Tranh cãi về máy tính’ đầu tiên của nhân loại đã có tuổi đời tới 2.000 năm

Nghiên cứu mới sử dụng mô phỏng máy tính chi tiết, đặc biệt là hình dạng răng cưa tam giác, cho rằng cỗ máy Antikythera – được xem là “máy tính analog” đầu tiên của nhân loại – có thể không đủ chính xác và hay gặp trục trặc để dùng cho các mục đích thiên văn nghiêm túc.

Những điểm chính

• Cỗ máy Antikythera (Hy Lạp cổ đại, ~2.000 năm tuổi) được xem là “máy tính analog” đầu tiên, có khả năng mô phỏng thiên văn phức tạp.
• Nghiên cứu mới của các nhà khoa học Argentina sử dụng mô phỏng máy tính, lần đầu tiên tính đến các sai số chế tạo và hình dạng răng cưa tam giác của bánh răng.
• Kết quả mô phỏng cho thấy cỗ máy có thể bị kẹt hoặc lệch bánh răng chỉ sau khoảng 4 tháng hoạt động, cần phải điều chỉnh lại thường xuyên.
• Điều này dẫn đến giả thuyết mới rằng Antikythera có thể chỉ là đồ chơi hoặc công cụ giáo dục, không phải là một thiết bị thiên văn có độ chính xác cao và hoạt động liên tục.
• Tuy nhiên, giả thuyết này vẫn còn bỏ ngỏ do độ phức tạp của cỗ máy và khả năng sự ăn mòn hoặc giới hạn của công nghệ quét đã ảnh hưởng đến kết quả mô phỏng so với tình trạng nguyên bản.

Cỗ máy Antikythera, một di vật cơ khí phức tạp có niên đại hơn 2.000 năm được phát hiện trong một xác tàu đắm ngoài khơi Hy Lạp vào năm 1901, từ lâu đã làm say mê và khiến các nhà khoa học bối rối. Nó thường được ca ngợi là “máy tính analog đầu tiên của thế giới”, một thiết bị thiên văn tinh xảo của người cổ đại với khả năng theo dõi vị trí các thiên thể và dự đoán các hiện tượng như nhật thực, nguyệt thực. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới từ các nhà khoa học Argentina, sử dụng mô phỏng máy tính tiên tiến, lại đưa ra một giả thuyết gây tranh cãi: liệu cỗ máy kỳ diệu này có thực sự chính xác và hữu dụng như chúng ta vẫn nghĩ, hay nó chỉ là một món đồ chơi, một công cụ giáo dục thường xuyên gặp trục trặc?

​
Trong nhiều thập kỷ qua, đặc biệt là sau khi các kỹ thuật chụp cắt lớp hé lộ cấu trúc bánh răng phức tạp bên trong vào những năm gần đây, giới nghiên cứu đã xác định được nhiều chức năng của cỗ máy Antikythera. Với một cần quay tay, hệ thống hàng chục bánh răng đồng tinh vi và các kim chỉ thị, nó có thể hiển thị ngày tháng theo lịch Ai Cập và Hy Lạp, vị trí của Mặt Trời, Mặt Trăng và 5 hành tinh nhìn thấy được khi đó trong các cung hoàng đạo, cũng như dự báo các kỳ nhật thực và nguyệt thực.

Một câu hỏi quan trọng luôn được đặt ra là độ chính xác của cỗ máy này đến đâu, bởi nó có thể hé lộ mục đích sử dụng thực sự. Nếu nó hoạt động không chính xác, có lẽ nó chỉ là mô hình minh họa hoặc đồ chơi. Ngược lại, nếu cực kỳ chính xác, nó có thể là công cụ không thể thiếu của các nhà thiên văn hoặc chiêm tinh học cổ đại.

Tuy nhiên, việc xác định độ chính xác ban đầu là cực kỳ khó khăn. Cỗ máy đã bị ăn mòn nặng nề sau hơn hai thiên niên kỷ dưới đáy biển, nhiều bộ phận đã mất hoặc biến dạng. Nghiên cứu mới đăng trên cơ sở dữ liệu arXiv của các nhà khoa học Argentina đã cố gắng giải quyết vấn đề này bằng cách tạo ra một mô phỏng máy tính chi tiết. Mô phỏng này không chỉ tái tạo chuyển động của các bánh răng mà còn tích hợp cả những sai số có thể xảy ra trong quá trình chế tạo thủ công cách đây 2.000 năm, như việc lắp đặt bánh răng không hoàn toàn chuẩn xác.

Điểm khác biệt quan trọng so với các nỗ lực tái tạo trước đây là nhóm nghiên cứu đã mô hình hóa chính xác hình dạng răng cưa tam giác của các bánh răng cổ đại. Hình dạng răng cưa này ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ ăn khớp giữa các bánh răng và độ chính xác của các kim chỉ thị.

Kết quả từ mô hình này khá bất ngờ. Các nhà khoa học nhận thấy cỗ máy, với những sai số và hình dạng răng cưa thực tế, không thực sự hữu dụng cho việc theo dõi liên tục. Mô phỏng cho thấy nó chỉ có thể được quay tay khoảng 4 tháng trước khi các bánh răng bị kẹt hoặc rời ra khỏi vị trí ăn khớp. Sau đó, người dùng sẽ phải can thiệp, điều chỉnh lại thì cỗ máy mới hoạt động tiếp được. Điều này dường như mâu thuẫn với các mặt số hiển thị chu kỳ cả năm hoặc nhiều năm trên cỗ máy.

Từ kết quả này, nhóm nghiên cứu đề xuất một khả năng: cỗ máy Antikythera thực chất là một món đồ chơi hoặc công cụ giáo dục không đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối. Nó có thể đi kèm với hướng dẫn yêu cầu người dùng phải “lên cót” hoặc cài đặt lại sau một vài vòng quay, tương tự như việc phải điều chỉnh đồng hồ cơ định kỳ. Tuy nhiên, chính các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận, với trình độ chế tác và sự phức tạp đáng kinh ngạc của thiết bị, giả thuyết “chỉ là đồ chơi” vẫn chưa hoàn toàn chắc chắn.

Một khả năng khác, có lẽ thực tế hơn, là ảnh chụp cắt lớp có độ phân giải hạn chế và sự ăn mòn suốt 2.000 năm đã làm biến dạng các bộ phận nhiều hơn so với trạng thái nguyên bản. Có thể những người thợ thủ công Hy Lạp cổ đại đã đạt đến trình độ chế tác đủ tinh xảo để các bánh răng hoạt động trơn tru, chính xác và cung cấp các dự báo đáng tin cậy trong thời gian dài, điều mà mô phỏng hiện tại chưa thể tái hiện hoàn hảo do tình trạng xuống cấp của hiện vật.

Như vậy, dù công nghệ hiện đại đã giúp chúng ta hiểu thêm rất nhiều về cỗ máy Antikythera, bí ẩn về mục đích sử dụng chính xác và hiệu năng thực sự của “chiếc máy tính” 2.000 năm tuổi này vẫn chưa hoàn toàn được giải đáp. Nghiên cứu mới từ Argentina đã bổ sung thêm một góc nhìn thú vị, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét các yếu tố thực tế như sai số chế tạo và hình dạng răng cưa, nhưng cũng đồng thời thừa nhận những giới hạn trong việc tái tạo một kiệt tác kỹ thuật đã bị thời gian và biển cả bào mòn.