Μια λεπτή δέσμη ακτίνων Χ σαρώνει τα συγγράμματα του θρυλικού Έλληνα επιστήμονα και μαθηματικού Αρχιμήδη, ενός κρυμμένου κειμένου που μπορεί να είναι το σημαντικότερο αρχαίο επιστημονικό έγγραφο που ανακαλύφθηκε από την Αναγέννηση. Καθώς εμφανίζονται αμυδρές γραμμές σε μια μεγάλη οθόνη υπολογιστή στο εργαστήριο ακτινοβολίας Synchrotron του Στάνφορντ, δεν μπορώ παρά να φτιάξω τη φανταστική εικόνα του ελληνικού γράμματος λάμδα.
Ως παραγωγός Webcast για το Μουσείο Επιστημών Exploratorium στο Σαν Φρανσίσκο, καταγράφω αυτή την πειραματική χρήση ενός από τα πιο εξελιγμένα εργαλεία της σύγχρονης επιστήμης, για να αποκρυπτογραφήσω ένα βιβλίο ηλικίας 1.000 ετών που φτιάχτηκε από δέρμα κατσίκας. Γνωστή ως Archimedes Palimpsest, που ονομάστηκε για λίγο ο Archie, φαίνεται τρομερά εύθραυστη. Οι άκρες των περισσότερων από 174 σελίδες του βιβλίου καίγονται, και δάκρυα, τρύπες και κηλίδες μοβ καλούπι επισημαίνουν την επιφάνεια τους. Η περγαμηνή είναι μικρότερη από όσο πίστευα ότι θα ήταν, όχι πολύ μεγαλύτερη από ένα μυθιστόρημα.
Θέλω απλώς να φεύγω, αλλά το βόλτα των μηχανημάτων μου θυμίζει ότι έχω δουλειά να κάνω. Δεδομένου ότι έχω ξοδεύει τόσο πολύ χρόνο γύρω από τον Archie, η ομάδα απεικόνισης μου έδωσε τη δουλειά του επιβλέποντος βάρδιας σήμερα το απόγευμα. Ελέγχω την ένταση του σαρωτή ακτίνων Χ, σημειώστε το χρόνο και καταγράψτε τη θερμοκρασία και την υγρασία από τις οθόνες περιβάλλοντος κοντά στο έγγραφο. Στις σελίδες του είναι το μόνο γνωστό επιζών αρχείο δύο έργων του Αρχιμήδη και η μόνη εκδοχή του άλλου στην αρχική ελληνική. Επιπλέον, υπάρχουν 14 σελίδες σπάνιων σχολίων στην πραγματεία του Αριστοτέλη σχετικά με τη λογική της κατηγοριοποίησης και άλλες 10 σελίδες που καταγράφουν δύο προηγουμένως άγνωστες ομιλίες του Υπερίδη, ενός αθηναϊκού ρήτορα και πολιτικού από τον 4ο αιώνα π.Χ. Οι περισσότεροι από αυτούς είναι αόρατοι με γυμνό μάτι -Είχαν κρυμμένα από μούχλα, γραμμένα από μεσαιωνικό ιερέα ή σχεδόν καταστράφηκαν από έναν σύγχρονο πλαστογράφο που δεν αναγνώριζε ή δεν νοιαζόταν για την πραγματική τους αξία.
