Великий вчений стародавності Архімед, який жив за два століття до Різдва Христового, досі захоплює світ своєю мудрістю і прозорливістю. Грецький вчений, якому належить відомий вигук «Еврика!», Який відкрив основні закони фізики, який побудував небесний глобус для астрономічних спостережень, вперше виміряв діаметр Сонця і обчислити окружність Землі, який сформулював закон гідростатики, що заклав основи математики та алгебри, а також зробив масу дотепних винаходів, відомий кожному.
Відомі і його заслуги у військовій справі. Наприклад, успішне використання сконструйованих ним військових машин проти римського флоту під час облоги Сіракуз.
Або те, як він за допомогою системи дзеркал, немов гіперболоїдом Гаріна, підпалив ворожі кораблі римської ескадри.
Стоп! А чи було це насправді? А якщо і було, то все-таки як це могло статися?
У 213 році до н.е. під час другої Пунічної війни, що вибухнула між Римом і Карфагеном, римський сенат вирішив зробити негайний і рішучий штурм союзного карфагенянам міста Сіракузи, розташованого на острові Сицилія. Після Гиерона влада в Сиракузах перейшла до його спадкоємцю Гієроніма, який відразу приєднався до Ганнібалу. Рим намірився остаточно вирішити питання про переможця в неабияк тривалою кампанії і заволодіти Сиракузамі.
Командувати силами вторгнення був призначений талановитий і жорстокий полководець Марк Клавдій Марцелл, який прийняв неймовірне на перший погляд рішення: напасти на місто з моря, де захисні стіни невисокі і виходять на самий край берега. Він добре пам'ятав про те, що афіняни свого часу зазнали невдачі у міцних стін цього міста, тому вирішив напасти з боку Іонічного моря.
Марк Клавдій Марцелл (близько 270 - 208 рік до н. Е.)
на денарии монетарія Публія Корнелія Лентула Марцеллина
Для блокади Сіракуз римляни спорядили 25-тисячну армію і знову довели чисельність свого флоту до 150 пентер, з яких 100 мали збудувати знову. Частина цього флоту негайно пішла в Сицилію, де консул Марцелл відрядив 60 кораблів для блокади Сіракуз.
Про плани римлян і про наближення ворожого флоту в Сіракузах було відомо. У керівництві обороною разом з воєначальником Гіппократом бере участь один з найбільш шанованих громадян Сіракуз, винахідник і вчений, вже ощасливив жителів різними корисними «побутовими» винаходами (катапульта в той час теж до них ставилася). Архімед - переконаний еллін по духу і терпіти не може варварський Рим, тому докладає всіх зусиль, щоб допомогти улюбленому місту. А працював наш герой творчо і з вогником. причому в буквальному сенсі слова!
Римський флот отримав наказ Марцелла очистити за допомогою лучників підступи до стін, а потім обстріляти з найближчої дистанції самі стіни важкими метальними машинами, щоб пробити в них пролом. Крім того, Марцелл наказав зробити щось на зразок плоту з восьми міцно пов'язаних між собою судів, на якому була побудована дерев'яна вежа, підносилася над міськими стінами.
Однак обороняється вдалося закидати наближалися з високими штурмовими драбинами римські кораблі важкими каменями, свинцем і залізом і настільки пошкодити їх, що вони змушені були відступити.
Плутарх стверджує, що Архімед за допомогою своїх машин з такою точністю метал величезні важкі камені, що вони кожного разу потрапляли в намічену ціль; з таким же успіхом діяли і побудовані ним метальні машини меншого розміру. Розповідають, що обложені метали проти кораблів важкі снаряди, забезпечені гаками і канатами, за допомогою яких кораблі притягувалися до стін, підводилися догори за ніс або за корму, після чого різко опускалися, що завдавало їм серйозні ушкодження.
Є й згадки про успішне застосування Архімедом якихось запальних дзеркал. Однак справедливості заради варто відзначити, що ні Полібій, ні Лівій, ні Плутарх в описі облоги Сіракуз римлянами нічого не повідомляють про використання теплового зброї.
Лише грецький письменник Лукіан в II столітті н.е. наводить цікаві відомості, за які згодом радісно вхопилися вчені, філософи і навіть художники епохи Відродження. Згідно Лукиану, Архімед побудував шестикутне дзеркало, зібране з невеликих чотирикутних дзеркал, кожне з яких було закріплено на шарнірах і наводилося в рух ланцюговим приводом. Завдяки цьому кути повороту дзеркал можна було підібрати таким чином, щоб відбиті сонячні промені фокусувалися в точці, що знаходиться від дзеркала на відстані польоту стріли. За допомогою такої системи дзеркал Архімед і підпалив кораблі римлян.
