Всем известна история о том, как Архимед открыл закон, названный в его честь. Он выскочил без хитона из ванны с криком: «Эврика!». Сегодня сложно сказать, действительно ли мыслитель бежал по улице без одежды. Но никто не оспаривает сам факт открытий, которые были документально зафиксированы.
Но не все так гладко с легендой о сожжении римского флота. Теперь уже невозможно узнать, действительно ли Архимед смог уничтожить римский флот, или это была лишь выдумка историков.
О чем умалчивают свидетели
До нашего времени сохранилось несколько описаний штурма Сиракуз, во время которого, как гласит легенда, Архимед сжег военные римские корабли. В 212 году до нашей эры, во время Второй Пунической войны, осаде римлян подвергся греческий город Сиракузы. До вражеских кораблей было примерно 300 локтей (около 150 метров), что не позволяло обстреливать их при помощи катапульт, сконструированных Архимедом.
Тогда Архимед распорядился отполировать до блеска щиты, взять зеркала, а затем сфокусировать лучи Солнца на кораблях римлян. Воины выполнили приказ ученого, и триремы – римские военные корабли – вспыхнули ярким пламенем.
Другая версия говорит о том, что на помощь Архимеду пришли женщины Сиракуз. Он распорядился поднять на крепостную стену отполированную до блеска медную посуду, и направить солнечные лучи на корабли.
Есть еще одна теория, которая говорит, что ученые соорудил большую машину, в состав которой входила целая система зеркал. В центре было огромное шестиугольное зеркало, по всей видимости, состоящее из нескольких секций. Возле него были закреплены четырехугольные зеркала. Управлялась система при помощи цепных механизмов. Поворот рычагов позволял фокусировать солнечное излучение на разных расстояниях. Этот механизм помог поджечь несколько кораблей. А уже с них огонь перекинулся на другие суда, что вынудило римлян отступить.
К сожалению, исторические хроники того времени не содержат никакой информации об использовании в этой битве огня. Уже через 400 лет после сражения ученые и писатели того времени вскользь говорят об этом, как об известном факте. На то время пришлись и первые попытки выяснить, как это могло произойти.
Математиком, архитектором и скульптором Анфимием, жившим в VI веке н.э., была создана система из 24 зеркал. Ученый использовал неизвестные источники, в которых были описания системы зеркал Архимеда. Для проверки боевых качеств такой системы Анфимий сжег дом докучавшего ему соседа.
Подобные реконструкции проводились и после Анфимия, но принцип уже не менялся. Так как решение, найденное Анфимием, оказалось верным.
Удар по репутации
Знаменитый математик и философ Рене Декарт опубликовал работу «Диоптрика», в которой доказывалось, что солнечные лучи невозможно свести в одну точку. По словам знаменитого французского ученого, только люди, которые не разбираются в оптике, могут говорить о правдивости многих небылиц. Он отметил, что зеркала, которые якобы использовал Архимед, либо были чрезвычайно большими, либо, что вероятней всего, их вообще не существовало.
После подобных выводов и расчетов Декарта история о зеркалах и римском флоте отнесли к разряду мифов, а репутации Архимеда был нанесен серьезные удар. Но через сто с небольшим лет, в 1747 году, другой француз Жорж-Луи Леклерк де Бюффон высказал смелое предположение о том, что количество тепла не пропорционально количеству рассеянного света. Это позволяло говорить о том, что для поджигания дерева не нужно слишком большое дерево.
Бюффон построил систему из 128 плоских зеркал. Используя ее, он не только смог воспламенить доску с расстояния в 50 метров, но расплавил свинец и серебро. Опыты Бюффона смогли реабилитировать Архимеда, доказав, что подобная система могла существовать и в его время. Но со временем работу француза забыли, и вопрос оставался открытым.
Современные пироманы
Собрать гиперболоид Архимеда пробовали и современные ученые. К примеру, в 1973 году Иоанисом Сакасом, греческим инженером-механиком, была собрана команда из 70 человек. Они стали на берегу бухты, держа в руках зеркала с размерами 91х50 см. По команде инженера, помощники фокусировали солнечные зайчики на лодке со смолой. Лучам, совмещенным в одной точке, понадобилось несколько минут на то, чтобы поджечь лодку.
В 2005 году похожий опыт проводился группой исследователей из Массачусетского технологического института. Изучив древние документы, они стали проверять самый простой из вариантов. В процессе опыта использовалось 129 зеркальных плиток, со сторонами примерно в тридцать сантиметров. Их установили на конструкции, полукруглой формы примерно в 50 метрах от трехметровой модели корабля. Одно из зеркал оклеили лентой, чтобы отраженный свет падал в виде наклоненного креста.
По замыслу, он являлся прицелом. Направив его на корпус макета, туда стали постепенно сводить другие зеркала. На нацеливание 129 зеркал было примерно десять минут, после которых солнце уходило в сторону. Отладкой установки занималось несколько человек. Более того, на небе были легкие облака, которые снижали мощность потока света. Когда солнце показалось полностью, координаторы открыли зеркала. Через несколько минут с корабля показался легкий дымок, затем вспышка и открытое пламя. Замеры показали, что температура в солнечном пятне достигала 593 градусов по Цельсию.
Эксперимент провели еще один раз, уже на воде. Судно вспыхнуло и там. Получается, что Архимед действительно мог поджечь корабли, используя систему зеркал.
В лазерном прицеле
Итальянские исследователи считают, что система зеркал действительно существовала. Но принцип ее действия был немного не таким, как считали. Их свет лишь ослеплял противника, после чего корабли действительно вспыхивали, но не под воздействием «лазера». Поджигал их греческий огонь – смесь из серы, смолы и селитры. Зажигалки запускали катапультами с городских стен.
По версии итальянских ученых, у гигантских бронзовых дисков, ослеплявших врагов солнечным светом было еще одно предназначение. Они являлись оптическим, точнее сказать «лазерным прицелом», как у современного стрелкового оружия.
Для разработки подобной системы Архимеду было необходимо две вещи: дальность стрельбы из катапульты и максимальное расстояние, на котором человеческий глаз может разглядеть световое пятно, отбрасываемое зеркалами. Затем Архимед разработал метательный аппарат, в котором тетива спускалась в момент, когда ось стрелы совмещалась с солнечным зайчиком. Все расчеты проводились с учетом кривизны перемещения стрелы на расстоянии в 150 локтей. Когда флот подошел на эту дистанцию, зеркала расчехлили и в корабли полетели стрелы, наводимые солнечными «целеуказателями».
И в конце можно вспомнить слова Плутарха, который говорил, что Архимед настолько гордился наукой, что именно о тех из своих открытий, которые принесли ему славу, он ничего не написал. Это не совсем точно, но многие работы Архимеда действительно остались неизвестными, поэтому нет никаких гарантий, что в будущем не будет раскрыта еще одна из тайн великого ученого.