Ο Αρχιμήδης μπορεί να είναι γνωστός για την άνοδο από το λουτρό του και να τρέχει γυμνός στους δρόμους της Συρακούσης, μιας ελληνικής πόλης-κράτους σε αυτό που είναι τώρα το νησί της Σικελίας, φωνάζοντας το "Εύρηκα". ("Το έχω βρει.") Σύμφωνα με το μύθο-και είναι μάλλον μύθος από το γεγονός- ο μαθηματικός του τρίτου αιώνα μ.Χ. μόλις είχε ανακαλύψει ότι θα μπορούσε να καθορίσει την καθαρότητα του χρυσού εν μέρει μετρώντας τον όγκο του νερού που μετατοπίζει. Ο Αρχιμήδης γιορτάστηκε στον δικό του χρόνο, καθώς και ο δικός μας, για τις πρακτικές του εφαρμογές των μαθηματικών και της φυσικής. Η βίδα που εφευρέθηκε εξακολουθεί να κινεί το νερό σε ανηφόρα, και οι καταπέλτες και άλλα όπλα που σχεδίασε υπερασπίστηκαν τα Συρακούσες από Ρωμαίους εισβολείς. (Η Συρακούσα τελικά έπεσε κάτω από τη ρωμαϊκή πολιορκία και ο Αρχιμήδης σκοτώθηκε από έναν εχθρικό στρατιώτη στην ηλικία των 75 ετών - υποτίθεται ότι μετά από σχεδίαση γεωμετρικών μορφών στην άμμο και σπάζοντας: "Μην ενοχλείτε τους κύκλους μου!") Εκτίμησε επίσης την αξία πι. "Ο Αρχιμήδης ήταν ο σπουδαιότερος μαθηματικός στον αρχαίο κόσμο", λέει ο William Noel, επιμελητής αρχαίων χειρογράφων στο Μουσείο Τέχνης Walters στη Βαλτιμόρη και το πρόσωπο που είναι πιο υπεύθυνο για τη φροντίδα και την ανάγνωση του palimpsest. "Ήταν ο πρώτος επιστήμονας που εφάρμοσε αφηρημένες μαθηματικές αρχές στον κόσμο γύρω του".
Ο Αρχιμήδης έγραψε τις πραγματείες του για τους ρόλους παπύρου, τα πρωτότυπα των οποίων έχουν χαθεί. Αλλά τα έργα του αντιγράφηκαν πιστά από γενιές γραμματείς και έκαναν το άλμα πάνω σε δεσμευμένη περγαμηνή κατσίκας αργότερα κατά τον πέμπτο αιώνα, πιθανότατα στην Κωνσταντινούπολη. Οι μεγάλες βιβλιοθήκες αυτής της πόλης απολύθηκαν από τους Σταυροφόρους το 1204, αλλά ένα περγαμηνή, που γράφτηκε στη δεκαετία του 900, επιβίωσε με κάποιο τρόπο και εκκενώθηκε σε ένα χριστιανικό μοναστήρι κοντά στη Βηθλεέμ. Το 1229, ένας Έλληνας ιερέας που χρειαζόταν περγαμηνή για ένα βιβλίο προσευχής, απέσπασε το χειρόγραφο του Αρχιμήδη, ξύπνησε και έκπλυσε τις σελίδες και αντιγράφει το λειτουργικό κείμενο πάνω από τα γραπτά του Αρχιμήδη με μια διαδικασία γνωστή ως palimpsesting (από την ελληνική λέξη palimpsestos, ξυστά ξανά "). Τρομάζοντας όπως φαίνεται τώρα, το αρχικό κείμενο πιθανότατα δεν θα είχε επιζήσει αν ο γραφέας δεν την ανακυκλώσει και οι επόμενοι μοναχοί δεν συντήρησαν το βιβλίο προσευχής - αγνοώντας τα όσα βρίσκονται κάτω από τις γραφές.
