Tanka zraka rendgenskih zraka skenira spise legendarnog grčkog znanstvenika i matematičara Arhimeda, skriveni tekst koji je možda najvažniji drevni znanstveni dokument otkriven još od renesanse. Dok se na velikom kompjuterskom monitoru u Stanfordovom laboratoriju za zračenje Synchrotron pojavljuju slabe crte, jedva mogu razabrati sablasnu sliku grčkog slova lambda.
Kao producent webcast u naučnom muzeju Exploratorium u San Franciscu dokumentiram ovu eksperimentalnu upotrebu jednog od najsofisticiranijih oruđa moderne znanosti za dešifriranje knjige stare 1000 godina od kozje kože. Poznatiji i kao Arhimedov Palimpsest, nazvan Archie ukratko, izgleda užasno krhko. Rubovi većine od 174 stranice knjige su spaljeni, a suze, rupe i mrlje ljubičaste plijesni naziru njihovu površinu. Pergament je manji nego što sam mislio da će biti, i nije puno veći od tvrdog romana.
Želim jednostavno zuriti, ali zvuk mašinerije podsjeća me da moram raditi. Budući da toliko vremena provodim oko Archieja, tim za snimanje posla dao mi je posao nadzornika smjene danas popodne. Provjeravam intenzitet skenera rendgenskih zraka, bilježim vrijeme i bilježim temperaturu i vlažnost s monitora za okoliš u blizini dokumenta. Na njegovim stranicama nalazi se jedini poznati preživjeli zapis dvaju Arhimedovih djela, a jedina verzija još jednog na izvornom grčkom. Pored toga, postoji 14 stranica rijetkih komentara na Aristotelovu traktatu o logici kategorizacije i još 10 stranica koje bilježe dva dosad nepoznata govora Hiperida, atenskog oratorija i političara iz četvrtog stoljeća prije nove ere. Većina njih je nevidljiva golim okom - bili su zatamnjeni kalupom, napisao ih je srednjovjekovni svećenik ili gotovo uništio moderni krivotvoritelj koji nije prepoznao ili se nije obazirao na njihovu pravu vrijednost.
Archimedes je možda najpoznatiji po tome što se izvukao iz kupelji i trčao golim ulicama Sirakuze, grčke države-države na sadašnjem otoku Sicilije, uzvikujući "Eureka". ("Otkrio sam ga.") Prema legendi - i to je vjerovatnije legenda nego činjenica - matematičar iz trećeg stoljeća tek je otkrio da može djelomično odrediti čistoću zlata mjerenjem volumena vode u koju istiskuje. Arhimed je bio proslavljen u svoje vrijeme, kao i naše, zbog svojih praktičnih primjena matematike i fizike. Vijak koji je izmislio još uvijek pomiče vodu uzbrdo, a katapulta i drugo oružje koje je dizajnirao branili su Sirakuzu od rimskih osvajača. (Sirakuza je na kraju pala pod rimskom opsadom, a Arhimeda je neprijateljski vojnik ubio u dobi od 75 godina - navodno nakon što je crtao geometrijske figure u pijesku i škljocao: "Ne uznemiravajte moje krugove!") Također je procijenio vrijednost pi. "Archimedes je bio najveći matematičar u drevnom svijetu", kaže William Noel, kustos antičkih rukopisa u Walters Art Museumu u Baltimoreu i osoba koja je najodgovornija za brigu i čitanje palimpsesta. "Bio je prvi znanstvenik koji je primijenio apstraktne matematičke principe na svijet oko sebe."
Archimedes je svoje traktate napisao na papirusnim rolama, čiji su izvornici izgubljeni. Ali njegova su djela vjerno kopirali generacije pismoznanaca i napravili skok na vezani pergament od kozje kože negdje krajem petog stoljeća, vjerojatno u Konstantinopolu. Križari su 1204. godine otpustili velike knjižnice tog grada, ali jedan je pergament, pisan 900-ih, nekako preživio i tajno odveden u kršćanski samostan u blizini Betlehema. Godine 1229. grčki svećenik koji je trebao pergament za molitvenu knjigu rastavio je Arhimedov rukopis, strugao i isprao stranice i kopirao liturgijski tekst na vrh Arhimedovih spisa u postupku poznatom kao palimpsesting (od grčke riječi palimpsestos, što znači " struganje opet "). Zastrašujući, kako se to sada čini, izvorni tekst vjerojatno ne bi preživio da ga pismoznanac nije reciklirao, a kasniji redovnici nisu sačuvali molitvenu knjigu - nesvjestan onoga što se nalazi ispod svetoga pisma.
