Ускоритель частиц возвращает творения Архимеда
В Стэнфордской лаборатории синхротронного излучения (Stanford Synchrotron Radiation Laboratory - SSRL) в Центре Стэнфордского линейного ускорителя (Stanford Linear Accelerator Center - SLAC) Министерства энергетики США начата работа, в ходе которой с помощью ускорителя частиц (собственно, порождаемого им сильно сфокусированного пучка рентгеновского синхротронного излучения) ученые восстанавливают считавшиеся давно утраченными письма великого древнегреческого математика Архимеда. Эти тексты (174 страниц, по крайней мере два ранее неизвестных трактата) были скрыты от человечества в течение многих столетий, с тех пор, как какой-то средневековый христианский монах стер бесценные рукописи и использовал получившийся палимпсест для создания "более актуального" молитвенника.
Сама рукопись Архимеда, родившегося в Сицилии ок. 287 г. до н.э. и умершего (убитого римским солдатом?) в 212 г. до н.э. (Архимед был не только ученым, но и приближенным тирана Гиерона, вероятно, даже его родственником), написана в третьем столетии до н.э. Ученые полагают, что трактаты были скопированы неким трудолюбивым писцом в X в.н.э. с греческого оригинала и стерты приблизительно 200 лет спустя не менее трудолюбивым монахом, который применил для этого черного дела что-то вроде разбавленной кислоты (типа лимонного сока) и соскреб остатки куском пемзы, а затем повторно использовал пергамент для молитвенника. Такие многократно переписываемые набело куски пергамента или папируса носят название "палимпсестов" (греч. "вновь соскобленный"). В XII столетии пергамент, изготовлявшийся из очищенной и высушенной кожи животных, считался дорогостоящей вещью, а на творения Архимеда в те малопросвещенные времена спрос был небольшой, поэтому мы не должны ныне судить слишком строго невежественного переписчика - ведь благодаря ему бесценная реликвия все же добралась до нас, а не погибла, например, в огне. Методы уничтожения старого текста были разнообразны (на пергаменте первичный текст большей частью смывался, а иногда выскабливался), но добиться полного его исчезновения не удавалось (чернила проникают в пергамент очень глубоко).
После столетий использования в своем новом качестве молитвенник очутился в монастыре в Константинополе. Датский ученый Йохан Людвиг Хейберг (Johan Ludvig Heiberg) нашел его в 1906 году в библиотеке Церкви Святого Погребения в Стамбуле. Он заметил слабые следы, оставшиеся от математического трактата. Используя лупу, Хейберг транскрибировал то, что смог, и сфотографировал в общей сложности две трети страниц. Однако вскоре документ исчез, потерянный наряду с другими драгоценными рукописями в ходе споров между греками и турками. Вновь о нем заговорили в 1970-х годах. Тогда он оказался в руках некого французского семейства, что купило его в Стамбуле в начале 20-х годов и хранило документ в течение пяти десятилетий перед попыткой продать. В результате возник скандал (вряд ли французы имели право распоряжаться артефактом), к тому же рукопись выглядела ужасно. Она была испорчена почвой, так как ее попросту зарыли, чтобы сохранить. В конце концов палимпсест был в 1998 году выкуплен на аукционе за 2 миллиона долларов анонимным частным коллекционером, который дал его взаймы Балтиморскому музею и финансировал проект по изучению текста (в 2008 году артефакт будет возвращен владельцу). На сегодняшний момент за шесть лет кропотливого труда расшифровано приблизительно 80 процентов рукописи. Большую часть текстов удалось выявить ученым из Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University) и Рочестерского технологического института (Rochester Institute of Technology), которые использовали цифровые камеры и технологии, уже применявшиеся в медицине и в космических исследованиях - ультрафиолетовые и инфракрасные фильтры.
