Каждая новая сказка писателя и астрофизика, доктора физико-математических наук Николая Николаевича Горькавого (Ник. Горькавого) - это рассказ о том, как совершались важные открытия в той или иной области науки. И неслучайно героями его научно-популярных романов и сказок стали принцесса Дзинтара и её дети - Галатея и Андрей, ведь они из породы тех, кто стремится «всё знать». Истории, рассказанные Дзинтарой детям, вошли в сборник «Звёздный витамин». Он оказался таким интересным, что читатели потребовали продолжения. Предлагаем вам ознакомиться с некоторыми сказками из будущего сборника «Создатели времён». Перед вами - первая публикация.

Величайший учёный античного мира древнегреческий математик, физик и инженер Архимед (287–212 годы до н.э.) был родом из Сиракуз - греческой колонии на самом большом острове Средиземноморья - Сицилии. Древние греки, создатели европейской культуры, поселились там почти три тысячи лет назад - в VIII веке до нашей эры, и к моменту рождения Архимеда Сиракузы были процветающим культурным городом, где жили свои философы и учёные, поэты и ораторы.

Каменные дома горожан обступали дворец царя Сиракуз Гиерона II, высокие стены защищали город от врагов. Жители любили собираться на стадионах, где состязались бегуны и метатели диска, и в банях, где не просто мылись, а отдыхали и обменивались новостями.

В тот день в банях на главной площади города было шумно - смех, крики, плеск воды. Молодёжь плавала в большом бассейне, а люди почтенного возраста, держа в руках серебряные кубки с вином, вели неспешную беседу на удобных ложах. Солнце заглядывало во внутренний дворик бань, освещая проём двери, ведущей в отдельную комнату. В ней, в небольшом бассейне, похожем на ванну, сидел в одиночестве человек, который вёл себя совсем не так, как другие. Архимед - а это был именно он - прикрыл глаза, но по каким-то неуловимым признакам было видно, что человек этот не спит, а напряжённо думает. В последние недели учёный настолько углубился в свои мысли, что часто забывал даже про еду, и домашним приходилось следить, чтобы он не остался голодным.

Началось с того, что царь Гиерон II пригласил Архимеда к себе во дворец, налил ему лучшего вина, спросил про здоровье, а потом показал золотую корону, изготовленную для правителя придворным ювелиром.

Я не разбираюсь в ювелирном деле, но разбираюсь в людях, - сказал Гиерон. - И думаю, что ювелир меня обманывает.

Царь взял со стола слиток золота.

Я дал ему точно такой же слиток, и он сделал из него корону. Вес у короны и слитка одинаковый, мой слуга проверил это. Но меня не оставляют сомнения, не подмешано ли в корону серебро? Ты, Архимед, самый великий учёный Сиракуз, и я прошу тебя это проверить, ведь, если царь наденет фальшивую корону, над ним будут смеяться даже уличные мальчишки...

Правитель протянул корону и слиток Архимеду со словами:

Если ты ответишь на мой вопрос, то оставишь золото себе, но я всё равно буду твоим должником.

Архимед взял корону и слиток золота, вышел из царского дворца и с тех пор потерял покой и сон. Уж если он не сможет решить эту задачу, то и никто не сможет. Действительно, Архимед был самым известным учёным Сиракуз, учился в Александрии, дружил с главой Александрийской библиотеки, математиком, астрономом и географом Эратосфеном и другими великими мыслителями Греции. Архимед прославился множеством открытий в математике и геометрии, заложил основы механики, на его счету несколько выдающихся изобретений.

