Õhuke röntgenikiir skaneerib legendaarse Kreeka teadlase ja matemaatiku Archimedese kirjutisi - varjatud teksti, mis võib olla kõige olulisem iidne teadusdokument, mis on renessansi ajast peale avastatud. Kuna Stanfordi Synchrotroni kiirguslaboratooriumi suurel arvutimonitoril tekivad nõrgad jooned, suudan Kreeka kirja lambda kummitusliku pildi vaevu välja tuua.
San Franciscos asuva teadusmuuseumi Exploratorium veebiülekande produtsendina olen dokumenteerinud tänapäevase teaduse ühe keerukaima tööriista eksperimentaalset kasutamist, et dešifreerida 1000 aastat vana kitsenahast tehtud raamat. Archimedese Palimpsestina tuntud kui Archie lühikese nimega, tundub see kohutavalt habras. Enamiku raamatu 174 lehekülje servad on läbi põlenud ning lilla vormi pisarad, augud ja laigud pistavad nende pinnale. Pärgament on väiksem, kui ma arvasin, et see oleks, mitte palju suurem kui kõvakaaneline romaan.
Ma tahan lihtsalt näägutada, kuid masinate kohmakus tuletab mulle meelde, et mul on tööd teha. Kuna olen Archie ümbruses nii palju aega veetnud, on pildistamismeeskond andnud mulle täna pärastlõunal vahetusejuhi töö. Kontrollin röntgeniskänneri intensiivsust, panen kirja aja ja registreerin dokumendi läheduses olevate keskkonnamonitoride alt temperatuuri ja niiskuse. Selle lehekülgedel on Archimedese kahe teose ainus teadaolev säilinud teos ja kreeka originaali ainus versioon. Lisaks on Aristotelese traktaadi kategoriseerimise loogikast 14 lehekülge haruldasi kommentaare ja veel 10 lehekülge, mis salvestavad kaks varem tundmatut kõnesid Hüperidese, Ateena oraatori ja neljanda sajandi poliitiku kohta, bc. Enamik neist on palja silmaga nähtamatud. - neid on varjanud hallitus, kirjutanud keskaegne preester või peaaegu hävitanud moodne võltsija, kes ei teadnud nende tegelikku väärtust ega hoolinud neist.
Archimedese kohta võib kõige paremini teada saada, kui ta tõuseb vannist ja jookseb alasti läbi Kreeka linnriigi Syracuse tänavatel praegusel Sitsiilia saarel, hüüdes "Eureka". ("Ma olen selle leidnud.") Legendi järgi - ja see on tõenäolisem legend kui fakt - oli kolmanda sajandi bc-matemaatik just avastanud, et ta oskab kulla puhtuse kindlaks teha osaliselt, mõõtes selle välja tõrjutava vee mahtu. Archimedese ja ka meie omal ajal tähistati matemaatika ja füüsika praktilisi rakendusi. Tema leiutatud kruvi liigutab vett ikka ülesmäge ning tema kavandatud katapuldid ja muud relvad kaitsesid Siracusat Rooma sissetungijate eest. (Siracusa langes lõpuks Rooma piiramisrõnga alla ja 75-aastaselt tappis Archimedese vaenlase sõdur - arvatavasti pärast seda, kui oli liiva joonistanud geomeetrilisi figuure ja klõpsanud: "Ära sega mu ringe!"). Samuti hindas ta pi. "Archimedes oli antiikmaailma suurim matemaatik, " ütleb William Noel, Baltimore'i Waltersi kunstimuuseumi iidsete käsikirjade kuraator ja palimpsesti hooldamise ja lugemise eest kõige vastutav isik. "Ta oli esimene teadlane, kes rakendas abstraktseid matemaatilisi põhimõtteid ümbritseva maailma suhtes."
Archimedes kirjutas oma traktaadid papüürusrullidele, mille originaalid on kadunud. Kuid tema teoseid kopeerisid kirjatundjate põlvkonnad ustavalt ja tegid hüppe seotud kitsenaha pärgamendiga mingil viienda sajandi lõpus, tõenäoliselt Konstantinoopolis. Ristisõdijad lammutasid selle linna suured raamatukogud 1204. aastal, kuid üks pärgament, millele pandi 900-ndad, jäi kuidagi ellu ja peideti Petlemma lähedal asuvasse kristlikku kloostrisse. Aastal 1229 võttis Kreeka preester, kes vajas palveraamatu jaoks pärgamenti, lahti Archimedese käsikirja, kraapis ja pesi lehed maha ning kopeeris palimpsestimise teel tuntud protsessi käigus Archimedese kirjutiste peale liturgilise teksti (kreekakeelsest sõnast palimpsestos, mis tähendab " kraabitud uuesti "). Jube, nagu praegu tundub, poleks algtekst tõenäoliselt säilinud, kui kirjatundja poleks seda taaskasutanud ja järgnevad mungad poleks palveraamatut säilitanud - teadmata pühakirjade all peituvat.