А теперь обработаны три ранее нерасшифрованные страницы, и на изучение оставшихся, как ожидается, уйдет еще 3-4 года. Рентгеновское излучение от электронов, что мчатся по кольцу с околосветовой скоростью, заставляет флуоресцировать атомы железа, входящего в состав подчищенных чернил (толщина этого слоя - всего 1-2 мкм), делая таким образом скрытое доступным для чтения и съемки. Надо сказать, что в синхротронном излучении становятся видимыми сразу четыре слоя, которые отражают содержимое научных и религиозных текстов с обеих сторон страницы пергамента. Подобно старому матричному принтеру, детектор строит одну точку изображения за другой, последовательно сканируя каждое пятнышко, содержащее железо из чернил. Там, где различные пласты текстов перекрываются (они написаны перпендикулярно друг к другу), сигнал от железа возрастает, и это позволяет исследователям отделить один текст от другого.
В настоящее время подобным методом с помощью рентгена отслеживают также и наличие чрезвычайно малых концентраций железа в составе белков. В этом случае сам процесс исследования оказывает чрезвычайно разрушительное воздействие на живые ткани, но исследователи рукописи, судя по всему, с подобными проблемами не сталкиваются.
Сообщается, что "Палимпсест Архимеда" включает единственную копию трактата "О механическом методе доказательства теорем", в котором Архимед объясняет, как он использовал механические устройства для доказательства своих математических теорем, в частности, для поиска центра тяжести плоских фигур. Уравновесив фигуру с неизвестной площадью или объемом с фигурой с известной площадью или объемом, Архимед отмечал относительные расстояния от центров тяжести этих двух фигур до точки подвеса коромысла весов и по закону рычага находил требуемые площадь или объем, выражая их соответственно через площадь или объем известной фигуры. Одно из основных допущений состоит в том, что площадь рассматривается как сумма чрезвычайно большого множества плотно прилегающих друг к другу "материальных" прямых, а объем - как сумма плоских сечений, тоже плотно прилегающих друг к другу. Архимед считал, что его механический метод не имеет доказательной силы, но позволяет получить предварительный результат, который впоследствии может быть доказан более строгими геометрическими методами. Речь идет также и об единственном источнике оригинального древнегреческого трактата "О плавающих телах", в котором Архимед повествует о физике плавающих тел, испытывающих силу гравитации.
Также это единственная рукопись, которая содержит схемы, которые могут иметь сходство с теми самыми "кругами", которые Архимед чертил на песке две тысячи лет назад, во время взятия римлянами его родных Сиракуз, считает Уильям Ноэль (William Noel), возглавляющий проект "Палимпсест Архимеда" (Archimedes Palimpsest) Художественной галереи Walters. Поэтому у массового читателя, историю научных открытий помнящего в основном по ярким легендам и историческим анекдотам (вроде того, в котором Архимед, открывший новый закон, выпрыгивает голым из ванны и кричит "Эврика!"), эта рукопись должна вызвать особенный интерес.
На иллюстрации:
Абигель Куандт (Abigail Quandt), заведующая хранилищем книг и рукописей Художественного музея Walters в Балтиморе, помещает страницу палимпсеста в рентгеновский пучок в SSRL. Фото SLAC/Diana Rogers с сайта news-service.stanford.edu
Источники:
Archimedes manuscript yields secrets under X-ray gaze - Stanford Report
Accelerator Used to Decipher Archimedes - Associated Press
Stanford Accelerator Uncovers Archimedes' Text - Slashdot
Ссылки:
Archimedes Palimpsest - страница проекта
Архимед - энциклопедия "Кругосвет"
Справка
Архимед
(ок. 287-212 до н. э.) - древнегреческий ученый. Родом из Сиракуз (Сицилия). Разработал предвосхитившие интегральное исчисление методы нахождения площадей, поверхностей и объемов различных фигур и тел. В основополагающих трудах по статике и гидростатике (закон Архимеда) дал образцы применения математики в естествознании и технике. Автор многих изобретений (Архимедов винт, определение состава сплавов взвешиванием в воде, системы для поднятия больших тяжестей, военные метательные машины и др.). Организатор инженерной обороны Сиракуз против римлян.