Озадаченный учёный пришёл домой, положил корону и слиток на чаши весов, поднял их за середину и убедился, что вес у обоих предметов одинаковый: чаши покачивались на одном уровне. Плотность чистого золота была Архимеду известна, предстояло узнать плотность короны (вес, делённый на объём). Если в короне есть серебро, её плотность должна быть меньше плотности золота. А раз веса` короны и слитка совпадают, то объём фальшивой короны должен быть больше объёма золотого слитка. Объём слитка измерить можно, но как определить объём короны, в которой столько сложных по форме зубцов и лепестков? Вот эта проблема и мучила учёного. Он был прекрасным геометром, например, решил сложную задачу - определение площади и объёма шара и описанного вокруг него цилиндра, но как найти объём тела сложной формы? Нужно принципиально новое решение.

В баню Архимед пришёл, чтобы смыть с себя пыль жаркого дня и освежить уставшую от размышлений голову. Обычные люди, купаясь в бане, могли болтать и жевать инжир, а Архимеда мысли о нерешённой задаче не оставляли ни днём, ни ночью. Его мозг искал решение, цепляясь за любую подсказку.

Архимед снял хитон, положил его на лавку и подошёл к маленькому бассейну. Вода плескалась в нём на три пальца ниже края. Когда учёный погрузился в воду, её уровень заметно поднялся, и первая волна даже выплеснулась на мрамор пола. Учёный прикрыл глаза, наслаждаясь приятной прохладой. Мысли об объёме короны привычно кружились в голове.

Вдруг Архимед почувствовал, что случилось что-то важное, но не мог понять - что. Он с досадой открыл глаза. Со стороны большого бассейна доносились голоса и чей-то горячий спор - кажется, о последнем законе правителя Сиракуз. Архимед замер, пытаясь осознать, что же всё-таки произошло? Он осмотрелся вокруг: вода в бассейне не доставала до края всего на один палец, а ведь когда он входил в воду, уровень её был ниже.

Архимед встал и вышел из бассейна. Когда вода успокоилась, она вновь оказалась на три пальца ниже края. Учёный снова забрался в бассейн - вода послушно поднялась. Архимед быстро оценил размер бассейна, вычислил его площадь, потом умножил на изменение уровня воды. Получилось, что объём воды, вытесненной его телом, равен объёму тела, если принять, что плотности воды и человеческого тела почти одинаковы и каждый кубический дециметр, или кубик воды со стороной в десять сантиметров, можно приравнять к килограмму веса самого учёного. Но при погружении тело Архимеда потеряло в весе и плавало в воде. Каким-то таинственным образом вода, вытесненная телом, отобрала у него вес...

Архимед понял, что он на верном пути, - и вдохновение понесло его на своих могучих крыльях. Можно ли применить найденный закон об объёме вытесненной жидкости к короне? Конечно! Надо опустить корону в воду, измерить увеличение объёма жидкости, а потом сравнить с объёмом воды, вытесняемой золотым слитком. Задача решена!

Согласно легенде, Архимед с победным криком «Эврика!», что значит по-гречески «Нашёл!», выскочил из бассейна и, забыв надеть хитон, помчался домой. Надо было срочно проверить своё решение! Он бежал по городу, а жители Сиракуз приветственно махали ему руками. Всё-таки не каждый день открывается важнейший закон гидростатики и не каждый день можно увидеть голого человека, бегущего по центральной площади Сиракуз.

На следующий день царю доложили о приходе Архимеда.

Я решил задачу, - сказал учёный. - В короне действительно много серебра.

Как ты это узнал? - поинтересовался правитель.

Вчера, в банях, я догадался, что тело, которое погружается в бассейн с водой, вытесняет объём жидкости, равный объёму самого тела, и теряет при этом в весе. Вернувшись домой, я провёл множество опытов с чашами весов, погружёнными в воду, и доказал, что тело в воде теряет в весе ровно столько, сколько весит вытесненная им жидкость. Поэтому человек может плавать, а золотой слиток - нет, но всё равно в воде он весит меньше.

И как же это доказывает наличие серебра в моей короне? - спросил царь.

Вели принести чан с водой, - попросил Архимед и достал весы. Пока слуги тащили чан в царские покои, Архимед положил на весы корону и слиток. Они уравновесили друг друга.

