Зубчатые колеса, точность, с которой они были изготовлены, различные шкалы, стрелки и надписи – вероятно, инструкции – заставили Стаиса предположить, что это механический прибор для точных измерений или вычислений.
Но это было невозможно! Кускам, рассыпавшимся в его руках, было не менее 2000 лет, и ничего подобного среди античных древностей никогда не обнаруживали. Считалось, что у древних греков (и их современников) не было ни сложных научных приборов, ни настоящей науки как таковой. Ученые полагали, что часовой механизм был изобретен в средневековой Европе, когда появились часы, что произошло на 1000 лет позже. Это была поистине уникальная находка, ведь до Антикитерского механизма от Античности до нас не дошло ни единой шестерни, ни одного точного прибора со стрелкой или шкалой.
Античные тексты открывают несколько больше, хотя из них трудно понять, как именно работали описанные приборы и существовали ли они когда-либо на самом деле. К тому же часто приходится полагаться на тексты, написанные через много лет после произошедших событий, или на тексты, которые многократно переписывали, а потому в них могли вкрасться ошибки. Но и там встречается лишь несколько упоминаний о зубчатых передачах. Самый ранний из таких текстов – трактат о механике, датируемый примерно 330 г. до н. э. и приписываемый знаменитому философу Аристотелю. В нем говорится о соприкасающихся кругах, вращающихся в противоположных направлениях. Возможно, автор имеет в виду шестерни, но, поскольку о зубцах или выступах ничего не сказано, судить с уверенностью об этом сложно.
Первыми греками, о которых нам достоверно известно, что они использовали шестерни, были два знаменитых изобретателя III в. до н. э. – Ктесибий и Архимед. Сын брадобрея Ктесибий стал величайшим инженером своего времени – после легендарного Архимеда. Он работал в Александрии и, вероятно, был первым заведующим знаменитого Александрийского мусейона. Ни один из текстов Ктесибия не дошел до нас, но мы много знаем о нем из работ позднейших авторов, таких как римский архитектор Витрувий, живший двумя столетиями позже. Витрувий сообщает, что Ктесибий сконструировал водяные часы, в которых поплавок, поднимавшийся вместе с уровнем воды, двигал стрелку с помощью «зубчатой рейки и шестерни». Это устройство, в котором одна шестерня соединена с плоским зубчатым стрежнем, используется для превращения линейного движения во вращательное, и наоборот.
Архимед жил в богатом городе Сиракузы на Сицилии, хотя в юности почти наверняка работал в Александрии с Ктесибием. В числе множества приписываемых ему изобретений – «бесконечный винт», в котором винт с резьбой используется для того, чтобы включить в работу зубчатое колесо с куда большим шагом передачи. Полный оборот винта поворачивает колесо всего на один шаг, то есть множество малых оборотов проворачивают колесо лишь немного, но с куда большей силой, чем прилагалась к винту. Согласно Плутарху, похожее приспособление (полиспаст, система блоков и канатов, в которой выигрыш в усилии идет за счет потери в расстоянии. – Прим. ред.) позволило Архимеду произвести впечатление на тирана Сиракуз, когда он одной рукой вытащил корабль из моря на сушу, «так легко и гладко, как если бы тот шел по воде».
Еще одно, более сложное приспособление, которое описывает Витрувий, – это одометр, измеритель пройденного пути. Его действие основано на том, что колесо повозки диаметром около 1,2 м совершает, проезжая одну римскую милю, 400 оборотов. С каждым оборотом выступ на оси колеса цепляет шестерню с 400 зубцами, поворачивая ее на один шаг, так что с каждой милей механизм совершает оборот. Это колесо сцепляется с другой шестерней с отверстиями по окружности, в которых закреплены камешки, и по мере того, как шестерня поворачивается, камешки один за другим падают в ящик. Количество камешков соответствует милям пути.
Возможно, римским возничим платили помильно. Но мы не можем с уверенностью сказать, было ли это изобретение реализовано на практике. Однако общая идея выражена достаточно ясно, и подобные механизмы могли появиться задолго до времен Витрувия. В IV в. до н. э. Александра Македонского в азиатском походе сопровождали «бематисты», у которых была, наверно, самая скучная работа в античном мире – считать шаги, чтобы измерять расстояние. Точность их подсчетов даже в походах на сотни миль (ошибка часто составляла менее одного процента) наводит на мысль, что они, возможно, пользовались механическими одометрами.