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"