Если в короне есть серебро, то объём короны больше, чем объём слитка. Значит, при погружении в воду корона потеряет в весе больше и весы изменят своё положение, - сказал Архимед и осторожно погрузил обе чаши весов в воду. Чаша с короной немедленно поднялась вверх.

Ты поистине великий учёный! - воскликнул царь. - Теперь я смогу заказать себе новую корону и проверить - настоящая она или нет.

Архимед спрятал в бороде усмешку: он понимал, что закон, открытый им накануне, гораздо ценнее тысячи золотых корон.

Закон Архимеда остался в истории навсегда, им пользуются при проектировании любых кораблей. Сотни тысяч судов бороздят океаны, моря и реки, и каждое из них держится на поверхности воды благодаря силе, открытой Архимедом.

Когда Архимед состарился, его размеренные занятия наукой неожиданно закончились, впрочем как и спокойная жизнь горожан, - быстро растущая Римская империя решила завоевать плодородный остров Сицилию.

В 212 году до н.э. огромный флот галер, набитых римскими воинами, подошёл к острову. Преимущество в силе римлян было очевидным, и командующий флотом нисколько не сомневался, что Сиракузы будут захвачены очень быстро. Но не тут-то было: стоило галерам подойти к городу, как со стен ударили мощные катапульты. Они бросали тяжёлые камни так точно, что галеры захватчиков разлетались в щепки.

Римский полководец не растерялся и скомандовал капитанам своего флота:

Подойдите к самым стенам города! На близком расстоянии катапульты будут нам не страшны, а лучники смогут прицельно стрелять.

Когда флот с потерями прорвался к городским стенам и приготовился его штурмовать, римлян ждал новый сюрприз: теперь уже лёгкие метательные машины забросали их градом ядер. Спускаемые крюки мощных подъёмных кранов цепляли римские галеры за носы и поднимали их в воздух. Галеры переворачивались, падали вниз и тонули.

Знаменитый историк древности Полибий писал о штурме Сиракуз: «Римляне могли бы быстро овладеть городом, если бы кто-либо изъял из среды сиракузцев одного старца». Этим старцем был Архимед, который сконструировал метательные машины и мощные подъёмные краны для защиты города.

Быстрый захват Сиракуз не получился, и римский полководец дал команду отступить. Сильно поредевший флот отошёл на безопасное расстояние. Город стойко держался благодаря инженерному гению Архимеда и мужеству горожан. Лазутчики донесли римскому полководцу имя учёного, который создал столь неприступную оборону. Полководец решил, что после победы нужно заполучить Архимеда как самый ценный военный трофей, ведь он один стоил целой армии!

День за днём, месяц за месяцем мужчины дежурили на стенах, стреляли из луков и заряжали катапульты тяжёлыми камнями, которые, увы, не достигали цели. Мальчишки подносили солдатам воду и еду, но воевать им не давали - малы ещё!

Архимед был стар, он, как и дети, не мог стрелять из лука так далеко, как молодые и сильные мужчины, но у него был могучий мозг. Архимед собрал мальчишек и спросил их, показывая на вражеские галеры:

Хотите уничтожить римский флот?

Мы готовы, говори, что делать!

Мудрый старец объяснил, что придётся серьёзно поработать. Он велел каждому мальчишке взять большой медный лист из уже приготовленной стопы и положить его на ровные каменные плиты.

Каждый из вас должен отполировать лист так, чтобы он сиял на солнце, как золотой. И тогда завтра я покажу вам, как потопить римские галеры. Работайте, друзья! Чем лучше вы сегодня отполируете медь, тем легче нам будет завтра воевать.

А мы сами будем воевать? - спросил маленький кудрявый мальчуган.

Да, - твёрдо сказал Архимед, - завтра вы все будете на поле боя наравне с воинами. Каждый из вас сможет совершить подвиг, и тогда о вас будут складывать легенды и песни.

