Великий ученый древности Архимед, живший за два столетия до
реклама
100 ВЕЛИКИХ ВОЕННЫХ ТАЙН НА ЗАРЕ ЦИВИЛИЗАЦИЙ «ЛАЗЕРНЫЙ ПРИЦЕЛ» АРХИМЕДА Великий ученый древности Архимед, живший за два столетия до Рождества Христова, до сих пор восхищает мир своей мудростью и прозорливостью. Греческий ученый, которому принадлежит знаменитое восклицание «Эврика!», открывший основополагающие законы физики, построивший небесный глобус для астрономических наблюдений, впервые измеривший диаметр Солнца и вычисливший окружность Земли, сформулировавший закон гидростатики, заложивший основы математики и алгебры, а также сделавший массу остроумных изобретений, известен каждому. Известны и его заслуги в военном деле. Например, успешное использование сконструированных им военных машин против римского флота во время осады Сиракуз. Или то, как он с помощью системы зеркал, словно гиперболоидом Гарина, поджег вражеские корабли римской эскадры. Стоп! А было ли это на самом деле? А если и было, то все-таки как это могло произойти? В 213 году до н.э. во время второй Пунической войны, разразившейся между Римом и Карфагеном, римский сенат решил произвести немедленный и решительный штурм союзного карфагенянам города Сиракузы, расположенного на острове Сицилия. После Гиерона власть в Сиракузах перешла к его наследнику Гиерониму, который сразу присоединился к Ганнибалу. Рим вознамерился окончательно решить вопрос о победителе в изрядно затянувшейся кампании и завладеть Сиракузами. Командовать силами вторжения был назначен талантливый и жестокий полководец Марк Клавдий Марцелл, который принял невероятное на первый взгляд решение: напасть на город с моря, где защитные стены невысоки и выходят на самый край берега. Он хорошо помнил о том, что афиняне в свое время потерпели неудачу у крепких стен этого города, потому решил напасть со стороны Ионического моря. Для блокады Сиракуз римляне снарядили 25-тысячную армию и снова довели численность своего флота до 150 пентер, из которых 100 предстояло выстроить вновь. Часть этого флота немедленно ушла в Сицилию, где консул Марцелл отрядил 60 кораблей для блокады Сиракуз. О планах римлян и о приближении неприятельского флота в Сиракузах было известно. В руководстве обороной вместе с военачальником Гиппократом участвует один из самых уважаемых граждан Сиракуз, изобретатель и ученый, уже осчастлививший жителей разными полезными «бытовыми» изобретениями. Архимед – убежденный эллин по духу и терпеть не может варварский Рим, поэтому прилагает все силы, чтобы помочь любимому городу. Римский флот получил приказание Марцелла очистить при помощи лучников подступы к стенам, а затем обстрелять с ближайшей дистанции сами стены тяжелыми метательными машинами, чтобы пробить в них брешь. Кроме того, Марцелл приказал сделать нечто вроде плота из восьми крепко связанных между собой судов, на котором была построена деревянная башня, возвышавшаяся над городскими стенами. Однако обороняющимся удалось забросать приближавшиеся с высокими штурмовыми лестницами римские корабли тяжелыми камнями, свинцом и железом и настолько повредить их, что они вынуждены были отступить. Плутарх утверждает, что Архимед при помощи своих машин с такой точностью метал громадные тяжелые камни, что они каждый раз попадали в намеченную цель; с таким же успехом действовали и построенные им метательные машины меньшего размера. Рассказывают, что осажденные метали против кораблей тяжелые снаряды, снабженные крюками и канатами, при помощи которых корабли притягивались к стенам, приподнимались кверху за нос или за корму, после чего резко опускались, что причиняло им серьезные повреждения. Есть и упоминания об успешном применении Архимедом каких-то зажигательных зеркал. Однако справедливости ради стоит отметить, что ни Полибий, ни Ливий, ни Плутарх в описании осады Сиракуз римлянами ничего не сообщают об использовании теплового оружия. Лишь греческий писатель Лукиан во II веке н.э. приводит любопытные сведения, за которые впоследствии радостно ухватились ученые, философы и даже художники эпохи Возрождения. Согласно Лукиану, Архимед построил шестиугольное зеркало, собранное из небольших четырехугольных зеркал, каждое из которых было закреплено на шарнирах и приводилось в движение цепным приводом. Благодаря этому углы поворота зеркал можно было подобрать таким образом, чтобы отраженные солнечные лучи фокусировались в точке, находящейся от зеркала на расстоянии полета стрелы. При помощи такой системы зеркал Архимед и поджег корабли римлян. Для римлян это могло выглядеть так: когда до Аркадины – внешней крепостной стены Сиракуз – оставалось около 150 метров, вдруг началось невиданное светопреставление. Ослепительные снопы ярчайшего света обрушились на окаменевших от ужаса бойцов Клавдия Марцелла. Одновременно вспыхнули паруса и деревянные корпуса кораблей. Казалось, будто карающая десница Зевса