Need Archimedese traktaadid olid ajaloos sisuliselt kadunud kuni 1906. aastani, mil Taani klassikute teadlane Johan Ludwig Heiberg avastas Konstantinoopoli kreeka õigeusu kloostri raamatukogus tuhandeaastase käsikirja. Heiberg tunnistas, et palvete all olevad nõrgad kirjutised tulid Archimedese meelest. Heibergil lubati paljusid lehti pildistada ja ta avaldas teaduslikke artikleid nende kirjutiste kohta, mida ta suutis dešifreerida. Kuid Heiberg ei suutnud mõnda lehte lugeda ja ta eiras diagramme. Siis, millalgi pärast Esimest maailmasõda, kadus palimpsest uuesti, eemaldati müstilistel asjaoludel raamatukogust - võimalik, et see kloostrist varastati - ja arvatakse, et see oli suure osa 20. sajandist olnud prantsuse pere käes. See tõusis taas üles 1998. aastal, kui anonüümne erakollektsionäär USA-s ostis dokumendi enampakkumisel 2 miljoni dollari eest.
Palimpsest võis jääda avalikkuse ette ja teadlaste kätte, kui Waltersi kunstimuuseumi Noelil poleks õnnestunud müügiesindaja kaudu uue omanikuga ühendust võtta ja sellele juurdepääsu taotleda. Kuraatori rõõmsaks üllatuseks edastas omanik (kes jääb anonüümseks) isiklikult Noelile ja tema kolleegidele Waltersis säilitamiseks ja õppimiseks.
Palimpsest oli sajandil märkimisväärselt halvenenud pärast seda, kui Heiberg seda Türgis esmakordselt uuris. Niiskus oli soodustanud hallituse kasvu ja lehtedel oli senisest veelgi rohkem auke. Mis kõige hullem - neli neist olid kaetud kullalehtede maalidega. Ilmselt oli eelmine omanik eksliku katsega muuta raamatu väärtust väärtuslikumaks bütsantsi käsikirja võltsimiseks palimpsesti lehti.
1000-aastane Archimedes Palimpsest eraldati, puhastati, stabiliseeriti ja analüüsiti. (George Steinmetz) Enne kui nad võisid hakata Archie saladusi lahti mõtestama, asusid Waltersi konservaatorid Abigail Quandti juhtimisel vaeva nägema, et kahju peatada. Raamatu eraldamine ja puhastamine võttis aega neli aastat. Samal ajal, kasutades ultraviolettvalgust ja erinevaid võtteid piltide suurendamiseks, suutsid Johns Hopkinsi ülikooli, Rochesteri tehnoloogiainstituudi ja teiste asutuste teadlased paljastada umbes 80 protsenti käsikirjast. Stanfordi ülikooli klassikaprofessori Reviel Netzi sõnul lisas see töö Heibergi pingutustele märkimisväärselt.
Dokumendi kõige olulisem traktaat kannab nime "Mehaaniliste teoreemide meetod". Selles kasutab Archimedes objekti geomeetriliste ja füüsikaliste omaduste tuletamiseks viisi, kuidas eset tasakaalustada. Veelgi olulisem on meetodi lõpmatuse kirjeldus, kontseptsiooni, mida antiik-Kreeka matemaatikute jaoks on liiga kaua probleemseks peetud. Meie tänapäevast arusaama sellest rafineerisid Issac Newton ja Gottfried Wilhelm von Leibniz, kui nad iseseisvalt kalkuleerisid. Palimpsestist teavad teadlased nüüd, et lõpmatust mõistis Archimedes 20 sajandit varem.
Teine ainulaadne tekst on "Mahasurumine", vaieldamatult esimene kombinatoorikat käsitlev traktaat - matemaatikaharu, mis tegeleb elementide korraldamisega komplektides. Selles lõigus kirjeldab Archimedes mõistatust, milles ruut lõigatakse 14 ebakorrapäraseks tükiks. Mõistatuse lahendus seisneb selles, kuidas määrata tükid, kuidas tükke uuesti ruuduks paigutada. Pole teada, kas Archimedes lahendas mõistatuse - need lehed on kadunud -, kuid tänapäevased matemaatikud leidsid vastuse: 17 152.