Трудно описать энтузиазм, который охватил мальчишек после речи Архимеда, и они энергично взялись надраивать свои медные листы.

Назавтра, в полдень, солнце обжигающе пылало в небе, а римский флот неподвижно стоял на якорях на внешнем рейде. Деревянные борта вражеских галер разогрелись на солнце и сочились смолой, которую использовали для защиты кораблей от протечек.

На крепостных стенах Сиракуз, там, куда не доставали вражеские стрелы, собрались десятки подростков. Перед каждым из них стоял деревянный щит с отполированным медным листом. Опоры щита были сделаны так, что лист меди можно было легко поворачивать и наклонять.

Вот сейчас мы и проверим, как хорошо вы отполировали медь, - обратился к ним Архимед. - Надеюсь, все умеют пускать солнечные зайчики?

Архимед подошёл к маленькому кудрявому мальчику и сказал:

Поймай своим зеркалом солнце и направь солнечный зайчик в середину борта большой чёрной галеры, как раз под мачтой.

Мальчишка бросился выполнять указание, а воины, столпившиеся на стенах, удивлённо переглянулись: что ещё затеял хитрец Архимед?

Учёный остался доволен результатом - на боку чёрной галеры появилось световое пятно. Тогда он обратился к остальным подросткам:

Наведите свои зеркала в то же место!

Заскрипели деревянные опоры, загремели медные листы - стая солнечных зайчиков сбежалась к чёрной галере, и её бок стал наливаться ярким светом. На палубы галер высыпали римляне - что происходит? Вышел главнокомандующий и тоже уставился на сверкающие зеркала на стенах осаждённого города. Боги Олимпа, что ещё придумали эти упрямые сиракузцы?

Архимед инструктировал своё воинство:

Не спускайте глаз с солнечных зайчиков - пусть они всё время будут направлены в одно место.

Не прошло и минуты, как от сияющего пятна на борту чёрной галеры повалил дым.

Воды, воды! - закричали римляне. Кто-то бросился черпать забортную воду, но дым быстро сменился пламенем. Сухое просмолённое дерево прекрасно горело!

Переведите зеркала на соседнюю галеру справа! - скомандовал Архимед.

Считаные минуты - и соседняя галера тоже занялась огнём. Римский флотоводец вышел из оцепенения и приказал сниматься с якоря, чтобы отойти подальше от стен проклятого города с его главным защитником Архимедом.

Сняться с якорей, посадить гребцов на вёсла, развернуть огромные корабли и отвести их в море на безопасное расстояние - дело не быстрое. Пока римляне суматошно бегали по палубам, задыхаясь от удушливого дыма, юные сиракузцы переводили зеркала на новые корабли. В суматохе галеры подходили друг к другу так близко, что огонь перекидывался с одного судна на другое. Спеша отплыть, некоторые корабли развернули паруса, которые, как оказалось, горели ничуть не хуже смоляных бортов.

Вскоре сражение было окончено. На рейде догорало множество римских кораблей, а остатки флота отступили от стен города. Среди юного воинства Архимеда потерь не было.

Слава великому Архимеду! - кричали восхищённые жители Сиракуз и благодарили и обнимали своих детей. Могучий воин в блестящих доспехах крепко пожал руку кудрявому мальчику. Его маленькая ладонь была покрыта кровавыми мозолями и ссадинами от полировки медного листа, но он даже не поморщился при рукопожатии.

Молодец! - уважительно сказал воин. - Этот день сиракузцы запомнят надолго.

Прошло два тысячелетия, а этот день остался в истории, и запомнили его не только сиракузцы. Жители разных стран знают удивительную историю о сожжении Архимедом римских галер, но он один ничего бы не сделал без своих юных помощников. Кстати, совсем недавно, уже в ХХ веке нашей эры, учёные провели эксперименты, которые подтвердили полную работоспособность древнего «сверхоружия», изобретённого Архимедом для защиты Сиракуз от захватчиков. Хотя есть историки, считающие это легендой...

