Công nghệ tính toán thời cổ - Phần 6

CẢI CÁCH THUẾ THỜI CỔ

Theo nhà sử học Hi Lạp cổ đại Herodotus, hình học đã được người ta phát minh ra vì mục đích tính thuế! Hình học là một dạng thức toán học dùng để tính diện tích của hình vuông, hình chữ nhật, và những chi tiết khác. Vào thế kỉ thứ 5 tCN, Herodotus đã viết về Sesostris, một pharaoh (nhà vua) Ai Cập từ khoảng năm 1400 tCN. Sesostris đã đề ra một luật thuế tính trên lượng đất đai mà mỗi người canh tác. Nhưng hàng năm, mỗi khi sông Nile dâng lũ, đất đai bị cuốn trôi theo dòng nước. Một số nông dân bị mất những mảng lớn đất đai. Vì thế, vị pharaoh quy định những người nông dân bị mất đất có thể nộp thuế ít hơn. Các nhà chép sách đi đo lượng đất đai bị mất mát. Herodotus lí giải: “Từ thực tế này, tôi nghĩ, môn hình học xuất hiện đầu tiên ở Ai Cập, rồi nó được truyền sang Hi Lạp”.

Có lẽ Herodotus đã có một câu chuyện hợp lí, nhưng các nhà khoa học không tin như vậy. Một số tên tuổi, ngày tháng, và thực tế mà Herodotus sử dụng trong các tác phẩm của ông đơn giản là không đúng. Và các chuyên gia biết rằng không có pharaoh nào tên là Sesostris đề ra luật vào khoảng năm 1400 tCN. Cũng chẳng có vị pharaoh nào thuộc thời kì ấy phù hợp với câu chuyện của Herodotus. Nhưng cho dù câu chuyện đó có đúng hay không, nó vẫn chứng minh cho sự hữu ích của kĩ thuật trắc địa và tính toán trong xã hội Ai Cập cổ đại.

“Đối với những người Ai Cập phải tiến hành đo đạc [đất đai] do sự ngập lũ của sông Nile làm xóa mất ranh giới đất của từng người... Việc khám phá ra [hình học] lẫn những ngành khoa học khác được thúc đẩy từ lợi ích [mà chúng mang lại]”

- Proclus Diadochus, nhà triết học Hi Lạp (410 – 485)

GRAIN

Đơn vị trọng lượng chính thức nhỏ nhất ở nước Mĩ và nước Anh là grain [tương đương 0,0648 gam]. Một grain hết sức nhỏ. Phải 437,5 grain mới bằng một ounce (28 gam) và 7.000 grain mới bằng 1 pound (0,45 kg).

Người Ai Cập cổ đại lần đầu tiên sử dụng đơn vị này hồi hàng nghìn năm về trước. Nó vốn bằng trọng lượng của một hạt lúa mì. Thương nhân buôn bán những lượng nhỏ hàng quý giá, như vàng, sẽ đặt vài hạt lúa mì ở một bên của cân chùm. Họ đặt hàng hóa lên phía đĩa cân bên kia.

ĐỒNG HỒ BÓNG NẮNG, ĐỒNG HỒ MẶT TRỜI, VÀ ĐỒNG HỒ NƯỚC

Giữ nhịp thời gian là điều quan trọng đối với người dân ở Ai Cập cổ đại. Các thầy tế và binh lính phải thực hiện những công việc nhất định vào những thời khắc nhất định. Nhà cai trị, quan phủ, và nhà chép sách phải theo dõi nhân công và thời gian làm việc của họ.

Giống như người Babylon, người Ai Cập chia ban ngày thành 12 phần bằng nhau. Người Ai Cập đã sử dụng đồng hồ từ năm 3500 tCN. Chiếc đồng hồ Ai Cập đầu tiên là một cột tháp cao, có bốn mặt. Nó tạo ra bóng nắng khi mặt trời di chuyển. Cái bóng ngắn dần vào buổi sáng khi Mặt trời lên cao trên bầu trời. Nó biến mất lúc giữa trưa với Mặt trời ngay trên đỉnh đầu. Cái bóng đó dài ra khi Mặt trời hạ dần xuống chân trời tây. Người ta ước tính thời gian dựa trên chiều dài của cái bóng.