Ti su Arhimedovi traktati u osnovi izgubljeni u povijesti sve do 1906. godine, kada je danski učenjak Johan Ludwig Heiberg otkrio tisuću godina star rukopis u knjižnici grčko-pravoslavnog samostana u Carigradu. Heiberg je prepoznao da umorni spisi ispod molitve dolaze iz Arhimedovog uma. Heibergu je bilo dopušteno fotografirati mnoge stranice, a objavljivao je znanstvene članke o onim spisima koje je mogao dešifrirati. Ali Heiberg nije mogao pročitati neke stranice i zanemario je dijagrame. Zatim, negdje nakon Prvog svjetskog rata, palimpsest je ponovno nestao, uklonjen iz knjižnice pod tajanstvenim okolnostima - možda ukraden iz samostana - i vjeruje se da je bio u rukama francuske obitelji većim dijelom 20. stoljeća. Ponovo se pojavila 1998. godine, kada je anonimni privatni kolekcionar u Sjedinjenim Državama kupio dokument na aukciji za dva milijuna dolara.
Palimpsest je možda ostao nedostupan javnosti - i ruke znanstvenika - da Noel Walters Art Museum-a nije uspio kontaktirati novog vlasnika putem prodajnog agenta i zatražiti mu pristup. Na kustosovo oduševljeno iznenađenje, vlasnik (koji ostaje anoniman) osobno ga je dostavio Noelu i njegovim kolegama na konzervaciju i studij na Waltersu.
Palimpsest se značajno pokvario u stoljeću otkako ga je Heiberg prvi put pregledao u Turskoj. Vlaga je potaknula rast plijesni, a na stranicama je bilo još više rupa nego prije. Najgore od svega, četvero njih bilo je prekriveno slikama zlatnog lišća. Navodno, u pogrešnom pokušaju da knjigu učini vrednijom, prethodni vlasnik koristio je palimpsest stranice da bi krivotvorio osvijetljeni vizantijski rukopis.
Razdvojen, očišćen, stabiliziran i analiziran stari 1000 godina Arhimedes Palimpsest. (George Steinmetz) Prije nego što su mogli započeti dešifriranje Archiejevih tajni, Waltersovi konzervatori, pod vodstvom Abigaila Quandta, započeli su mukotrpan posao zaustavljanja štete. Prošle su četiri godine da su knjigu razdvojile i očistile. U međuvremenu, koristeći ultraljubičasto svjetlo i razne tehnike za poboljšanje slike, znanstvenici sa Sveučilišta Johns Hopkins, Tehničkog instituta u Rochesteru i drugih institucija uspjeli su otkriti oko 80 posto rukopisa. Prema Revielu Netzu, profesoru klasike na Sveučilištu Stanford, ovo je djelo uvelike dodalo Heibergove napore.
Najvažniji dokument u dokumentu naziva se "Metoda mehaničkih teorema". U njemu Archimedes koristi način na koji objekt može biti uravnotežen da bi dobio svoja geometrijska i fizička svojstva. Još je važniji opis metode beskonačnosti metode, koju su antički grčki matematičari dugo smatrali previše problematičnom. Naše suvremeno razumijevanje toga precizirali su Issac Newton i Gottfried Wilhelm von Leibniz kada su samostalno izumili proračune. Od palimpsesta sada znanstvenici znaju da je beskonačnost shvatio Arhimed 20 stoljeća ranije.
Drugi jedinstveni tekst je "Stomachion", vjerojatno prvi traktat o kombinatorici, grani matematike koja se bavi organizacijom elemenata u skupovima. U ovom odlomku Arhimedes opisuje zagonetku u kojoj je kvadrat izrezan na 14 nepravilnih komada. Rješenje slagalice leži u određivanju broja načina na koje se komadi mogu rasporediti u kvadrat. Nije poznato je li Arhimed riješio zagonetku - te su stranice izgubljene - ali suvremeni matematičari odredili su odgovor: 17, 152.