Эх, жаль, меня там не было! - воскликнула Галатея, внимательно слушавшая вместе с братом вечернюю сказку, которую рассказывала им мать - принцесса Дзинтара. Та продолжила читать книгу:

Потеряв надежду захватить город с помощью оружия, римский полководец прибег к старому испытанному способу - подкупу. Он нашёл в городе предателей, и Сиракузы пали. Римляне ворвались в город.

Найдите мне Архимеда! - приказал командующий. Но солдаты, опьянённые победой, плохо понимали, чего он от них хочет. Они врывались в дома, грабили и убивали. Один из воинов выбежал на площадь, где работал Архимед, рисуя на песке сложную геометрическую фигуру. Солдатские башмаки затоптали хрупкий рисунок.

Не тронь моих чертежей! - грозно сказал Архимед.

Римлянин не узнал учёного и в гневе ударил его мечом. Так погиб этот великий человек.

Известность Архимеда была столь велика, что книги его часто переписывали, благодаря чему ряд трудов сохранился до нашего времени, несмотря на пожары и войны двух тысячелетий. История дошедших до нас книг Архимеда нередко была драматической. Известно, что в XIII веке какой-то невежественный монах взял книгу Архимеда, написанную на прочном пергаменте, и смыл формулы великого учёного, чтобы получить чистые страницы для записи молитв. Прошли века, и этот молитвенник попал в руки других учёных. Они с помощью сильной лупы исследовали его страницы и различили следы стёртого драгоценного текста Архимеда. Книга гениального учёного была восстановлена и напечатана большим тиражом. Теперь она уже никогда не исчезнет.

Архимед был настоящим гением, сделавшим множество открытий и изобретений. Он опередил своих современников даже не на века - на тысячелетия.

В книге «Псаммит, или Исчисление песчинок» Архимед пересказал смелую теорию Аристарха Самосского, согласно которой в центре мира расположено большое Солнце. Архимед писал: «Аристарх Самосский... полагает, что неподвижные звёзды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности около Солнца, находящегося в его центре...» Архимед считал гелиоцентрическую теорию Самосского убедительной и использовал её, чтобы оценить размеры сферы неподвижных звёзд. Учёный даже построил планетарий, или «небесную сферу», где можно было наблюдать движение пяти планет, восход солнца и луны, её фазы и затмения.

Правило рычага, которое открыл Архимед, стало основой всей механики. И хотя рычаг был известен до Архимеда, он изложил его полную теорию и успешно применил её на практике. В Сиракузах он в одиночку спустил на воду новый многопалубный корабль царя Сиракуз, используя хитроумную систему блоков и рычагов. Именно тогда, оценив всю мощь своего изобретения, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир».

Неоценимы достижения Архимеда в области математики, которой, по словам Плутарха, он был просто одержим. Его главные математические открытия относятся к математическому анализу, где идеи учёного легли в основу интегрального и дифференциального исчисления. Огромное значение для развития математики имело вычисленное Архимедом отношение длины окружности к диаметру. Архимед дал приближение для числа π (Архимедова числа):

Своим наивысшим достижением учёный считал работы в области геометрии и, прежде всего, расчёт шара, вписанного в цилиндр.

Что за цилиндр и шар? - спросила Галатея. - Почему он так ими гордился?

Архимед сумел показать, что площадь и объём сферы относятся к площади и объёму описанного цилиндра как 2:3.

Дзинтара поднялась и сняла с полки модель земного шара, который был впаян внутрь прозрачного цилиндра так, что соприкасался с ним на полюсах и на экваторе.

Я с детства люблю эту геометрическую игрушку. Посмотрите, площадь шара равна площади четырёх кругов такого же радиуса или площади боковой стороны прозрачного цилиндра. Если добавить площади основания и верха цилиндра, то получится, что площадь цилиндра в полтора раза больше площади шара внутри него. То же самое соотношение выполняется для объёмов цилиндра и шара.

