Un fascicul subțire de raze X scanează scrierile legendarului om de știință și matematician grec Arhimede, un text ascuns care poate fi cel mai important document științific antic descoperit încă din Renaștere. Pe măsură ce linii slabe apar pe un monitor de calculator mare de la Laboratorul de radiații Synchrotron de la Stanford, abia acum pot face imaginea fantomatică a literei grecești lambda.
În calitate de producător Webcast pentru muzeul de științe Exploratorium din San Francisco, am documentat această utilizare experimentală a unuia dintre cele mai sofisticate instrumente ale științei moderne, pentru a descifra o carte veche de 1.000 de ani din piele de capră. Cunoscut sub numele de Archimedes Palimpsest, supranumit Archie pentru scurt, pare teribil de fragil. Marginile majorității celor 174 de pagini ale cărții sunt arse, iar lacrimile, găurile și petele de mucegai violet își pun suprafața. Pergamentul este mai mic decât am crezut că ar fi, nu cu mult mai mare decât un roman hardback.
Vreau pur și simplu să mă descurc, dar zumzetul mașinilor îmi amintește că am de lucru. De când am petrecut atât de mult timp în jurul lui Archie, echipa de imagini mi-a oferit slujba de supervizor de schimb în această după-amiază. Verific intensitatea scanerului cu raze X, notez timpul și înregistrez temperatura și umiditatea de pe monitoarele de mediu din apropierea documentului. În paginile sale este singura înregistrare de supraviețuire cunoscută a două dintre lucrările lui Arhimede și singura versiune a alteia din greaca originală. În plus, există 14 pagini cu rare comentarii despre tratatul lui Aristotel privind logica categorizării și alte 10 pagini care înregistrează două discursuri anterior necunoscute despre Hyperide, un orator și politician atenian din secolul al IV-lea î.Hr., majoritatea acestora sunt invizibile pentru ochiul liber. - au fost obscurate de mucegai, scrise de un preot medieval sau aproape distruse de un falsificator modern care nu le-a recunoscut sau nu-i pasa de adevărata lor valoare.
Arhimede poate fi cel mai cunoscut pentru că s-a ridicat din baia sa și a alergat dezbrăcat pe străzile din Siracusa, un oraș-stat grec pe ceea ce este acum insula Sicilia, strigând „Eureka”. („Am găsit-o.”) Conform legendei - și este mai probabil o legendă decât un fapt - matematicianul din secolul al III-lea a descoperit că poate determina puritatea aurului în parte, măsurând volumul de apă pe care îl deplasează. Arhimede a fost sărbătorit în timpul său, precum și al nostru, pentru aplicațiile sale practice de matematică și fizică. Șurubul pe care l-a inventat încă mișcă apa în sus, iar catapultele și alte arme pe care le-a proiectat au apărat Siracusa de invadatorii romani. (Siracusa a căzut în cele din urmă sub asediul roman, iar Arhimede a fost ucis de un soldat inamic la vârsta de 75 de ani - se presupune că după ce a desenat figuri geometrice în nisip și s-a smuls: „Nu deranjați cercurile mele!”) El a estimat și valoarea pi. „Arhimede a fost cel mai mare matematician din lumea antică”, spune William Noel, un curator de manuscrise antice la Muzeul de Artă Walters din Baltimore și persoana cea mai responsabilă pentru îngrijirea și lectura palimpsestului. „A fost primul om de știință care a aplicat principii matematice abstracte în lumea din jurul său.”
Arhimede și-a scris tratatele pe role de papirus, ale căror originale s-au pierdut. Dar lucrările sale au fost copiate fidel de generații de cărturari și au făcut saltul pe pergamentul de piele de capră până la sfârșitul secolului al V-lea, probabil la Constantinopol. Marile biblioteci ale orașului au fost jefuite de cruciați în 1204, dar o pergament, creată în anii 900, a supraviețuit cumva și a fost secretată departe de o mănăstire creștină din apropiere de Betleem. În 1229, un preot grec care avea nevoie de pergament pentru o carte de rugăciuni a scos manuscrisul Arhimede, a răzuit și spălat paginile și a copiat textul liturgic deasupra scrierilor lui Arhimede într-un proces cunoscut sub numele de palimpsesting (din cuvântul grecesc palimpsestos, însemnând " razuit din nou "). Oribil, așa cum pare acum, textul inițial probabil că nu ar fi supraviețuit dacă scribul nu l-ar fi reciclat și călugării ulterior nu ar fi păstrat cartea de rugăciune - nu știau ce se află sub scripturi.
