma que exibe em
mostradores os vários ciclos do sol e da lua. Este design pode ser
traçado de volta, com períodos ligeiramente diferentes mas um arranjo
semelhante de engrenagens, a um manuscrito escrito pelo astrônomo
al-Biruni em aproximadamente 1000 D.C. Tais instrumentos são muito mais
simples que o mecanismo de Antikythera, mas eles mostram tantos pontos
em comum em detalhe técnico que parece claro que vieram de uma tradição
comum. Os mesmos dentes de engrenagem de 60-graus são usados; as rodas
estão montadas em eixos com hastes quadradas; o layout geométrico da
montagem de engrenagem aparece comparável. Foi exatamente nessa época
que o Islã estava se aprofundando no conhecimento grego e redescobrindo
textos gregos antigos. Parece provável que a tradição de Antikythera era
parte de um corpo grande de conhecimento que foi perdido a nós, mas foi
conhecido aos árabes. Foi desenvolvido e transmitido por eles para a
Europa medieval onde se tornou a fundação para toda a gama de invenção
subseqüente no campo de mecanismos de relógios.
Por um lado os dispositivos islâmicos enredam toda a história junta, e
demonstram que é por ascendência e não mera coincidência que o mecanismo
de Antikythera se assemelha a um relógio moderno. Por outro lado eles
mostram que o mecanismo de Antikythera não era nenhum espasmo, mas parte
de uma corrente importante na civilização helenística. A História
conspirou para manter essa corrente obscura a nós e só a preservação
subaquática acidental de fragmentos que teriam do contrário virado pó a
trouxe à luz agora. É um pouco assustador saber que pouco antes do
declínio de sua grande civilização os gregos antigos chegaram tão perto
de nossa era, não só em seu pensamento, mas também em sua tecnologia
científica.