Noel's Walters muzej umjetnina dešifrirao je veći dio palimpsesta, ali nije mogao pročitati krivotvorinu slike krivotvorina. Tu je na scenu ušao Stanford Synchrotron Radiation Lab (SSRL). Laboratorij generira rendgenske zrake iz moćnih snopa elektrona koji se kreću oko prstena promjera 260 stopa u zgradi u obliku krafne bez prozora brzinom brzinom svjetlosti. Prije nekoliko godina, radeći na nepovezanom projektu Exploratorium, obilazio sam SSRL kada je Uwe Bergmann, fizičar rođen u Njemačkoj, zaustavio moju grupu u zakrivljenom hodniku. Rekao nam je da radi na eksperimentu koji je uključivao otkrivanje perkiranog pergamenta SSRL-ovom zraku. Bergmann je čitao o palimpsestu u jednom njemačkom časopisu i zaključio je da će SSRL moći prikazati željezo u tinti ispod zlatnih slika. Eksperiment koji mi je Bergmann pokazao tog dana uvjerio ga je da njegova tehnika može djelovati na pergament - a on je praktički skakao gore i dolje od uzbuđenja.
Da bi otkrili skrivenu tintu, rendgenski zraci koji stvaraju snop ne deblji od ljudske dlake na pergamentu. Njihova energija uzrokuje fluorescenciju ili sjaj određenih elemenata u tinti. Detektori pokupe karakterističnu valnu duljinu fluorescencije svakog elementa, a računalo pretvara podatke u računalne slike. "Rendgenske zrake se brinu samo za element na pergamentu", kaže Bergmann. "Možete promatrati željezo u tinti bez obzira na to što se nalazi iznad ili ispod njega."
U posljednje dvije godine SSRL-ovi slikovni eksperimenti dali su uzbudljive nove rezultate, uključujući potpis pisca koji je prvi put kopirao liturgijske tekstove i datum kad je to učinio (Ioannes Myronas, 29. travnja 1229.).
Sad smo na kraju desetodnevne vožnje. Skenirali smo jednu od najtežih stranica u knjizi, uvod u Arhimedovu "Metodu mehaničkih teorema", koji je pokriven krivotvorenim krivotvorinama sjedećeg sveca. Dijagram na stranici sadrži kritične podatke o tome kako je Arhimed razmišljao o geometrijskim dokazima, informacije koje je Heiberg ignorirao. Ovo je drugo pokretanje ove stranice; da bi se ispod slike izvukli više slabih crta, detektori su bili prilagođeni slikanju kalcija, a ne željeza.
Već smo postigli neki uspjeh. Stanfordov Reviel Netz rekao nam je ranije tijekom tjedna da je prvi put mogao jasno vidjeti jednu od naljepnica za crtež koji prati Archimedesovu "Metodu mehaničkih teorema". Oznaka je, kaže Netz, odlučila dugogodišnji spor među znanstvenicima oko toga što smatraju pogreškom u dijagramu.
Nakon Stanforda konzervator Abigail Quandt konzervator palbipsest nosit će se natrag u Walters Art Museum u Baltimoreu, gdje će se podvrgnuti dodatnom slikarskom radu kako bi se otkrio veći dio teksta iz Hyperidesa, atenskog oratorija, za koji se očekuje da sadrži nove informacije o temeljima grčke demokracije, atenskog prava i društvene povijesti. Tim očekuje da će posao završiti negdje 2008. godine, a zatim će dokument biti izložen tri mjeseca na Waltersu, a kasnije i u drugim muzejima. Njegov će tekst biti objavljen znanstvenicima i studentima za objavu. "Ono što smo otkrili sa Arhimedovim Palimpsestom jest da ova knjiga nikada ne prestaje davati svoje tajne", kaže Noel. "To je poput rada s velikim umom; napravljeni ste da stvari razmišljate na nove načine - od matica i vijaka srednjovjekovne povijesti do korijena proračuna i fizike."
Mary K. Miller koautorica je Watching Weather i spisateljica i web producentica Exploratora u San Franciscu.
