Лучи Архимеда
Имя великого математика, механика и физика древности Архимеда Сиракузского известно каждому школьнику прежде всего по изобретенному им винту. А еще благодаря закону, который веками не сходит со страниц школьных учебников, а также из устного фольклора: «Если тело вперто в воду, не потонет оно сроду…»
Однако кроме того, ему приписывают еще и создание некой установки, посылавшей загадочные лучи, способные сжечь корабли. Существовали ли они на самом деле? Что собой представляли?
Согласно историческим хроникам, Архимед родился в 287 году до н. э. в Сиракузах, на острове Сицилия. Сицилия в ту пору была одним из форпостов греческой культуры. Здесь жил и умер Эмпедокл, сюда приезжал Платон, в годы детства Архимеда эпирский царь Пирр вел здесь войну с римлянами и карфагенянами, пытаясь создать новое греческое государство.
В этой войне отличился один из родственников Архимеда – Гиерон, ставший в 270 году до н. э. правителем Сиракуз. Отец же Архимеда, астроном Фидий, стал одним из приближенных Гиерона, что, в свою очередь, открыло ему возможность дать сыну хорошее образование, отправив его для продолжения образования в любой из культурных центров Греции. К удивлению отца, Архимед выбрал не Афины, а отправился в Александрию. Здесь он познакомился и подружился с астрономом Кононом, математиком и географом Эратосфеном, а также некоторыми другими учеными людьми.
В Сицилию Архимед вернулся уже вполне зрелым специалистом. Первые его труды были посвящены механике. Причем, пожалуй, впервые Архимед стал решать возникавшие перед ним задачи, используя совместно достижения разных областей знания. То есть, как сказали бы сегодня, он осуществлял комплексный подход к проблеме. Так, в своих математических работах Архимед нередко опирается на механику, он использует принцип рычага при решении ряда геометрических задач. Другими словами, получается, что Архимед был родоначальником математической физики или, вернее, физической математики.
Однако Архимед был не только теоретиком, но и практиком. Говорят, знаменитым он стал после того, как царь Гиерон, получив от мастера заказанную золотую корону, усомнился в честности ювелира. Ему показалось, что тот утаил часть золота, заменив его серебром. Но как выявить примесь в сплаве?
Гиерон вызвал своего придворного мудреца и велел ему решить задачу. Архимед денно и нощно размышлял о том, как решить задачу. Ход его размышлений был примерно таков. «Я могу взвесить корону и узнать ее вес, – рассуждал ученый. – Я могу взять брусок золота такого же веса и, замерив его длину, высоту и ширину, определить его объем. Если бы я знал объем короны, то мог бы точно сказать, содержит ли она примесь серебра, ведь оно немного легче золота. Но как определить объем предмета столь сложной формы?..»
Отчаявшись уж было найти решение, Архимед решил пойти в баню и, когда погрузился в ванну, обратил внимание, что уровень воды в ней поднялся. Он привстал – уровень воды опустился; снова сел – вода поднялась.
«Эврика! Я нашел!» – закричал Архимед и пустился, как был, голышом домой, чтобы проверить мелькнувшую идею на практике. Он вычислил объем короны по количеству вытесненной ею воды и уличил ювелира в мошенничестве.
Архимед предложил посылать лучи при помощи зеркал
Но главное для нас ныне не это. Архимед одновременно открыл закон, который носит его имя. Помните: «Если тело вперто в воду…» Ой, простите: «На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом».
И если случай с ванной – скорее всего, просто легенда, то закон Архимеда действует и поныне. Работают по сей день и другие открытия, изобретения древнегреческого мудреца. Им придумана и создана машина для поливки полей, работающая с помощью водоподъемного винта, разнообразные военные катапульты и баллисты для метания камней и дротиков. Ему приписывают и изобретение подъемной машины, с помощью которой Архимед одним движением руки спустил на воду огромный по тем временам корабль «Сирокосия», а затем придумал аналогичную машину для подъема из воды вражеских кораблей. Что послужило поводом для крылатого выражения, приписываемого ему же: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю!»
И наконец, премудрый Архимед, согласно легенде, сжег римские корабли, направив на них солнечные «зайчики» от множества зеркал. Но можно ли это сделать на самом деле? Чтобы ответить на этот вопрос, группа итальянских ученых провела любопытные математические расчеты и эксперименты.
С одной стороны, опыты подтвердили прозорливость Архимеда. Исследователи установили перед холщовым парусом, установленным в пустыне, 450 зеркал общей площадью около 20 кв. м. Поскольку каждое из зеркал с помощью отраженного излучения поднимало температуру паруса на полтора градуса, он действительно загорелся. Но то, что римский флот мог быть действительно подожжен с помощью зеркал, вызывало большие сомнения. Во-первых, хотя бронзовые зеркала были действительно обнаружены при раскопках в Сиракузах, однако их шлифовка была весьма несовершенной. Во-вторых, колеблющиеся массы воздуха между зеркалами и кораблями над водой существенно снижали бы нагревательную способность лучей. В-третьих, ученым пришлось ждать несколько минут, пока парус не загорелся. В летописях утверждается, что паруса и деревянные обшивки кораблей вспыхивали почти одновременно с потоками света, хлынувшими с берега.
Конечно, знаменитый грек мог иногда преувеличивать, но он все же не врал. И если пообещал сжечь вражеские корабли, то он их действительно сжег. Весь вопрос – как?
По мнению некоторых исследователей, система зеркал действительно существовала. Их свет слепил надвигающегося противника, и корабли на самом деле вспыхивали, как свечи. Но не «лазер» был тому причиной, а «греческий огонь» – зажигательная смесь из смолы, серы и селитры, еще неизвестная римлянам. «Зажигалки» метали из катапульт на городской стене – поразительно точно и эффективно. И вот это обстоятельство натолкнуло итальянских ученых на следующую гипотезу, которую они проверили экспериментами и расчетами.
По их утверждению, гигантские бронзовые диски, ослеплявшие врагов отраженным солнечным светом, служили своеобразными… «лазерными прицелами».
Загадка иерихонских труб
«…Народ воскликнул, и затрубили трубами… И обрушилась стена города до своего основания…» Так рассказывает Библия об одном из самых загадочных сражений прошлого – падении Иерихона. Но быть может, библейское сказание не более, чем сказка? Или очередное историческое заблуждение, поскольку стены разрушились совсем от иных причин?
Археологические исследования уже нашего времени выявили удивительные факты. Город-крепость Иерихон действительно существовал в Палестине, на территории современной Иордании в промежутке между седьмым и вторым тысячелетием до н. э. Остатки былых укреплений были найдены современными археологами. Причем, по мнению некоторых исследователей, стены города действительно были разрушены в короткий срок, а вовсе не пали жертвой времени и стихий…
