Tenký paprsek rentgenových paprsků skenuje spisy legendárního řeckého vědce a matematika Archimedese, skrytého textu, který může být nejdůležitějším starověkým vědeckým dokumentem objeveným od renesance. Jak se na velkém počítačovém monitoru v Stanfordově synchrotronové radiační laboratoři objevují slabé čáry, mohu jen stěží rozeznat strašidelný obraz řeckého dopisu lambda.
Jako producent webcastu pro vědecké muzeum Exploratorium v San Franciscu dokumentuji toto experimentální použití jednoho z nejdokonalejších nástrojů moderní vědy k dešifrování 1000leté knihy vyrobené z kozích kůží. Známý jako Archimedes Palimpsest, zkrátka dabovaný Archie, vypadá hrozně křehce. Okraje většiny ze 174 stránek knihy jsou spálené a na jejich povrchu tečou slzy, díry a skvrny fialové formy. Pergamen je menší, než jsem si myslel, že by byl, ne o moc větší než vázaný román.
Chci se prostě dívat, ale hukot stroje mi připomíná, že musím dělat práci. Protože kolem Archie trávím tolik času, zobrazovací tým mi dnes odpoledne dal práci vedoucího směny. Zkontroluji intenzitu rentgenového skeneru, poznamenám si čas a zaznamenám teplotu a vlhkost z monitorů prostředí poblíž dokumentu. Na jejích stránkách je jediný známý dochovaný záznam dvou Archimedesových děl a jediná verze další v původní řečtině. Kromě toho existuje 14 stran vzácných komentářů k Aristotelově pojednání o logice kategorizace a dalších 10 stránek, které zaznamenávají dva dříve neznámé projevy Hyperidů, aténského řečníka a politika ze 4. století před Kristem. Většina z nich je pouhým okem neviditelná - byly zakryté plísní, napsané středověkým knězem nebo téměř zničeny moderním padělatelem, který nepoznal nebo se nestaral o jejich skutečnou hodnotu.
Archimedes může být nejlépe známý tím, že vstal ze své koupelny a běžel nahý ulicemi Syrakusy, řeckého městského státu na dnešním ostrově Sicílie, a křičel „Eureka“. („Našel jsem to.“) Podle legendy - a je to spíše legenda než fakt - matematik třetího století bc právě objevil, že dokáže čistotu zlata částečně určit změřením objemu vody, kterou vytlačuje. Archimedes byl slaven ve své vlastní době, stejně jako u nás, pro své praktické aplikace matematiky a fyziky. Šnek, který vymyslel, stále pohybuje vodu do kopce a katapulty a další zbraně, které navrhl, bránili Syrakusy před římskými útočníky. (Syrakusy nakonec spadly pod římské obléhání a Archimedes byl zabit nepřátelským vojákem ve věku 75 let - pravděpodobně poté, co nakreslil geometrické útvary do písku a praskl: „Nerušit mé kruhy!“) Také odhadl hodnotu pi. „Archimedes byl největším matematikem ve starověkém světě, “ říká William Noel, kurátor starověkých rukopisů ve Waltersově uměleckém muzeu v Baltimoru a osoba, která je nejvíce odpovědná za péči a čtení palimpsestu. "Byl prvním vědcem, který aplikoval abstraktní matematické principy na svět kolem sebe."
Archimedes psal jeho pojednání o papyrus rolích, originály které byly ztraceny. Jeho díla však byla věrně kopírována generacemi zákonníků a skokem na vázaný pergamen kozí kůže nastala někdy koncem pátého století, pravděpodobně v Konstantinopoli. V roce 1204 křižáci vyrazili z tohoto města velké knihovny, ale jeden pergamen, ohradený v devadesátých letech, nějak přežil a byl vyloučen do křesťanského kláštera poblíž Betléma. V 1229, řecký kněz, který potřeboval pergamen pro modlitební knihu, rozebral Archimedes rukopis, seškrabal a oplachoval stránky a kopíroval liturgický text na vrcholu Archimedesových spisů v procesu známém jako palimpsesting (od řeckého slova palimpsestos, mínit “) znovu poškrábaný “). Děsivý, jak se zdá nyní, by původní text pravděpodobně nepřežil, pokud by ho písař nerecykloval a následní mniši nezachovali modlitební knihu - nevěděli, co leží pod písmem.