Большой энциклопедический словарь
Сохранившиеся математические сочинения Архимеда можно разделить на три группы. Сочинения первой группы посвящены в основном доказательству теорем о площадях и объемах криволинейных фигур или тел. Сюда относятся трактаты "О шаре и цилиндре", "Об измерении круга", "О коноидах и сфероидах", "О спиралях" и "О квадратуре параболы". Вторую группу составляют работы по геометрическому анализу статических и гидростатических задач: "О равновесии плоских фигур", "О плавающих телах". К третьей группе можно отнести различные математические работы: "О методе механического доказательства теорем", "Исчисление песчинок", "Задача о быках" и сохранившийся лишь в отрывках "Стомахион". Существует еще одна работа - "Книга о предположениях" (или "Книга лемм"), сохранившаяся лишь в арабском переводе. Хотя она и приписывается Архимеду, в своем нынешнем виде она явно принадлежит другому автору (поскольку в тексте имеются ссылки на Архимеда), но, возможно, здесь приведены доказательства, восходящие к Архимеду. Несколько других работ, приписываемых Архимеду древнегреческими и арабскими математиками, утеряно.
Дошедшие до нас работы не сохранили своей первоначальной формы. Так, судя по всему, I книга трактата "О равновесии плоских фигур" является отрывком из более обширного сочинения "Элементы механики"; кроме того, она заметно отличается от II книги, написанной явно позднее. Доказательство, упоминаемое Архимедом в сочинении "О шаре и цилиндре", было утрачено ко 2 в. н.э. Работа "Об измерении круга" сильно отличается от первоначального варианта, и предложение II в ней скорее всего заимствовано из другого сочинения. Заглавие "О квадратуре параболы" вряд ли могло принадлежать самому Архимеду, так как в его время слово "парабола" еще не использовалось в качестве названия одного из конических сечений. Тексты таких сочинений, как "О шаре и цилиндре" и "Об измерении круга", скорее всего, подвергались изменениям в процессе перевода с дорийско-сицилийского на аттический диалект.
Троек.Нет
Статьи по теме
Ускоритель частиц возвращает творения Архимеда
С помощью ускорителя частиц ученые восстанавливают считавшиеся давно утраченными письма великого древнегреческого математика Архимеда. Несколько веков назад средневековый христианский монах стер бесценные рукописи и использовал получившийся палимпсест для создания молитвенника.
"Тайное Знание" художников Ренессанса оказалось вымыслом
Компьютерный анализ картин XVII века позволил опровергнуть теорию, согласно которой великие мастера прошлого использовали специальные оптические приборы для проекции изображений на свои полотна (чтобы таким чисто техническим способом придать своим творениям фотографическую реалистичность). Теорией о великих художниках-имитаторах прославился не так давно американо-британский деятель поп-арта Дэвид Хокни.
Скандал с доисторическим Пикассо из Шове: стиль против радиоуглерода <!-- Скандальные скальные росписи -->
Если скальным росписям в пещере Шове во Франции действительно 30 тыс лет, то это самый древний из известных образец человеческого искусства. Данные углеродного анализа были использованы для поддержки революционной теории, согласно которой сложное и развитое искусство чрезвычайно быстро появилось в Европе. Пабло Пикассо, посетивший одно из таких мест в 1940 году, заметил, что современное искусство не открыло с тех пор ничего нового. Однако авторитетный археолог Пауль Бан подвергает сомнению прежние выводы.
Театралов в Древней Греции принято было мучить
Современные театралы могут теперь запросто примерить на себя роль древнегреческого зрителя благодаря ученым, восстановившим в виртуальной реальности первоначальный облик древнейшей крытой театральной аудитории - Одеона Перикла в Афинах. Но современному зрителю все это может сильно не понравиться, так что, наверно, и не стоит беспокоиться.
Вавилон не должен быть разрушен
Война испокон веков сопровождалась разрушением культурных ценностей. Ирак в этом отношении особенно уязвим. Станет ли предстоящая война нашествием новых варваров? Американское научное сообщество стремится не допустить этого. Пентагон обещает воевать с максимальной аккуратностью и вносит коррективы в свои оперативные планы.
Выяснилось, что Леонардо да Винчи опередил братьев Райт
Летающая машина, изготовленная по наброскам Леонардо да Винчи, сделанным еще 500 лет назад, успешно поднялась в воздух, доказав тем самым, что известнейший гений Ренессанса мог в принципе открыть эру полетов на аппаратах тяжелее воздуха задолго до исторического эксперимента братьев Райт, столетие со дня которого будет широко отмечаться 17 декабря 2003 года.