Архимед был восхищён полученным результатом. Он умел ценить красоту геометрических фигур и математических формул - именно поэтому не катапульта и не горящая галера украшают его могилу, а изображение шара, вписанного в цилиндр. Таково было желание великого учёного.

Архимед из Сиракуз

(287 г. до н.э. – 212 г. до н.э.)

Архимед-вершина научной мысли древнего мира. Последующие ученые - Герон Александрийский (1-11 вв. до н. э.), Папп Александрийский (III в. н. э.) - мало что прибавили к наследию Архимеда.

Архимед родился в 287 году до нашей эры в греческом городе Сиракузы, где и прожил почти всю свою жизнь. Отцом его был Фидий, придворный астроном правителя города Гиерона. Учился Архимед в Александрии, где правители Египта Птолемеи собрали лучших греческих ученых и мыслителей, а также основали самую большую в мире библиотеку.

После учебы в Александрии Архимед вновь вернулся в Сиракузы и унаследовал должность своего отца.

Основные работы Архимеда касались различных практических приложений математики (геометрии), физики, гидростатики и механики. В сочинении "Параболы квадратуры" Архимед обосновал метод расчета площади параболического сегмента, причем сделал это за две тысячи лет до открытия интегрального исчисления. В труде "Об измерении круга" Архимед впервые вычислил число "пи" - отношение длины окружности к диаметру - и доказал, что оно одинаково для любого круга.

Математический метод Архимеда, связанный с математическими работами пифагорейцев и с завершившей их работой Эвклида, а также с открытиями современников Архимеда, подводил к познанию материального пространства, к познанию теоретической формы предметов, находящихся в этом пространстве, формы совершенной, геометрической формы, к которой предметы более или менее приближаются и законы которой необходимо знать, чтобы воздействовать на материальный мир.

Архимед изучал силы, которые двигают предметы или приводят в равновесие, изобретая новую отрасль математики, в которой материальные тела, приведенные к их геометрической форме, сохраняют в то же время свою тяжесть. Эта геометрия веса и есть рациональная механика, это статика, а также гидростатика, первый закон которой открыл Архимед (закон, носящий его имя), согласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости.

Знаменитое "Эврика!" было произнесено не в связи с открытием закона Архимеда, но по поводу закона удельного веса металлов - открытия, которое также принадлежит сиракузскому ученому. Согласно преданию, однажды к Архимеду обратился правитель Сиракуз. Он приказал проверить, соответствует ли вес золотой короны весу отпущенного на нее золота. Для этого Архимед сделал два слитка: один из золота, другой из серебра, каждый такого же веса, что и корона. Затем поочередно положил их в сосуд с водой, отметил, на сколько поднялся ее уровень. Опустив в сосуд корону, Архимед установил, что ее объем превышает объем слитка.

Архимед проверяет и создает теорию пяти механизмов, известных в его время и именуемых "простые механизмы". Это - рычаг ("Дайте мне точку опоры, - говорил Архимед, - и я сдвину Землю"), клин, блок, бесконечный винт и лебедка.. Изобретение бесконечного винта привело его к изобретению болта, сконструированного из винта и гайки.

В 212 году до нашей эры при обороне Сиракуз от римлян во время второй Пунической войны Архимед сконструировал несколько боевых машин, которые позволили горожанам отражать атаки превосходящих в силе римлян в течение почти трех лет. Одной из них стала система зеркал, с помощью которой египтяне смогли сжечь флот римлян. Архимед погиб во время осады Сиракуз: его убил римский воин в тот момент, когда ученый был поглощен поисками решения поставленной перед собой проблемы.

Завоевав Сиракузы, римляне так и не стали обладателями трудов Архимеда. Только через много веков они были обнаружены европейскими учеными.

Плутарх пишет, что Архимед умер в глубокой старости. На его могиле была установлена плита с изображением шара и цилиндра.

