Танки сноп зрака прегледава записе легендарног грчког научника и математичара Архимеда, скривени текст који је можда најважнији древни научни документ откривен још од ренесансе. Како се на великом рачунарском монитору у Станфордовој лабораторији за зрачење Синцхротрон појаве слабе линије, једва могу да разаберем сабласну слику грчког слова ламбда.
Као продуцент вебцаст-а за научни музеј Екплораториум у Сан Франциску, документовао сам ову експерименталну употребу једног од најсофистициранијих оруђа модерне науке, да дешифрујем хиљаду година стару књигу направљену од козје коже. Познат и као Архимедов Палимпсест, назван Арцхие укратко, изгледа ужасно крхко. Ивице већине 174 странице књиге су спаљене, а сузе, рупе и мрље љубичасте плијесни на површини. Пергамент је мањи него што сам мислио да ће бити, а не много већи од тврдог романа.
Желим да просто жмурим, али звук машинерије ме подсећа да имам посла. Пошто сам толико времена проводио око Арцхиеја, тим за снимање посла дао ми је посао надзорника смене данас поподне. Провјеравам интензитет скенера рендгенских зрака, биљежим вријеме и биљежим температуру и влажност са монитора заштите околиша у близини документа. На њеним страницама је једини познати сачувани запис два Архимедова дела, а једина верзија другог у оригиналном грчком. Поред тога, постоји 14 страница ретких коментара на Аристотелову трактату о логици категоризације и још 10 страница које бележе два до тада непозната говора Хиперида, атенског говорника и политичара из четвртог века пре нове ере. Већина њих је невидљива голим оком - били су затамњени калупом, написао их је средњовековни свештеник или готово уништио савремени фалсификат, који није препознао или бринуо о њиховој истинској вредности.
Архимед је можда најпознатији по томе што се извукао из купатила и трчао голим улицама Сиракузе, грчке државе-државе на садашњем острву Сицилије, узвикујући "Еурека". ("Нашао сам га.") Према легенди - и то је вероватнија легенда него чињеница - математичар из трећег века је тек открио да може делимично да утврди чистоћу злата мерењем запремине воде коју он избацује. Архимед је био прослављен у своје време, као и наше, због практичне примене математике и физике. Шраф који је измислио још увек помера воду узбрдо, а катапулта и друго оружје које је конструисао бранио је Сиракузу од римских освајача. (Сиракуза је на крају пала под римском опсадом, а Архимед је убијен од стране непријатељског војника у доби од 75 година - наводно након што је цртао геометријске фигуре у песку и пуцнуо: "Не узнемиравајте моје кругове!") Такође је проценио вредност пи. "Архимед је био највећи математичар у древном свету", каже Вилијам Ноел, кустос античких рукописа у Валтерс Арт Мусеум-у у Балтимору и особа која је најодговорнија за негу и читање палимпсеста. "Био је први научник који је применио апстрактне математичке принципе на свет око себе."
Архимед је своје трактате написао на папирнатим ролама, чији су оригинали изгубљени. Али његова дела верно су копирала генерације писмознанаца и направила скок на везан пергамент од козје коже негде крајем петог века, вероватно у Цариграду. Крстаре су 1204. године отпустили велике библиотеке тог града, али један пергамент, писан 900-их, некако је преживео и тајно одведен у хришћански манастир у близини Бетлехема. 1229. године, грчки свештеник коме је био потребан пергамент за молитвену књигу раставио је Архимедов рукопис, стругао и испрао странице и копирао литургијски текст на врху Архимедових записа у процесу познатом као палимпсестинг (од грчке речи палимпсестос, што значи " стругање поново "). Застрашујући, како се то сада чини, оригинални текст вероватно не би преживео да их писар није рециклирао, а следећи монаси нису сачували молитвену књигу - несвесни шта стоји испод Светих писама.
Ови Архимедови трактати су у основи изгубљени у историји све до 1906. године, када је дански научник класике Јохан Лудвиг Хеиберг открио хиљадугодишњи рукопис у библиотеци грчко-православног манастира у Цариграду. Хеиберг је препознао да су слаби списи испод молитава долазили из Архимедовог ума. Хеибергу је било дозвољено да фотографира многе странице, а објављивао је научне чланке о оним списима које је могао да дешифрује. Али Хеиберг није могао да прочита неке странице и занемарио је дијаграме. Затим, негде након Првог светског рата, палимпсест је поново нестао, уклоњен из библиотеке под тајанственим околностима - вероватно украден из манастира - и верује се да је био у рукама француске породице већим делом 20. века. Поново се појавила 1998. године, када је анонимни приватни колекционар у Сједињеним Државама купио документ на аукцији за два милиона долара.
Палимпсест је можда остао ван јавности - и руке научника - да Ноел Валтерс Арт Мусеум-а није успео да контактира новог власника, путем продајног агента, и затражи му приступ. На изненађење кустоса, власник (који је и даље анониман) лично га је доставио Ноелу и његовим колегама на конзервацију и проучавање на Валтерсу.
Палимпсест се значајно погоршао током века откад га је Хеиберг први пут прегледао у Турској. Влага је потакнула раст плијесни, а на страницама је било још више рупа него прије. Што је најгоре, четворо њих било је прекривено сликама са златним листовима. Очигледно, у погрешном покушају да књигу учини вреднијом, претходни власник је користио палимпсест странице да би фалсификовао осветљени византијски рукопис.