Aceste tratate arhimede s-au pierdut în esență în istorie până în 1906, când un savant clasic danez, Johan Ludwig Heiberg, a descoperit manuscrisul vechi de o mie de ani într-o bibliotecă dintr-o mănăstire ortodoxă greacă din Constantinopol. Heiberg a recunoscut că scrierile slabe de sub rugăciuni veneau din mintea lui Arhimede. Lui Heiberg i s-a permis să fotografieze multe dintre pagini și a publicat articole erudite pe acele scrieri pe care a fost capabil să le descifreze. Dar Heiberg nu putea citi câteva pagini și a ignorat diagramele. Apoi, cândva după primul război mondial, palimpsestul a dispărut din nou, scos din bibliotecă în circumstanțe misterioase - eventual furate de la mănăstire - și se crede că a fost în mâinile unei familii franceze o mare parte din secolul XX. Acesta a reapărut din nou în 1998, când un colecționar privat anonim din Statele Unite a cumpărat documentul la licitație pentru 2 milioane de dolari.
Cel mai palimpsest ar fi putut rămâne în afara viziunii publice - iar mâinile savanților - dacă Noel nu a reușit muzeul de artă Walters să-l contacteze pe noul proprietar, prin intermediul agentului vânzător și să solicite acces la acesta. Spre surprinderea încântată a curatorului, proprietarul (care rămâne anonim) a trimis-o personal lui Noel și colegilor săi pentru conservare și studiu la Walters.
Palimpsestul s-a deteriorat semnificativ în secol de când Heiberg l-a examinat pentru prima dată în Turcia. Umiditatea a stârnit creșterea mucegaiului și au fost și mai multe găuri în pagini decât înainte. Cel mai rău dintre toate, patru dintre ele au fost acoperite cu tablouri cu frunze de aur. Aparent, într-o încercare greșită de a face cartea mai valoroasă, un proprietar anterior folosise pagini palimpsest pentru a falsifica un manuscris bizantin iluminat.
Arhimede Palimpsest, în vârstă de 1.000 de ani, a fost eliminat, curățat, stabilizat și analizat. (George Steinmetz) Înainte să poată începe să descifreze secretele lui Archie, conservatorii Walters, conduși de Abigail Quandt, au început munca grea de a stopa pagubele. A fost nevoie de patru ani pentru a desprinde cartea și pentru a o curăța. Între timp, folosind lumina ultravioletă și diverse tehnici pentru îmbunătățirea imaginilor, oamenii de știință de la Universitatea Johns Hopkins, Institutul de Tehnologie Rochester și alte instituții au putut dezvălui aproximativ 80 la sută din manuscris. Potrivit Reviel Netz, profesor de clasici la Universitatea Stanford, această lucrare s-a adăugat substanțial la eforturile lui Heiberg.
Cel mai important tratat al documentului este numit „Metoda teoremelor mecanice”. În ea, Arhimede folosește modul în care un obiect poate fi echilibrat pentru a-și deriva proprietățile geometrice și fizice. Și mai importantă este descrierea metodei infinitului, concept considerat de mult prea problematic pentru ca matematicienii greci antici să înțeleagă. Înțelegerea noastră modernă despre aceasta a fost rafinată de Issac Newton și Gottfried Wilhelm von Leibniz atunci când au inventat independent calculul. Din palimpsest, savanții știu acum că Arhimede a fost înțeles de infinit cu 20 de secole mai devreme.
Un alt text unic este „Stomachionul”, probabil, primul tratat despre combinatorică, ramura matematicii preocupată de organizarea elementelor din seturi. În acest pasaj, Arhimede descrie un puzzle în care un pătrat este tăiat în 14 bucăți neregulate. Soluția puzzle-ului constă în determinarea numărului de moduri în care piesele pot fi aranjate înapoi într-un pătrat. Nu se știe dacă Arhimede a rezolvat puzzle-ul - paginile respective s-au pierdut - dar matematicienii moderni au determinat răspunsul: 17, 152.
