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Monday, 21 May 2012

Roman Dodecahedron

Solo di recente sono venuta a conoscenza dell'esistenza dei Dodecaedri Romani. Essi sono considerati misteriosi (Wikipedia) poiché non si è ancora trovato un loro uso preciso. Sono state proposte molte teorie: porta-candele (ma all'epoca si usavano le lucerne), dadi per la divinazione (ma questi oggetti hanno le facce con masse diverse e quindi cadono sempre sulla faccia più pesante), strumenti astronomici (per stabilire gli equinozi, ma gli antichi usavano le meridiane) e altro ancora.
Purtroppo non è facile districarsi tra le varie teorie, anche perché spesso non si trovano gli articoli originali da studiare. Quello che appare chiaro è che questi dodecaedri di bronzo sono cavi, con facce che hanno buchi perfettamente circolari di diametri diversi. Cercando in rete ho trovato l'articolo di alcuni archeologi che descrivono con precisione un dodecaedro di bronzo, trovato a Jublains, l'antica Nouiodunum, del secondo o terzo secolo DC. Usando i dati sui diametri dei fori ho creato un modello di cartone. Guardando attraverso il modello ho capito che poteva essere uno strumento ottico per misurare la distanze e funzionare come un telemetro. Come molti telemetri, la misura si basa sui triangoli simili. I dettagli del dodecaedro come strumento telemetrico sono pubblicati in un articolo pubblicato su arXiv http://arxiv.org/abs/1204.6497 (In italiano http://porto.polito.it/2497004/ ).
Il dodecaedro ha quattro differenti range di misura. I dodecaedri cavi, aventi struttura con buchi di diverso diametro, erano strumenti militari per determinare le distanze in balistica. Ed in effetti, questi oggetti sono stati trovati lontano dall'Italia, nei paesi che sono stati al confine dell'Impero. Ho scritto anche un confronto con strumenti medievali e moderni su arXiv, http://arxiv.org/abs/1205.2078
Il dodecaedro era uno strumento facile da usare. Per cambiare il range di distanza, bastava ruotare il dodecaedro. Se si guardano le foto dei dodecaedri, si vede che avevano delle piccole sferette ai vertici. Esse rendevano più facile la presa dello strumento nelle operazioni veloci.
Durante il Medioevo sono stati creati altri telemetri poiché l'uso del dodecaedro, che era uno strumento dell'esercito romano, si era perso col crollo dell'Impero. Questi oggetti medievali, conosciuti come "fore-staff", erano molto più ingombranti e con parti mobili da cambiare se cambiavano le distanze da valutare. Il dodecaedro romano è in fondo un comodo "telemetro a coincidenza".
Gli archeologi che hanno trovato il dodecaedro a Jublains dicono che esso è un dado per la divinazione. I Romani, come gli Etruschi, avevano dei dadi dodecaedrici per il gioco o la divinazione, ma essi erano molto diversi. Si veda per esempio http://arxiv.org/abs/1205.0706

 (immagine da Wikipedia)

Recently, I learned that some ancient artifacts, the Roman Dodecahedra, exist. They are considered a "mystery" of archaeology (Wikipedia), because they have not yet received a specific attribution for their use. Many theories have been proposed: candlestick holders (but at that time people used oil lamps), dice for divination (these objects have faces of different masses and therefore they always fall on the heaviest face), astronomical instruments (to determine the equinoxes, but the ancients used sundials), and so on.
Unfortunately it is not easy to study the original items on these theories. What is clear is that these bronze dodecahedra are hollow, with faces that have perfectly circular holes of different diameters.
Searching the Web I found the article written by some archaeologists that accurately describe a dodecahedron made of bronze, found at Jublains, the ancient Nouiodunum, dated to the second or third century AD. Using the data on the diameters of the holes I made a cardboard model. Looking through the model I found it could be an optical instrument for measuring distances, being therefore a rangefinder. Like several rangefinders, the measure is based on similar triangles. The details of the dodecahedron as an instrument for telemetry are published in arXiv http://arxiv.org/abs/1204.6497 (In Italian http://porto.polito.it/2497004/).
The dodecahedron has four different measuring ranges. The dodecahedra, having a structure with holes of different diameters, were military devices to determine distance for ballistics. And in fact, these objects have been found outside of Italy, at the border of  Roman Empire. I also wrote a comparison with medieval and modern instruments, arXiv, http://arxiv.org/abs/1205.2078
The dodecahedron was  easy to use. To change the range of distance, it was enough to turn the dodecahedron. If you look at pics of dodecahedra, you can see the small knobs. They made easier to grip the tool during quick operations.
During the Middle Ages, rangefinders have been created different from the dodecahedron, which was an instrument of the Roman army. Probably its use was lost with the collapse of the Empire. These medieval objects, known as "fore-staff," were bulkier and had the necessity to change and move some parts of it, for  different ranges. The Roman dodecahedron is basically a  "coincidence rangefinder."
Archaeologists that have found the dodecahedron at Jublains say that it is a dice for divination. The Romans, like the Etruscans, had dodecahedra for the game of dice or divination, but they were quite different. See, for example http://arxiv.org/abs/1205.0706