обрушилась на римлян. Несколько кораблей сгорело, и в тот раз атака на Сиракузы не состоялась… Еще одно упоминание содержится в сочинении «О темпераменте» знаменитого римского ученого-медика Галена. Описывая пожар, Гален рассказывает, что стена здания загорелась от жара пламени, и добавляет: «Таким же образом, говорят, и Архимед поджег триремы врага зажигательными зеркалами». Вопрос о зеркалах Архимеда разбирал четыреста лет спустя византийский ученый Анфимий в сочинении «О чудесных механизмах». Сохранившийся отрывок из этого сочинения является не только источником, но и первым научным достижением, порожденным вестью об архимедовых зеркалах. Анфимий попытался даже дать реконструкцию зеркал, исходя из радиуса действия, равного дальности полета стрелы. Это расстояние являлось для Анфимия одним из условий задачи, почерпнутым, видимо, из источников, которые до нас не дошли. Первым взглянув на проблему как на задачу, византиец пишет: «Требуемое расстояние казалось большим и, представлялось невозможным получить воспламенение, но поскольку никто не мог оспаривать славу Архимеда, который сжег корабли римлян с помощью отражения солнечных лучей, то резонно было полагать, что задача могла быть решена с помощью принципов, изложенных ниже». Вывод Анфимия таков: «При помощи многих плоских зеркал можно отразить в одну точку такое количество солнечного света, что его объединенное действие вызовет загорание. Этот опыт можно сделать с помощью большого числа людей, каждый из которых будет держать зеркало в нужном положении. Но чтобы избежать суматохи и путаницы, удобнее применить раму, в которой закрепить 24 отдельных зеркала с помощью пластин или, еще лучше, на шарнирах. Подставляя этот механизм солнечным лучам, надо правильно установить центральное зеркало, а потом и остальные, быстро и ловко наклоняя их… так, чтобы солнечные лучи, отраженные этими различными зеркалами, направлялись в ту же точку… Следует заметить, что все прочие авторы, которые говорили о зеркалах божественного Архимеда, упоминали не об одном зеркале, но о многих». Последние исторические сообщения об архимедовых зеркалах – также византийские – относятся уже к XII веку. Далее за дело взялись ученые. Немало времени посвятил этому вопросу французский натуралист и изобретатель Жорж Луи Бюффон. После его успешных опытов мнение о реальности архимедовых зеркал возродилось. Но со временем работы Бюффона были забыты, и незаметно снова распространилось мнение о технической невозможности существования «лазера» Архимеда. Однако в 70-е годы XX века греческий инженер-механик Иоаннис Сакас снова поставил опыт и доказал, что подобное возможно. В порту Скараманга под Афинами построили несколько десятков солдат, каждый из которых держал прямоугольное зеркало размером 91x50 см. На расстоянии около 50 метров от берега поставили лодку, груженную смолой. По команде Сакаса солдаты несколько раз поднимали щитообразные зеркала – так ученый искал нужный угол, чтобы сфокусировать солнечные лучи на лодке. И вдруг лодка задымилась, а затем вспыхнула ярким пламенем. В легендах о зеркалах нет сведений, противоречащих истории или возможностям техники эпохи Архимеда. В источниках говорится о поджоге кораблей, но не о сожжении флота, что не противоречит рассказу Полибия о штурме Сиракуз. Ведь пожар на двух-трех, даже десяти кораблях не мог существенно повлиять на ход морской атаки, в которой только тяжелых кораблей участвовало не менее шестидесяти. Что касается дальнейшей судьбы Сиракуз, то вспыхнувшие восстания других сицилийских городов отвлекли на какое-то время часть римских войск, и римляне ненадолго оставили город в покое. Но в 212 году до н.э., воспользовавшись проходившим в городе праздником, Марцелл снова начал штурм и сумел овладеть верхней частью города. К сожалению, во время осады погиб и великий ученый Архимед. Попытка выбить римлян с завоеванных позиций, предпринятая пришедшим на помощь отрядом карфагенян под командованием Гимилькона, успеха не имела. Однако и римляне смогли завладеть остальными частями города только через 8 месяцев… В источниках говорится о применении зеркал только против флота, хотя они могли повредить пехотинцам Аппия ничуть не меньше, чем морякам Марцелла, воспламеняя переносные укрытия, ослепляя и обжигая воинов. Почему? Ответ прост: если взглянуть на карту Сиракуз, то окажется, что положение солнца по отношению к сражающимся исключало применение зеркал против пехоты. Пешее войско наступало со стороны Гексапил – ворот, расположенных в центре северной стены города, и солнце находилось за спиной их защитников. Флот Марцелла, напротив, атаковал Аркадину, район, обращенный на восток. Здесь Солнце светило со стороны моря, и условия для применения зеркал были как раз наилучшими. Было всего два штурма Сиракуз – дневной и после его неудачи – ночной. Не было ли в какой-то мере такое решение