Khoảng năm 1500 tCN, người Ai Cập đã chế tạo ra một đồng hồ mặt trời mới và cải tiến. Nó trông tựa như chữ T dựng trên mặt đất. Một nền đế dài, hẹp trải ra phía sau nó dọc trên đất. Các vạch trên nền đế đó đánh dấu các giờ. Người Ai Cập có thể cho biết giờ vào ban ngày bằng cách nhìn vào vạch kẽ mà cái bóng của thanh chạm tới. Sau này, họ sử dụng đồng hồ mặt trời có hình dạng nửa vòng tròn, giống như loại dùng ở Trung Đông cổ đại. Khi Mặt trời di chuyển trên bầu trời, một đồng hồ mặt trời sẽ đổ bóng trên các vạch tỏa ra từ tâm ở giữa. Những đồng hồ mặt trời sơ khai này đánh dấu 12 giờ ban ngày tròn năm như nhau. Nhưng ở Ai Cập, cũng như ở đa số những nơi khác, lượng ánh sáng ban ngày thay đổi theo mùa. Cho nên chiều dài của các giờ thật sự có thay đổi. Với công nghệ này, một giờ không phải là một số đo chuẩn của thời gian. Mỗi giờ sẽ dài hơn vào mùa hè và ngắn hơn vào mùa đông.

Cũng khoảng năm 1500 tCN, người Ai Cập đã chế tạo ra một loại đồng hồ khác. Nó là một clepsydra, hay đồng hồ nước. Cấu tạo của nó gồm một lọ đất sét có đánh dấu bên trong. Không giống như đồng hồ mặt trời, đồng hồ nước có thể đo thời gian vào ban đêm. Khi nước trong lọ chảy ra khỏi một cái lỗ nhỏ ở dưới đáy, mỗi lúc có nhiều vạch lộ ra ngoài hơn. Mỗi vạch lộ ra nghĩa là một đơn vị thời gian nữa đã trôi qua. Clepsydra phải được chế tạo rất chính xác để chúng đo thời gian như nhau. Nước phải chảy ra khỏi từng chiếc đồng hồ ở tốc độ như nhau.

MÙA HÈ TRONG THÁNG 12?

Năm dương lịch là thời gian Trái đất chuyển động một vòng xung quanh Mặt trời. Nó mất khoảng 365 ngày 5 giờ 48 phút 46 giây. Điều gì sẽ xảy ra nếu như lịch không khớp với năm dương lịch? Ngày lễ và các mùa sẽ dần dần bị xê dịch. Những tháng mùa hè cuối cùng sẽ rơi vào giữa mùa đông.

Những loại lịch cổ đầu tiên thật sự bị xê dịch như vậy. Chúng được lập theo năm âm lịch. Năm âm lịch được chia thành 12 tháng dựa trên các pha của Mặt trăng. Nó chỉ dài 354 ngày. Do sự chênh lệch giữa năm âm lịch và năm dương lịch, cho nên những quyển lịch đầu tiên không chính xác cho lắm. Chúng xê dịch 110 ngày – gần như 4 tháng – trong mỗi 10 năm.

Người Ai Cập là những người đầu tiên giải quyết được vấn đề đó. Họ sáng tạo ra một loại lịch dựa trên năm dương lịch. Lịch Ai Cập có 12 tháng, mỗi tháng có 30 ngày, với thêm 5 ngày bổ sung vào cuối mỗi năm. Vào năm 238 tCN, pharaoh Ptolemy III đã cải biên quyển lịch đó chính xác hơn nữa. Ông bổ sung thêm 1 ngày nữa trong mỗi 4 năm. Ngày đó là do sự chênh lệch gần 6 giờ (khoảng một phần tư ngày) giữa năm lịch và năm mặt trời. Một năm có thêm một ngày nữa là năm nhuận.

Công nghệ tính toán thời cổ

Michael Woods & Mary B. Woods
Trần Nghiêm dịch

Phần tiếp theo