Для римлян це могло виглядати так: коли до Аркадіна - зовнішньої кріпосної стіни Сіракуз - залишалося близько 150 метрів, раптом почалося небачене кінець світу. Сліпучі снопи ярчайшего світла обрушилися на скам'янілих від жаху бійців Клавдія Марцелла. Одночасно спалахнули вітрила і дерев'яні корпуси кораблів. Здавалося, ніби караюча правиця Зевса обрушилася на римлян. Кілька кораблів згоріло, і в той раз атака на Сіракузи не відбулася ...
Ще одна згадка міститься в творі «Про темперамент» знаменитого римського вченого-медика Галена. Описуючи пожежа, Гален розповідає, що стіна будівлі загорілася від жару полум'я, і додає: «Таким же чином, кажуть, і Архімед підпалив триреми ворога запальними дзеркалами».
Питання про дзеркала Архімеда розбирав чотириста років по тому візантійський учений Анфимий в творі «Про чудесні механізмах». Зберігся уривок з цього твору є не тільки джерелом, але і першим науковим досягненням, породженим звісткою про архімедівських дзеркалах.
Анфимий спробував навіть дати реконструкцію дзеркал, виходячи з радіуса дії, рівного дальності польоту стріли. Це відстань було для Анфимия однією з умов завдання, почерпнутих, мабуть, з джерел, які до нас не дійшли.
Першим глянувши на проблему як на завдання, византиец пише: «Необхідна відстань здавалося великим і, здавалося неможливим отримати займання, але оскільки ніхто не міг заперечувати славу Архімеда, який спалив кораблі римлян за допомогою відбиття сонячних променів, то резонно було думати, що завдання могла бути вирішена за допомогою принципів, викладених нижче ».
Висновок Анфимия такий: «За допомогою багатьох плоских дзеркал можна відобразити в одну точку таку кількість сонячного світла, що його об'єднане дію викличе загоряння. Цей досвід можна зробити за допомогою великого числа людей, кожен з яких буде тримати дзеркало в потрібному положенні.
Далі за справу взялися вчені. Чимало часу присвятив цьому питанню французький натураліст і винахідник Жорж Луї Бюффон. Після його успішних дослідів думку про реальність архімедівських дзеркал відродилося.
Але з часом роботи Бюффона були забуті, і непомітно знову поширилася думка про технічну неможливість існування «лазера» Архімеда.
Однак в 70-і роки XX століття грецький інженер-механік Іоанніс Сакас знову поставив досвід і довів, що таке можливе. У порту Скараманга під Афінами побудували кілька десятків солдатів, кожен з яких тримав прямокутне дзеркало розміром 91x50 см. На відстані близько 50 метрів від берега поставили човен, завантажену смолою. За командою Сакаса солдати кілька разів піднімали щитоподібні дзеркала - так вчений шукав потрібний кут, щоб сфокусувати сонячні промені на човні. І раптом човен задимівся, а потім спалахнула яскравим полум'ям.
У легендах про дзеркала немає відомостей, що суперечать історії або можливостям техніки епохи Архімеда. У джерелах говориться про підпал кораблів, але не про спалення флоту, що ні суперечить розповіді Полібія про штурм Сіракуз. Адже пожежа на двох-трьох, навіть десяти кораблях не міг істотно вплинути на хід морської атаки, в якій тільки важких кораблів брало участь не менше шістдесяти.
Що стосується подальшої долі Сіракуз, то спалахнули повстання інших сицилійських міст відвернули на якийсь час частина римських військ, і римляни ненадовго залишили місто в спокої. Але в 212 році до н.е. скориставшись проходили в місті святом, Марцелл знову почав штурм і зумів опанувати верхньою частиною міста. На жаль, під час облоги загинув і великий вчений Архімед. Спроба вибити римлян з завойованих позицій, розпочата прийшли на допомогу загоном карфагенян під командуванням Гімількон, успіху не мала. Однак і римляни змогли заволодіти іншими частинами міста тільки через 8 місяців ...
У джерелах говориться про застосування дзеркал тільки проти флоту, хоча вони могли пошкодити піхотинцям Аппія нітрохи не менше, ніж морякам Марцелла, запалюючи переносні укриття, засліплюючи і обпікаючи воїнів. Чому?
Відповідь проста: якщо поглянути на карту Сіракуз, то виявиться, що положення сонця по відношенню до борцям виключало застосування дзеркал проти піхоти. Піше військо наступало з боку Гексапіл - воріт, розташованих в центрі північної стіни міста, і сонце знаходилося за спиною їх захисників. Флот Марцелла, навпаки, атакував Аркадіну, район, звернений на схід. Тут Сонце світило з боку моря, і умови для застосування дзеркал були якраз найкращими.
