Чи міг Архімед спалити римський флот 30 Травня 2012
Всім відома історія про те, як Архімед відкрив закон, названий на його честь. Він вискочив без хітону з ванни з криком: "Еврика!". Сьогодні важко сказати, чи справді мислитель біг вулицею без одягу. Але ніхто не заперечує сам факт відкриттів, які були документально зафіксовані.
Але не все так гладко з легендою про спалення римського флоту. Тепер уже неможливо дізнатися, чи справді Архімед зміг знищити римський флот, чи це була лише вигадка істориків.
Про що замовчують свідки
До нашого часу збереглося кілька описів штурму Сіракуз, під час якого, як каже легенда, Архімед спалив військові римські кораблі. У 212 році до нашої ери, під час Другої Пунічної війни, облогу римлян зазнало грецьке місто Сіракузи. До ворожих кораблів було приблизно 300 ліктів (близько 150 метрів), що не дозволяло їх обстрілювати за допомогою катапульт, сконструйованих Архімедом.
Тоді Архімед наказав відполірувати до блиску щити, взяти дзеркала, а потім сфокусувати промені Сонця на кораблях римлян. Воїни виконали наказ вченого, і триреми – римські військові кораблі – спалахнули яскравим полум'ям.
Інша версія говорить про те, що на допомогу Архімеду прийшли жінки Сіракуз. Він розпорядився підняти на кріпосну стіну відполірований до блиску мідний посуд і направити сонячне проміння на кораблі.
Є ще одна теорія, яка каже, що вчені спорудили велику машину, до складу якої входила ціла система дзеркал. У центрі було величезне шестикутне дзеркало, мабуть, що складається з кількох секцій. Біля нього були закріплені чотирикутні дзеркала. Керувалася система за допомогою ланцюгових механізмів. Поворот важелів дозволяв фокусувати сонячне випромінювання різних відстанях. Цеймеханізм допоміг підпалити кілька кораблів. А вже з них вогонь перекинувся на інші судна, що змусило римлян відступити. На жаль, історичні хроніки того часу не містять жодної інформації про використання у цій битві вогню. Вже через 400 років після битви вчені та письменники того часу побіжно говорять про це як про відомий факт. На той час були і перші спроби з'ясувати, як це могло статися.
Математиком, архітектором і скульптором Анфімієм, який жив у VI столітті н.е., було створено систему з 24 дзеркал. Вчений використовував невідомі джерела, у яких описи системи дзеркал Архімеда. Для перевірки бойових якостей такої системи Анфімій спалив будинок сусіда, що докучав йому.
Подібні реконструкції проводилися і після Анфімія, але принцип не змінювався. Тому що рішення, знайдене Анфімієм, виявилося вірним.
Удар по репутації
Після подібних висновків і розрахунків Декарта історію про дзеркала і римський флот віднесли до розряду міфів, а репутації Архімеда було завдано серйозного удару. Але через сто з невеликим років, у 1747 році, інший француз Жорж-Луї Леклерк де Бюффон висловив сміливе припущення про те, що кількість тепла не пропорційна кількості розсіяного світла. Це дозволяло говорити про те, що для підпалювання дерева не потрібне дуже велике дерево.
Бюффон побудував систему із 128 плоских дзеркал. Використовуючи її, він не тільки зміг спалахнути дошку з відстані 50 метрів, але розплавив свинець і срібло. Досліди Бюффона змогли реабілітувати Архімеда, довівши, що така система могла існувати й у час. Але згодом роботу француза забули, і питання залишалося відкритим.
Зібрати гіперболоїд Архімеда пробували і сучасні вчені. Наприклад, 1973 року Іоанісом Сакасом, грецьким інженером-механіком, було зібрано команду з 70 чоловік. Вони стали на березі бухти, тримаючи в руках дзеркала з розмірами 91х50 см. За командою інженера помічники фокусували сонячні зайчики на човні зі смолою. Променям, поєднаним в одній точці, знадобилося кілька хвилин на те, щоб підпалити човен.
У 2005 році схожий досвід проводився групою дослідників із Массачусетського технологічного інституту. Вивчивши древні документи, вони почали перевіряти найпростіший варіант. У процесі досвіду використовувалося 129 дзеркальних плиток, зі сторонами приблизно тридцять сантиметрів. Їх встановили на конструкції, напівкруглої форми приблизно за 50 метрів від триметрової моделі корабля. Одне із дзеркал обклеїли стрічкою, щоб відбите світло падало у вигляді нахиленого хреста.
За задумом, він був прицілом. Направивши його на корпус макета, туди почали поступово зводити інші дзеркала. На націлювання 129 дзеркал було приблизно десять хвилин, після яких сонце йшло убік. Налагодженням установки займалося кілька людей. Більш того, на небі були легкі хмари, які знижували потужність потоку світла. Коли сонце здалося повністю, координатори відчинили дзеркала. За кілька хвилин з корабля з'явився легкий димок, потім спалах і відкрите полум'я. Виміри показали, що температура у сонячній плямі досягала 593 градусів за Цельсієм.
Експеримент провели ще раз, вже на воді. Судно спалахнуло і там. Виходить, що Архімед справді міг підпалити кораблі, використовуючи систему дзеркал.
У лазерному прицілі
Італійські дослідники вважають, що система дзеркал справді існувала. Але принцип її дії був трохи таким, як вважали. Їхнє світло лише засліплювало супротивника, після чого кораблі справді спалахували, але не під впливом «лазера».Підпалював їх грецький вогонь – суміш із сірки, смоли та селітри. Запальнички запускали катапультами із міських стін.
За версією італійських учених, гігантські бронзові диски, що засліплювали ворогів сонячним світлом, мали ще одне призначення. Вони були оптичним, точніше сказати «лазерним прицілом», як у сучасної стрілецької зброї.
Для розробки подібної системи Архімеду було необхідно дві речі: дальність стрілянини з катапульти і максимальна відстань, на якій людське око може розглянути світлову пляму, що відкидається дзеркалами. Потім Архімед розробив метальний апарат, в якому тятива спускалася в момент, коли вісь стріли поєднувалася із сонячним зайчиком. Усі розрахунки проводилися з урахуванням кривизни переміщення стріли на відстані 150 ліктів. Коли флот підійшов на цю дистанцію, дзеркала розчехлили і в кораблі полетіли стріли, які наводили сонячні «цілковказівники».