Echipa muzeului de artă Noel Walters a descifrat cea mai mare parte a palimpsestului, dar nu a putut citi prin pictura cu frunze de aur a falsificatorului. Acolo a apărut laboratorul de radiații (SSRL) Stanford Synchrotron. Laboratorul generează raze X din fascicule puternice de electroni care circulă în jurul unui inel cu diametrul de 260 de metri în clădirea fără gogoașă, în formă de gogoașă, la aproape viteza luminii. Cu câțiva ani în urmă, în timp ce lucram la un proiect Exploratorium fără legătură, făceam un tur al SSRL când Uwe Bergmann, un fizician de origine germană, mi-a oprit grupul pe holul curbat. El ne-a spus că lucrează la un experiment care a implicat expunerea pergamentului cernut la fasciculul de raze X al SSRL. Bergmann citise despre palimpsest într-o revistă germană și dedusese că SSRL va fi capabil să imagineze fier în cerneala de sub tablourile de aur. Experimentul pe care Bergmann mi-a arătat-o în acea zi îl convinsese că tehnica lui ar putea funcționa pe pergament - și practic sărea în sus și în jos cu emoție.
Pentru a scoate la iveală cerneala ascunsă, razele X care formează un fascicul nu mai gros decât o cerneală umană lovesc părul pe pergament. Energia lor determină fluorescența sau strălucirea anumitor elemente din cerneală. Detectoarele identifică lungimea de undă distinctă a fluorescenței fiecărui element, iar un computer transformă datele în imagini ale computerului. „Razele X doar le pasă de elementul de pe pergament”, spune Bergmann. „Puteți observa fierul în cerneală indiferent de ceea ce este deasupra sau sub el.”
În ultimii doi ani, experimentele de imagistică ale SSRL au oferit câteva rezultate noi și interesante, inclusiv semnătura scribului care a copiat pentru prima dată textele liturgice și data la care a făcut-o (Ioannes Myronas, la 29 aprilie 1229).
Acum suntem la sfârșitul alergării de zece zile. Am scanat una dintre cele mai dificile pagini din carte, introducerea „Metodei teoreme mecanice” a lui Arhimede, care este acoperită de o falsificare din frunze de aur a unui sfânt așezat. O diagramă de pe pagină conține informații critice despre modul în care arhimede s-a gândit la dovezi geometrice, informații pe care Heiberg le-a ignorat. Aceasta este a doua rulare a acestei pagini; pentru a extrage mai multe linii slabe de sub vopsea, detectoarele au fost reglate pentru a imagina calciu, mai degrabă decât fier.
Am avut deja un succes. Reviel Netz de la Stanford ne-a spus la începutul săptămânii că a putut vedea clar pentru prima dată una dintre etichete pentru un desen care însoțește „Metoda teoremelor mecanice” a lui Arhimede. Eticheta, spune Netz, a decis o dispută de lungă durată între savanți despre ceea ce ei considerau o eroare în diagrama.
După Stanford, palimpsestul va fi transportat manual de către conservatorul Abigail Quandt înapoi la Muzeul de Artă Walters din Baltimore, unde va fi supus unei lucrări imagistice suplimentare pentru a dezvălui mai mult textul de la Hyperides, oratorul atenian, despre care se preconizează că va conține noi informații despre bazele democrației grecești, ale dreptului atenian și ale istoriei sociale. Echipa se așteaptă să își încheie activitatea cândva în 2008, apoi documentul va fi afișat timp de trei luni la Walters și mai târziu la alte muzee. Textul său va fi publicat pentru că savanții și studenții să poată trece peste. „Ceea ce am descoperit cu Arhimede Palimpsest este că această carte nu încetează niciodată să renunțe la secretele sale”, spune Noel. "Este ca și cum ai lucra cu o minte grozavă; ești făcut să te gândești la lucruri în moduri noi - de la piulițele și șuruburile istoriei medievale până la rădăcinile calculului și fizicii."
Mary K. Miller este coautor al Watching Weather și scriitoare și producător web pentru Exploratorium din San Francisco.