Tato pojednání Archimedes byla v podstatě ztracena do historie až do roku 1906, kdy dánský klasický učenec Johan Ludwig Heiberg objevil tisíciletý rukopis v knihovně v řeckém pravoslavném klášteře v Konstantinopoli. Heiberg si uvědomil, že slabé spisy pod modlitbami pocházely z mysli Archimedese. Heibergovi bylo umožněno fotografovat mnoho stránek a publikoval odborné články o těch spisech, které dokázal rozluštit. Heiberg však nemohl přečíst některé stránky a diagramy ignoroval. Potom, někdy po první světové válce, palimpsest zmizel znovu, odstraněn z knihovny za tajemných okolností - možná ukradených z kláštera - a věří se, že byl v rukou francouzské rodiny po většinu 20. století. Znovu se objevil v roce 1998, kdy anonymní soukromý sběratel ve Spojených státech tento dokument koupil v aukci za 2 miliony dolarů.
Palimpsest mohl zůstat mimo veřejný pohled - a ruce učenců - kdyby Noel Walelského muzea umění nemohl kontaktovat nového majitele prostřednictvím prodejního agenta a požádat o přístup k němu. K nadšenému překvapení kurátora majitel (který zůstává anonymní) jej osobně doručil Noelu a jeho kolegům za účelem ochrany a studia ve Walters.
Palimpsest se ve století významně zhoršil, protože ho Heiberg poprvé zkoumal v Turecku. Vlhkost urychlila růst plísní a na stránkách bylo ještě více děr než dříve. Nejhorší ze všech bylo, že čtyři z nich byly pokryty malbami zlatých listů. Zjevně, v zavádějícím pokusu učinit knihu cennějším, předchozí majitel použil palimpsestové stránky k vytvoření iluminovaného byzantského rukopisu.
1 000 let starý Archimedes Palimpsest byl rozebrán, vyčištěn, stabilizován a analyzován. (George Steinmetz) Než mohli začít dešifrovat Archieho tajemství, začali Waltersovi konzervátoři pod vedením Abigail Quandta usilovnou práci zastavit škodu. Rozebrání knihy a její vyčištění trvalo čtyři roky. Mezitím mohli vědci z Johns Hopkins University, Rochester Institute of Technology a dalších institucí pomocí ultrafialového světla a různých technik odhalit asi 80 procent rukopisu. Podle Reviel Netz, profesora klasiky na Stanfordské univerzitě, tato práce výrazně přispěla k úsilí Heibergu.
Nejdůležitější pojednání dokumentu se nazývá „Metoda mechanických vět“. Archimedes v něm používá způsob, jak může být objekt vyvážen, aby odvodil své geometrické a fyzikální vlastnosti. Ještě důležitější je popis metody nekonečna, pojetí dlouho považovaného za příliš problematické pro to, aby starořeckí matematici pochopili. Naše moderní chápání bylo vylepšeno Issacem Newtonem a Gottfriedem Wilhelmem von Leibnizem, když nezávisle vynalezli kalkul. Z palimpsest, vědci nyní vědí, že nekonečno bylo chápáno Archimedes 20 století dříve.
Dalším jedinečným textem je „Stomachion“, pravděpodobně první pojednání o kombinatorice, odvětví matematiky zabývající se organizací prvků v sadách. V této pasáži Archimedes popisuje hádanku, ve které je čtverec rozřezán na 14 nepravidelných kusů. Řešení hádanky spočívá v určení počtu způsobů, jak mohou být kousky uspořádány zpět do čtverce. Není známo, zda Archimedes vyřešil hádanku - tyto stránky byly ztraceny - ale moderní matematici určili odpověď: 17 152.