Стихи об Архимеде

* * *

ПАМЯТИ АРХИМЕДА

В. Шефнер

Далеко от нашего Союза

И до нас за очень много лет

В трудный год родные Сиракузы

Защищал ученый Архимед.

Многие орудья обороны

Были сконструированы им,

Долго бился город непреклонный,

Мудростью ученого храним.

Но законы воинского счастья

До сих пор никем не учтены,

И втекают вражеские части

В темные пробоины стены.

Замыслом неведомым охвачен

Он не знал, что в городе враги,

И в раздумье на земле горячей

Выводил какие-то круги.

Он чертил задумчивый, не гордый,

Позабыв текущие дела,-

И внезапно непонятной хордой

Тень копья чертеж пересекла.

Но убийц спокойствием пугая,

Он, не унижаясь, не дрожа,

Руку протянул, оберегая

Не себя, а знаки чертежа.

Он в глаза солдатам глянул смело:

«Убивайте, римляне-враги!

Убивайте, раз такое дело,

Но не наступайте на круги!»

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

Я хотел бы так пером трудиться,

Родине отдав себя вполне,

Чтоб на поле боя иль в больнице

За себя не страшно было мне,

Чтобы у меня хватило духа

Вымолвить погибели своей:

«Лично - убивай меня, старуха,

Но на строчки наступать не смей!»

* * *

АРХИМЕД

Д. Кедрин

Нет, не всегда смешон и узок

Мудрец, глухой к делам земли:

Уже на рейде в Сиракузах

Стояли римлян корабли.

Над математиком курчавым

Солдат занес короткий нож,

А он на отмели песчаной

Окружность вписывал в чертеж.

Ах, если б смерть - лихую гостью -

Мне так же встретить повезло,

Как Архимед, чертивший тростью

В минуту гибели - число!

* * *

СМЕРТЬ АРХИМЕДА

К. Анкундинов

Он был задумчив и спокоен,

Загадкой круга увлечен...

Над ним невежественный воин

Взмахнул разбойничьим мечом.

Чертил мыслитель с вдохновеньем,

Сдавил лишь сердце тяжкий груз.

«Ужель гореть моим твореньям

Среди развалин Сиракуз?»

И думал Архимед: «Поникну ль

Я головой на смех врагу?»

Рукою твердой взял он циркуль -

Провел последнюю дугу.

Уж пыль клубилась над дорогой,

То в рабство путь, в ярмо цепей.

«Убей меня, но лишь не трогай,

О варвар, этих чертежей!»

Прошли столетий вереницы.

Научный подвиг не забыт.

Никто не знает, кто убийца.

Но знают все, кто был убит!

Россия за свою длительную историю подарила миру множество гениальных людей. Достойное место среди них занимает изобретатель-самоучка Иван Петрович Кулибин. Имя его давно стало нарицательным — так называют любого предприимчивого и изобретательного человека.

Родился Иван Петрович 21 апреля 1735 года в селении Подновье Нижегородского уезда в семье нижегородского мелкого торговца Петра Кулибина и рано начал интересоваться тем, «как все устроено внутри». В своей комнате он устроил небольшую мастерскую, где у него были собраны все имеющиеся к тому времени приспособления для слесарных, токарных и прочих работ.

Кроме того, отец , поощрявший это увлечение сына, старался привезти ему все книги по физике, химии и прочим естественным наукам, которые он только мог найти. И постепенно Ваня понимал, откуда у того или иного предмета обихода «растут уши». Но было еще одно обстоятельство, которое заставляло отца «потакать» увлечению сына: мальчишка в считанные минуты чинил механизмы любой сложности (чаще всего часы), но и когда дело доходило до мельничных жерновов или каких-то заводских машин, он тоже не подводил. А славу с сыном разделял Кулибин-старший: «Что за сынок у вас Петр, мастер на все руки…»

Вскоре слава о молодом чудо-механике разнеслась по всему Нижнему Новгороду. А если учесть, что нижегородские купцы разъезжались по всей России, а иногда заглядывали в Европу и даже Азию, очень скоро о талантливом самородке прослышали и в других городах и весях. Единственное, что не хватало Ване – так это толковых учебников, но мы помним, что первый российский университет открылся в Санкт-Петербургетолько за 11 лет до рождения Кулибина.