Αυτές οι πραγματείες του Αρχιμήδη χάνουν ουσιαστικά την ιστορία μέχρι το 1906, όταν ένας δανικός κλασικός λόγιος, Γιόχαν Λούντβιχ Χέιμπεργκ, ανακάλυψε το χίλιες χρονών χειρόγραφο σε βιβλιοθήκη σε ελληνορθόδοξο μοναστήρι στην Κωνσταντινούπολη. Ο Heiberg αναγνώρισε ότι τα ελαφρά γραπτά κάτω από τις προσευχές ήρθαν από το μυαλό του Αρχιμήδη. Ο Heiberg είχε τη δυνατότητα να φωτογραφίσει πολλές από τις σελίδες και δημοσίευσε επιστημονικά άρθρα σχετικά με τα γραπτά που ήταν ικανά να αποκρυπτογραφήσει. Αλλά ο Heiberg δεν μπόρεσε να διαβάσει κάποιες σελίδες και αγνόησε τα διαγράμματα. Στη συνέχεια, κάποτε μετά τον Α 'Παγκόσμιο Πόλεμο, ο παλαμψύς εξαφανίστηκε ξανά, απομακρύνθηκε από τη βιβλιοθήκη υπό μυστηριώδεις συνθήκες - ενδεχομένως κλέφθηκε από τη μονή - και πιστεύεται ότι ήταν στα χέρια μιας γαλλικής οικογένειας για μεγάλο μέρος του 20ού αιώνα. Εμφανίστηκε ξανά το 1998, όταν ένας ανώνυμος ιδιωτικός συλλέκτης στις Ηνωμένες Πολιτείες αγόρασε το έγγραφο σε δημοπρασία για 2 εκατομμύρια δολάρια.
Το Palimpsest θα μπορούσε να είχε παραμείνει εκτός δημόσιας άποψης - και τα χέρια των μελετητών - δεν είχε το Noel του Μουσείου Τέχνης του Walters να καταφέρει να επικοινωνήσει με τον νέο ιδιοκτήτη μέσω του πράκτορα πωλήσεων και να ζητήσει πρόσβαση σε αυτό. Στην εκπληκτική έκπληξη του επιμελητή, ο ιδιοκτήτης (ο οποίος παραμένει ανώνυμος) το έδωσε προσωπικά στον Noel και τους συναδέλφους του για συντήρηση και μελέτη στο Walters.
Το palimpsest είχε χειροτερεύσει σημαντικά τον αιώνα από τότε που η Heiberg την εξέτασε για πρώτη φορά στην Τουρκία. Η υγρασία είχε προκαλέσει την ανάπτυξη του καλουπιού και υπήρχαν ακόμη περισσότερες τρύπες στις σελίδες από πριν. Το χειρότερο απ 'όλα, τέσσερα από αυτά είχαν καλυφθεί με χρυσά φύλλα. Προφανώς, σε μια λανθασμένη προσπάθεια να γίνει το βιβλίο πιο πολύτιμο, ένας προηγούμενος ιδιοκτήτης είχε χρησιμοποιήσει παλιμψέστ σελίδες για να σφυρηλατήσει ένα φωτισμένο βυζαντινό χειρόγραφο.
Ο 1.000χρονος Αρχιμήδης Παλιμψέστης χωρίστηκε, καθαρίστηκε, σταθεροποιήθηκε και αναλύθηκε. (George Steinmetz) Πριν μπορέσουν να αποκρυπτογραφήσουν τα μυστικά του Archie, οι συντηρητές του Walters, με επικεφαλής τον Abigail Quandt, άρχισαν την επίπονη δουλειά να σταματήσουν τη ζημιά. Χρειάστηκαν τέσσερα χρόνια για να αφαιρέσετε το βιβλίο και να το καθαρίσετε. Εν τω μεταξύ, χρησιμοποιώντας το υπεριώδες φως και διάφορες τεχνικές για την ενίσχυση των εικόνων, οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Rochester και άλλα ιδρύματα μπόρεσαν να αποκαλύψουν περίπου το 80% του χειρογράφου. Σύμφωνα με τον Reviel Netz, καθηγητή κλασικών στο πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, αυτό το έργο προστέθηκε ουσιαστικά στις προσπάθειες της Heiberg.