римлян вызвано желанием «обезвредить» зеркала? Получается, что признание за легендой реальных событий не требует пересмотра известной из источников картины штурма Сиракуз, а послужит лишь неким дополнением. И отсутствие упоминаний о зеркалах в источниках, посвященных осаде Сиракуз, также нельзя считать достаточно веской причиной для полного отрицания реальной основы легенды. Хотя бы потому, что упомянутые древние авторы были весьма недоверчивы к разного рода спорным свидетельствам. С другой стороны, если «лазер» Архимеда действительно существовал, то почему же римляне, захватив Сиракузы наперекор всем инженерным чудесам обороняющихся, не скопировали эти самые боевые зеркала? Так был «лазер» или нет? В 1747 году тот же Бюффон писал: «История зажигательных зеркал Архимеда широко известна и знаменита. Он изобрел их для защиты своей родины. Древние говорят, что он направил солнечный огонь на вражеский флот и обратил его в пепел. Но подлинность этой истории, в которой не сомневались в течение пятнадцати или шестнадцати веков, была в последнее время подвергнута сомнению и даже признана фантастической. Декарт отрицал возможность подобного изобретения, и его мнение одержало верх над свидетельствами ученых и писателей античной эпохи…» В «Истории естествознания» Ф. Даннемана, изданной в 1913 году, написано: «Против приступов флота осажденные боролись при помощи горящих головней. Позднейшие историки создали из этого совершенно невероятную басню, будто Архимед зажег суда осаждающих при помощи вогнутых зеркал». Полное отрицание легенды. И многие современные физики разделяют это мнение. Однако всего несколько лет назад группа итальянских ученых, проведя тщательные математические расчеты и исследование материалов, связанных с «лазером» Архимеда, опубликовала полученные результаты, которые оказались неоднозначными. С одной стороны, эксперименты подтвердили прозорливость Архимеда. Исследователи расположили перед холщовым парусом, установленным в пустыне, 450 зеркал общей площадью около 20 квадратных метров. Поскольку каждое из зеркал с помощью отраженного излучения поднимало температуру паруса на полтора градуса, он действительно загорелся. Но то, что римский флот был действительно подожжен с помощью зеркал, вызывало слишком большие сомнения. Во-первых, массы холодного воздуха между зеркалами и кораблями над холодным морем существенно снижали бы нагревательную способность лучей. Во-вторых, ученым пришлось ждать несколько минут, пока парус загорится. Однако все письменные свидетельства очевидцев однозначно утверждают: паруса и деревянные обшивки кораблей вспыхивали почти одновременно с потоками света, хлынувшими с берега. Еще один факт: бронзовые зеркала были действительно обнаружены при раскопках в Сиракузах, однако их шлифовка оказалась весьма несовершенной. А ведь кораблей было не один десяток, и все они загорелись одновременно… Однако, по мнению итальянских исследователей, система зеркал всетаки существовала. Но ее действие на самом деле оказалось не совсем таким, как это принято считать. Их свет ослепил надвигающегося противника, а потом корабли действительно вспыхивали, как свечи. Но не «лазер» был тому причиной, а все тот же «греческий огонь» – зажигательная смесь из смолы, серы и селитры, еще неизвестная тогда римлянам. «Зажигалки» метали из катапульт на городской стене поразительно точно и эффективно. По версии итальянцев, гигантские бронзовые диски, ослеплявшие врагов отраженным солнечным светом, служили… оптическим прицелом. Точнее, его можно было бы назвать «лазерным прицелом». Как в триллерах о наемных убийцах. Киллер, сидя за несколько сот метров от своей жертвы, наводит на нее красную лазерную точку и… спускает курок. Чтобы разработать такую систему в древности, Архимеду необходимо было знать две вещи: дальность полета стрелы из катапульты и оптимальное расстояние, при котором человеческий глаз способен различать световой диск, отбрасываемый зеркалом на парус. Первое было отлично известно любому воину, второе несложно было определить экспериментально прямо на улицах города. Далее Архимед сконструировал метательный аппарат, в котором стрелок спускал тетиву в тот момент, когда происходило совмещение оси стрелы с солнечным зайчиком. Все оружие было рассчитано с учетом кривизны полета стрелы на расстояние в 300 локтей. Когда флот Марцелла приблизился на эту дистанцию, с зеркал слетели чехлы, метатели навели орудия по «целеуказаниям», вспыхнули наконечники стрел и зазвенели натянутые тетивы… В заключение хочется привести слова Плутарха: «Архимед был настолько горд наукой, что именно о тех своих открытиях, благодаря которым он приобрел славу… он не оставил ни одного сочинения». Это не совсем точно, но многих работ Архимеда мы действительно не знаем, а потому нет никакой гарантии, что в будущем не откроется еще какаянибудь тайна великого ученого.