Було всього два штурму Сіракуз - денний і після його невдачі - нічний. Чи не було в якійсь мірі таке рішення римлян викликано бажанням «знешкодити» дзеркала?
Виходить, що визнання за легендою реальних подій не вимагає перегляду відомої з джерел картини штурму Сіракуз, а послужить лише певним доповненням.
З іншого боку, якщо «лазер» Архімеда дійсно існував, то чому ж римляни, захопивши Сіракузи наперекір усім інженерним чудесам обороняються, що не скопіювали ці самі бойові дзеркала?
Так був «лазер» чи ні?
У 1747 році той же Бюффон писав: «Історія запальних дзеркал Архімеда широко відома і знаменита. Він винайшов їх для захисту своєї батьківщини. Стародавні кажуть, що він направив сонячний вогонь на ворожий флот і звернув його в попіл. Але справжність цієї історії, в якій не сумнівалися протягом п'ятнадцяти або шістнадцяти століть, була останнім часом поставлена під сумнів і навіть визнана фантастичною. Декарт заперечував можливість подібного винаходу, і його думка взяло гору над свідоцтвами вчених і письменників античної епохи ... »
В «Історії природознавства» Ф. Даннемана, виданої в 1913 році, написано: «Проти нападів флоту обложені боролися за допомогою палаючих головешок. Пізніші історики створили з цього абсолютно неймовірну байку, ніби Архімед запалив суду нападників за допомогою увігнутих дзеркал ». Повне заперечення легенди. І багато сучасних фізики поділяють цю думку.
З одного боку, експерименти підтвердили прозорливість Архімеда. Дослідники розташували перед полотняним вітрилом, встановленим в пустелі, 450 дзеркал загальною площею близько 20 квадратних метрів. Оскільки кожне з дзеркал за допомогою відбитого випромінювання піднімало температуру вітрила на півтора градуси, він дійсно загорівся. Але те, що римський флот був дійсно підпалено за допомогою дзеркал, викликало дуже великі сумніви.
По-перше, маси холодного повітря між дзеркалами і кораблями над холодним морем істотно знижували б нагрівальну здатність променів.
По-друге, вченим довелося чекати кілька хвилин, поки вітрило загориться. Однак все письмові свідчення очевидців однозначно стверджують: вітрила і дерев'яні обшивки кораблів спалахували майже одночасно з потоками світла, що хлинули з берега.
Ще один факт: бронзові дзеркала були дійсно виявлені при розкопках в Сіракузах, проте їх шліфування виявилася вельми недосконалою. А адже кораблів було не один десяток, і всі вони загорілися одночасно ...
Такі вони були, суворі скрепі-ярди тієї епохи.
Однак, на думку італійських дослідників, система дзеркал все-таки існувала. Але її дію насправді виявилося не зовсім таким, як це прийнято вважати. Їх світло засліпило насувається противника, а потім кораблі дійсно спалахували, як свічки. Але не «лазер» був тому причиною, а все той же «грецький вогонь» - запальна суміш зі смоли, сірки і селітри, ще невідома тоді римлянам. «Запальнички» метали з катапульт на міській стіні разюче точно і ефективно.
За версією італійців, гігантські бронзові диски, засліплює ворогів відбитим сонячним світлом, служили ... оптичним прицілом. Точніше, його можна було б назвати «лазерним прицілом». Як в трилерах про найманих убивць. Кілер, сидячи за кілька сот метрів від своєї жертви, наводить на неї червону лазерну точку і ... спускає курок.
Щоб розробити таку систему в давнину, Архімеда необхідно було знати дві речі: дальність польоту стріли з катапульти і оптимальна відстань, при якому людське око здатне розрізняти світловий диск, що відкидається дзеркалом на вітрило. Перше було відмінно відомо кожному воїну, друге нескладно було визначити експериментально прямо на вулицях міста. Далі Архімед сконструював метальний апарат, в якому стрілок спускав тятиву в той момент, коли відбувалося суміщення осі стріли з сонячним зайчиком. Вся зброя була розрахована з урахуванням кривизни польоту стріли на відстань в 300 ліктів. Коли флот Марцелла наблизився на цю дистанцію, з дзеркал злетіли чохли, метальники навели знаряддя по «цілевказівки», спалахнули наконечники стріл і задзвеніли натягнуті шнури ...
Смерть Архімеда від рук римського легіонера
На закінчення хочеться навести слова Плутарха: «Архімед був настільки гордий наукою, що саме про ті свої відкриття, завдяки яким він набув слави ... він не залишив жодного твору». Це не зовсім точно, але багатьох робіт Архімеда ми дійсно не знаємо, а тому немає ніякої гарантії, що в майбутньому не відкриється ще якась таємниця великого вченого.