Η πιο σημαντική πραγματεία του εγγράφου ονομάζεται "Η μέθοδος των μηχανικών θεωρήσεων". Σε αυτό, ο Αρχιμήδης χρησιμοποιεί τον τρόπο με τον οποίο ένα αντικείμενο μπορεί να εξισορροπηθεί για να αντλήσει τις γεωμετρικές και φυσικές του ιδιότητες. Ακόμη πιο σημαντική είναι η περιγραφή της μεθόδου του άπειρου, μια έννοια που θεωρείται πολύ προβληματική για τους αρχαίους μαθηματικούς να κατανοήσουν. Η σύγχρονη κατανόησή μας εξελίχθηκε από τον Issac Newton και τον Gottfried Wilhelm von Leibniz όταν εφηύραν ανεξάρτητα τον λογισμό. Από το παλίμψηστο, οι μελετητές τώρα γνωρίζουν ότι το άπειρο έγινε κατανοητό από τον Αρχιμήδη 20 αιώνες νωρίτερα.
Ένα άλλο μοναδικό κείμενο είναι το "Stomachion", αναμφισβήτητα η πρώτη πραγματεία για τα combinatorics, ο κλάδος των μαθηματικών που ασχολούνται με την οργάνωση των στοιχείων μέσα σε σύνολα. Σε αυτό το απόσπασμα, ο Αρχιμήδης περιγράφει ένα παζλ στο οποίο ένα τετράγωνο κόβεται σε 14 ακανόνιστα κομμάτια. Η λύση του παζλ έγκειται στον καθορισμό του αριθμού των τρόπων με τους οποίους τα κομμάτια μπορούν να τοποθετηθούν πίσω σε ένα τετράγωνο. Δεν είναι γνωστό αν ο Αρχιμήδης λυθεί το παζλ - αυτές οι σελίδες έχουν χαθεί - αλλά οι σύγχρονοι μαθηματικοί έχουν καθορίσει την απάντηση: 17, 152.
Η ομάδα του μουσείου τέχνης Walters του Noel αποκρυπτογράφησε το μεγαλύτερο μέρος του palimpsest, αλλά δεν μπόρεσε να διαβάσει τη ζωγραφική με χρυσό φύλλο του πλαστογράφου. Εκεί βρισκόταν στην εικόνα το Εργαστήριο Ακτινοβολίας Synchrotron του Stanford (SSRL). Το εργαστήριο παράγει ακτίνες Χ από ισχυρά δοκάρια ηλεκτρονίων που στρέφονται γύρω από έναν δακτύλιο διαμέτρου 260 ποδών στο κτίριο σε σχήμα ντόνατς, χωρίς παράθυρα, σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός. Πριν από δύο χρόνια, ενώ εργαζόμουν σε ένα ανεξάρτητο πρόγραμμα Exploratorium, πήρα μια περιήγηση στο SSRL όταν ο Uwe Bergmann, γερμανικός φυσικός, σταμάτησε την ομάδα μου στο καμπύλο διάδρομο. Μας είπε ότι δούλευε σε ένα πείραμα που περιλάμβανε την έκθεση μελανιού στη μελάνη της SSRL. Ο Bergmann είχε διαβάσει για το palimpsest σε ένα γερμανικό περιοδικό και είχε συμπεράνει ότι το SSRL θα ήταν σε θέση να απεικονίσει το σίδερο στο μελάνι κάτω από τους χρυσούς πίνακες. Το πείραμα που μου έδειξε ο Bergmann εκείνη την ημέρα τον είχε πείσει ότι η τεχνική του θα μπορούσε να λειτουργήσει σε περγαμηνή - και ουσιαστικά πήδηξε πάνω και κάτω στον ενθουσιασμό.
Για να αποκαλυφθεί η κρυφή μελάνη, οι ακτίνες Χ που σχηματίζουν μια ακτίνα που δεν είναι παχύτερη από μια ανθρώπινη τρίχα χτυπήσει μελάνι στην περγαμηνή. Η ενέργεια τους προκαλεί ορισμένα στοιχεία στη μελάνη να φθορίζουν ή να αναβοσβήνουν. Οι ανιχνευτές ανιχνεύουν το χαρακτηριστικό μήκος φθορισμού κάθε στοιχείου και ο υπολογιστής μετατρέπει τα δεδομένα σε εικόνες υπολογιστή. "Οι ακτίνες Χ ενδιαφέρονται μόνο για το στοιχείο στην περγαμηνή", λέει ο Bergmann. "Μπορείτε να παρατηρήσετε το σίδερο στο μελάνι, ανεξάρτητα από το τι είναι πάνω ή κάτω από αυτό."