Рашчишћен, очишћен, стабилизован и анализиран хиљадугодишњи Архимедес Палимпсест. (Георге Стеинметз) Пре него што су почели да дешифрују Арцхиејеве тајне, Валтерс-ови конзерватори, под водством Абигаила Куандта, започели су мукотрпан посао заустављања штете. Прошле су четири године да се књига раздвоји и очисти. У међувремену, користећи ултраљубичасто светло и разне технике за побољшање слике, научници са Универзитета Јохнс Хопкинс, Роцхестерског технолошког института и других институција успели су да открију око 80 процената рукописа. Према Ревиел Нетзу, професору класике на Универзитету Станфорд, ово дело је у великој мери додало Хеибергове напоре.
Најважнији документ у документу назива се „Метода механичких теорема“. У њему Архимед користи начин на који објект може бити уравнотежен да би добио своја геометријска и физичка својства. Још је важнији опис методе бесконачности, концепт који се дугорочно грчки математичари сматрао превише проблематичним. Наше модерно разумевање тога прочистили су Иссац Невтон и Готтфриед Вилхелм вон Леибниз када су самостално измислили рачуницу. Од палимпсеста, научници сада знају да је бесконачност схватио Архимед 20 векова раније.
Други јединствени текст је „Стомацхион“, вјеројатно први трактат о комбинаторици, грани математике која се бави организацијом елемената у скуповима. У овом одломку Архимедес описује загонетку у којој је квадрат исечен на 14 неправилних делова. Решење слагалице лежи у одређивању броја начина на које се комади могу распоредити у квадрат. Није познато да ли је Архимед решио загонетку - те странице су изгубљене - али савремени математичари су одредили одговор: 17, 152.
Ноел-ов Валтерс тим музеја уметности дешифровао је већи део палимпсеста, али није могао да прочисти фалсификовану слику златног лишћа. Ту је ушла слика Станфорд Синцхротрон Радиатион Лаб (ССРЛ). Лабораторија генерише рендгенске зраке из моћних снопа електрона који се крећу око прстена пречника 260 стопа у згради у облику крофне без прозора брзином брзином светлости. Пре неколико година, радећи на неповезаном истраживачком пројекту, обилазио сам ССРЛ када је Уве Бергманн, физичар рођен у Немачкој, зауставио моју групу у закривљеном ходнику. Рекао нам је да ради на експерименту који је укључивао излагање перкираног пергамента ССРЛ-овом зраку. Бергманн је читао о палимпсесту у једном немачком часопису и закључио је да ће ССРЛ бити у стању да слика жељезо у мастилу испод златних слика. Експеримент који ми је Бергманн показао тог дана га је уверио да његова техника може радити на пергаменту - а он је практично од узбуђења скакао горе-доле.
Да би открили скривену мастило, рендгенски зраци који формирају сноп не дебљи од људске длаке која се удара на пергамент. Њихова енергија узрокује да одређени елементи у мастилу флуоресцирају или сјају. Детектори покупе карактеристичну таласну дужину флуоресценције сваког елемента и рачунар претвара податке у рачунарске слике. "Рендгенски зраци се брину само за елемент на пергаменту", каже Бергманн. "Гвожђе можете видети у мастилу без обзира на то шта се налази изнад или испод њега."
У протекле две године ССРЛ-ови сликовни експерименти дали су узбудљиве нове резултате, укључујући потпис писца који је први пут копирао литургијске текстове и датум када је то урадио (Иоаннес Миронас, 29. априла 1229).
Сада смо на крају десетодневне вожње. Скенирали смо једну од најтежих страница у књизи, увод у Архимедов "Метод механичких теорема", који је покривен фалсификатом златног листа сједећег светца. Дијаграм на страници садржи критичне информације о томе како је Архимед размишљао о геометријским доказима, информације које је Хеиберг игнорисао. Ово је друга вожња ове странице; да би се испод слике извукли више слабашних линија, детектори су били подешени на слику калцијума, а не на гвожђе.
Већ смо имали неки успех. Станфорд Ревиел Нетз рекао нам је раније током недеље да је први пут могао јасно видети једну од налепница цртежа који прати Архимедесову "Методу механичких теорема". Ознака је, каже Нетз, одлучила дугогодишњи спор међу учењацима око тога што сматрају грешком у дијаграму.
Након Станфорда, конзерватор Абигаил Куандт конзерватор Абигаил Куандт ће га носити назад у Валтерс Арт Мусеум у Балтимореу, где ће се подвргнути додатном сликарском раду како би се открио већи део текста из Хиперидес-атенског ораторија, за који се очекује да садржи нове информације о основама грчке демократије, атенског права и друштвене историје. Тим очекује да посао заврши негде у 2008. години, а затим ће документ бити изложен три месеца на Валтерсу, а касније и у другим музејима. Његов текст ће бити објављен за научнике и студенте да предају текст. "Оно што смо пронашли са Архимедовим Палимпсестом је да ова књига никад не престаје да се одаје својим тајнама", каже Ноел. „То је као да радите са великим умом; натерани сте да ствари размишљате на нове начине - од матица и вијака средњовековне историје до корена израчуна и физике.“
Мари К. Миллер је коауторица Ватцхинг Веатхер и писац и веб продуцентица Екплораториум-а у Сан Франциску.