Noeli Waltersi kunstimuuseumi meeskond dešifreeris suurema osa palimpsestist, kuid ei suutnud sepistaja kuldlehega maali läbi lugeda. Sealt jõudis pildile Stanfordi sünkrotronkiirguse labor (SSRL). Labor genereerib röntgenikiirgust võimsatest elektronkiirtest, mis tiirlevad aknata, sõõrikujulises hoones 260-jala läbimõõduga rõnga ümber peaaegu valguse kiirusel. Paar aastat tagasi, töötades sõltumatu Exploratorium projekti kallal, käisin ma SSRL-is ringkäigul, kui saksa päritolu füüsik Uwe Bergmann peatas mu grupi kõverdatud esikus. Ta rääkis meile, et ta töötab eksperimendis, mille käigus paljastati tindiga pärgament SSRL-i röntgenikiirgusele. Bergmann oli palimpsesti kohta lugenud ühes Saksa ajakirjas ja oli järeldanud, et SSRL suudab kuldmaalingute all olevas tindis rauda kujutada. Katse Bergmann näitas mulle, et see päev oli teda veennud, et tema tehnika võib töötada pärgamendil - ja ta hüppas põnevusega üles ja alla.
Varjatud tindi paljastamiseks löövad pärgamendil olevad röntgenikiired, mis moodustavad palgi, mis pole paksem kui juustest, tint. Nende energia põhjustab tindis teatud elementide fluorestseerumist või hõõgumist. Detektorid võtavad iga elemendi eristatava fluorestsentsi lainepikkuse ja arvuti teisendab andmed arvutipiltideks. "Röntgenikiirgus hoolib lihtsalt pärgamendil olevat elementi, " ütleb Bergmann. "Võite tindis olevat triikrauda jälgida, hoolimata sellest, mis on selle kohal või all."
Viimase kahe aasta jooksul on SSRL-i pildistamiskatsed andnud uusi põnevaid tulemusi, sealhulgas kirjatundja allkiri, kes esimesena kopeeris liturgilisi tekste, ja kuupäev, millal ta selle tegi (Ioannes Myronas, 29. aprillil 1229).
Nüüd oleme kümnepäevase jooksu lõpus. Oleme skanninud ühe raamatu kõige keerulisema lehe, sissejuhatuse Archimedese raamatusse "Mehaaniliste teoreemide meetod", mida katab istuva pühaku kuldlehtede võltsimine. Lehel olev diagramm sisaldab kriitilist teavet selle kohta, kuidas Archimedes arvas geomeetriliste tõendite kohta, teavet, mida Heiberg ignoreeris. See on selle lehe teine kord; et saada maali alt rohkem nõrku jooni, on detektorid häälestatud kaltsiumi, mitte raua järgi.
Teatud edu on meil juba olnud. Stanfordi Reviel Netz ütles meile nädala alguses, et ta nägi esimest korda selgelt Archimedese filmi "Mehaaniliste teoreemide meetod" juurde kuuluva joonise ühte silte. Netz ütles, etikett otsustas teadlaste seas pikaajalise vaidluse selle üle, mida nad diagrammi veaks pidasid.
Pärast Stanfordi viib konservaator Abigail Quandt palimpsesti tagasi Baltimore'is asuvasse Waltersi kunstimuuseumi, kus ta teeb täiendavat pilditöötlust, et paljastada rohkem Ateena oraatori Hyperides teksti, mis peaks eeldatavasti sisaldama uut teavet Kreeka demokraatia alustalade, Ateena õiguse ja sotsiaalse ajaloo kohta. Töörühm loodab oma töö kokku panna millalgi 2008. aastal, seejärel hakatakse dokumenti eksponeerima kolm kuud Waltersis ja hiljem teistes muuseumides. Selle tekst avaldatakse nii teadlastele kui ka üliõpilastele. "Mida me Archimedes Palimpsestiga leidsime, on see, et see raamat ei lakka kunagi oma saladustest loobumast, " ütleb Noel. "See on nagu suure vaimuga töötamine; sa oled pannud mõtlema asjadele uutmoodi - alates keskaja ajaloo mutritest ja poltidest kuni kalkuleerimise ja füüsika juurteni."
Mary K. Miller on ajakirja Watching Weather kaasautor ning San Franciscos asuva Exploratoriumi kirjanik ja veebitootja.