Τα τελευταία δύο χρόνια, τα πειράματα απεικόνισης της SSRL έδωσαν μερικά συναρπαστικά νέα αποτελέσματα, συμπεριλαμβανομένης της υπογραφής του γραμματέα που αντιγράφηκε πρώτα τα λειτουργικά κείμενα και την ημερομηνία που το έπραξε (Ιωάννης Μύρωνας, στις 29 Απριλίου 1229).
Τώρα είμαστε στο τέλος των 10 ημερών. Έχουμε σαρώνει μια από τις πιο δύσκολες σελίδες του βιβλίου, την εισαγωγή στην "Μέθοδο των μηχανικών θεωρήσεων" του Αρχιμήδη, η οποία καλύπτεται από ένα χρυσόφυλλο πλαστογραφία ενός καθισμένου αγίου. Ένα διάγραμμα στη σελίδα περιέχει κρίσιμες πληροφορίες για το πώς σκέφτηκε ο Αρχιμήδης για τις γεωμετρικές αποδείξεις, τις πληροφορίες που αγνοούσε ο Heiberg. Αυτή είναι η δεύτερη διαδρομή αυτής της σελίδας. για να εξάγουν πιο αχνές γραμμές από κάτω από τη ζωγραφική, οι ανιχνευτές έχουν συντονιστεί με την εικόνα του ασβεστίου, παρά του σιδήρου.
Έχουμε ήδη κάποια επιτυχία. Ο Reviel Netz του Στάνφορντ μας είπε νωρίτερα την εβδομάδα ότι κατάφερε να δει καθαρά για πρώτη φορά μία από τις ετικέτες ενός σχεδίου που συνοδεύει τη "Μέθοδο των μηχανικών θεωρήσεων" του Archimedes. Η ετικέτα, λέει ο Netz, αποφάσισε μια μακρόχρονη διαμάχη μεταξύ των μελετητών για το τι θεωρούσαν λάθος στο διάγραμμα.
Μετά το Stanford, ο palimpsest θα μεταφερθεί από τον συντηρητή Abigail Quandt πίσω στο Μουσείο Τέχνης Walters στη Βαλτιμόρη, όπου θα υποβληθεί σε πρόσθετη εργασία απεικόνισης για να αποκαλύψει περισσότερο το κείμενο από τον Αθηναίο ρήτορα Hyperides, ο οποίος αναμένεται να περιέχει νέες πληροφορίες για τα θεμέλια της ελληνικής δημοκρατίας, του αθηναϊκού δικαίου και της κοινωνικής ιστορίας. Η ομάδα αναμένει να ολοκληρώσει το έργο της κάποτε το 2008, τότε το έγγραφο θα εμφανιστεί για τρεις μήνες στο Walters και αργότερα σε άλλα μουσεία. Το κείμενό του θα δημοσιευθεί για τους μελετητές και τους σπουδαστές για να καταλάβουν. "Αυτό που βρήκαμε με τον Archimedes Palimpsest είναι ότι αυτό το βιβλίο δεν παύει να παραδίδει τα μυστικά του", λέει ο Noel. «Είναι σαν να δουλεύεις με ένα μεγάλο μυαλό · είσαι έτοιμος να σκεφτείς τα πράγματα με νέους τρόπους-από τα καρύδια και τα μπουλόνια της μεσαιωνικής ιστορίας μέχρι τις ρίζες του λογισμικού και της φυσικής».
Η Mary K. Miller είναι συν-συγγραφέας του Watching Weather και συγγραφέας και παραγωγός Ιστού για το Exploratorium στο Σαν Φρανσίσκο.