Физика: 9 важнейших нерешенных вопросов
Череда недавних громких астрономических открытий заставила признать тревожный факт: та материя во Вселенной, про которую мы хоть что-то знаем, составляет не более 5% нашего мира. А остальное приходится на неизвестные формы "темного вещества" и "темной энергии". При этом резко повысилась роль физики элементарных частиц, от которой теперь требуют раскрытия основных законов природы, управляющих этим самым темным веществом, темной энергией и т.д.
Физики создают свою мечту - карманные плазменные суперускорители
Три коллектива европейских и американских специалистов по физике плазмы одновременно опубликовали результаты экспериментов, которые позволяют надеяться на скорое появление мощных и чрезвычайно компактных ускорителей электронов. Создание электронных ускорителей небольших размеров - это давняя мечта ученых.
Теория относительности топит субмарины
Бразильский физик решил задачку, "подброшенную" релятивистской теорией, так называемый "парадокс субмарины". Для разбора этого "парадокса" пришлось использовать Общую теорию относительности и включить в решение эффект искривляющих пространство гравитационных сил, получив своеобразный модифицированный релятивистский закон Архимеда.
Загадочная рукопись свидетельствует о том, что Архимед знал комбинаторику
Две тысячи двести лет назад великий древнегреческий математик Архимед написал трактат под названием "Стомахион". В отличие от других текстов, принадлежащих перу Архимеда, содержание этого трактата и даже смысл самого названия в течение столетий были покрыты мраком. Теперь историки математики из Стэнфорда, разбиравшие старинный палимпсест, заявили, что способны все-таки пролить некоторый свет на тайну того, о чем шла речь в этом трактате.
Вороны оказались причиной смерти Александра Македонского
Легендарный царь-завоеватель внезапно умер в 323 г. до н.э. в месопотамском городе Вавилоне. Причина его таинственной гибели в расцвете сил (ему было только 32 года) оставалась тайной для историков на протяжении двух с лишним тысячелетий. Отравление, грипп, лихорадка вроде тифа или другие инфекционные болезни - вот основные версии, основанные на исторических описаниях симптомов его двухнедельной болезни. Были и более экзотические варианты...
Галилея снова осуждают за пропаганду гелиоцентрической системы
Известному канадскому журналисту и эссеисту Уэйду Роуленду апология Галилея кажется надуманной. Он настаивает на правоте в историческом споре именно католической церкви. Даже с точки зрения заядлых ревизионистов тезисы Роуленда кажутся порой излишне смелыми. Ведь в 1992 году сама церковь в лице папы Иоанна Павла II признала, что изрядно погорячилась, осуждая Галилея.
Впервые радиоуглеродный метод пришел на помощь Библии
Исследователям из Израиля и Великобритании с помощью радиоуглеродного метода датировки удалось доказать, что знаменитый Силоамский туннель (он несет воды источника Гион под древним Иерусалимом в Верхний, или Силоамский бассейн, который находился внутри окруженного стеной города), действительно был создан около 700 г. до н.э., во времена царствования Езекии, как это описано в Библии.
Ожили "марсианские" бактерии, замороженные во времена Гомера
Ожившие бактерии содержались в образцах, добытых с помощью бурения с 12-метровой глубины сверхсоленого ледяного озера Вида в Антарктиде. Радиоуглеродный анализ показал, что им около 2800 лет. Озеро Вида может служить прообразом условий, существующих на других планетах, в частности, в марсианских ледниках или в океанах спутников Юпитера под толстым слоем льда.
Самые древние письмена давали прямую связь с небесами
Знаки, вырезанные на панцирях черепах свыше 8 тыс лет назад, могут оказаться самыми старыми словами в мире из всех найденных на сегодняшний момент. Результаты их расшифровки могут также помочь узнать кое-что о ритуалах Китая времен неолита. Одна из могил содержит в себе безголовый скелет с 8 черепаховыми панцирями, помещенными на то место, где должен быть череп.