Tým Noel's Walters v muzeu umění dešifroval většinu z palimpsestů, ale nedokázal si přečíst padělatovu zlatou listovou malbu. To je místo, kde na obrázek přišla Stanfordova synchrotronová radiační laboratoř (SSRL). Laboratoř generuje rentgenové paprsky z výkonných paprsků elektronů, které se pohybují kolem prstence o průměru 260 stop v budově bez oken, koblihy téměř rychlostí světla. Před pár lety jsem při práci na nesouvisejícím projektu Exploratorium procházel SSRL, když Uwe Bergmann, německý fyzik, zastavil moji skupinu v zakřivené chodbě. Řekl nám, že pracuje na experimentu, který zahrnoval vystavení inkoustového pergamenu rentgenovému paprsku SSRL. Bergmann četl o palimpsestu v německém časopise a usoudil, že SSRL bude moci zobrazovat železo v inkoustu pod zlatými obrazy. Experiment, který mi Bergmann ukázal, ten den ho přesvědčil, že jeho technika dokáže pracovat na pergamenu - a prakticky vzrušeně skákal nahoru a dolů.
Aby se odhalil skrytý inkoust, rentgenové paprsky, které vytvářejí paprsek, nejsou tlustší než inkoust z lidských vlasů na pergamenu. Jejich energie způsobuje, že určité prvky v inkoustu fluoreskují nebo září. Detektory zachycují rozlišovací vlnovou délku každého prvku a počítač převádí data na počítačové obrazy. „Rentgenové paprsky se starají jen o prvek na pergamenu, “ říká Bergmann. "Můžete pozorovat železo v inkoustu bez ohledu na to, co je nad nebo pod ním."
V posledních dvou letech zobrazovací experimenty SSRL přinesly některé vzrušující nové výsledky, včetně podpisu písaře, který nejprve zkopíroval liturgické texty, a data, kdy to udělal (Ioannes Myronas, 29. dubna 1229).
Nyní jsme na konci desetidenního běhu. Skenovali jsme jednu z nejobtížnějších stránek v knize, úvod do Archimedesovy „Metody mechanických vět“, který je zakryt padělkem zlata sedícího světce. Diagram na stránce obsahuje kritické informace o tom, jak Archimedes přemýšlel o geometrických důkazech, informace, které Heiberg ignoroval. Toto je druhý běh této stránky; Aby bylo možné vytěsnit více slabých linií pod obrazem, byly detektory naladěny spíše na vápník než na železo.
Už jsme měli nějaký úspěch. Stanfordův Reviel Netz nám na začátku týdne řekl, že poprvé byl schopen jasně vidět jednu ze štítků pro kresbu, která doprovází Archimedesovu „metodu mechanických vět“. Štítek, říká Netz, rozhodl o dlouhodobém sporu mezi vědci o tom, co považovali za chybu v diagramu.
Po Stanfordu bude palimpsest odnášet konzervátor Abigail Quandt zpět do Waltersova muzea umění v Baltimoru, kde podstoupí další zobrazovací práce, aby odhalil více textu od aténského řečníka Hyperides, od kterého se očekává, že bude obsahovat nové informace. o základech řecké demokracie, aténského práva a společenských dějin. Tým očekává, že svou práci zabalí někdy v roce 2008, poté bude dokument vystaven po dobu tří měsíců ve Walters a později v dalších muzeích. Jeho text bude publikován pro vědce a studenty, kteří se budou potulovat. „S Archimedes Palimpsest jsme zjistili, že tato kniha se nikdy nepřestává vzdát svých tajemství, “ říká Noel. "Je to jako pracovat s velkou myslí; jste nuceni myslet na věci novými způsoby - od matic a šroubů středověké historie až po kořeny počtu a fyziky."
Mary K. Miller je spoluautorem časopisu Watching Weather a spisovatelem a producentem webu pro Exploratorium v San Franciscu.