Пылкая натура изобретателя раскрывалась всюду. В саду отцовского дома был гнилой пруд. Юный Кулибин придумал гидравлическое устройство, при котором вода с соседней горы собиралась в бассейн, оттуда шла в пруд, а лишняя вода из пруда выводилась наружу, превращая пруд в проточный, в котором могла водиться рыба.

Особенно много внимания Иван уделял работе над часами. Они принесли ему славу.

Часы Кулибина, 1767 г., слева — вид сбоку, справа — вид снизу

После нескольких лет упорного труда, многих бессонных ночей, построил в 1767 г. удивительные часы. «Видом и величиною между гусиным и утиным яйцом», они были заключены в затейливую золотую оправу.

Часы были столь замечательны, что были приняты в дар императрицей Екатериной II. Они не только показывали время, но и отбивали часы, половины и четверти часа. Кроме того, в них был заключён крохотный театр-автомат. На исходе каждого часа отворялись створчатые дверки, открывая златой чертог, в котором автоматически разыгрывалось представление. У «гроба господня» стояли воины с копьями. Входная дверь была завалена камнем. Через полминуты после того, как был открыт чертог, появлялся ангел, отодвигался камень, двери открывались, и воины, поражённые страхом, падали ниц. Ещё через полминуты появлялись «жёны-мироносицы», звонили колокола, трижды исполнялся стих «Христос воскрес». Всё стихало, и створки дверей закрывали чертог с тем, чтобы через час снова повторилось всё действие. В полдень часы играли гимн, сочинённый И. П. Кулибиным в честь императрицы. После этого на протяжении второй половины суток часы исполняли новый стих: «Воскрес Иисус от гроба». При помощи особых стрелок можно было вызывать действие театра-автомата в любой момент.

Создавая сложнейший механизм первого из своих творений, И. П. Кулибин начал работать именно в той области, которой занимались лучшие техники и учёные того времени, вплоть до великого Ломоносова, уделившего немало внимания работе по созданию точнейших часов.

Нижегородский часовщик-изобретатель и конструктор стал известен далеко за пределами своего города. В 1767 г. он был представлен Екатерине II в Нижнем-Новгороде, в 1769 г. был вызван в Петербург, снова представлен императрице и получил назначение заведывать мастерскими Академии наук. Кроме часов, он привёз из Нижнего-Новгорода в Петербург электрическую машину, микроскоп и телескоп.

С переездом в Петербург наступили лучшие годы в жизни И. П. Кулибина. Однако длительная канцелярская волокита по оформлению «нижегородского посадского» в должности закончилась только 2 января 1770 г., когда И. П. Кулибин подписал «кондицию» — договор об его обязанностях на академической службе.

Так Иван Петрович Кулибин стал «Санкт-Петербургской Академик механиком».

И. П. Кулибин лично выполнил и руководил исполнением очень большого количества инструментов для научных наблюдений и опытов. Через его руки прошло множество приборов: «инструменты гидродинамические», «инструменты, служащие к деланию механических опытов», инструменты оптические и акустические, готовальни, астролябии, телескопы, подзорные трубы, микроскопы, «электрические банки», солнечные и иные часы, ватерпасы, точные весы и многие другие. «Инструментальная, токарная, слесарная, барометренная палаты», работавшие под руководством И. П. Кулибина, снабжали учёных и всю Россию разнообразнейшими приборами. «Сделано Кулибиным» — эту марку можно поставить на значительном числе научных приборов, находившихся в то время в обращении в России.

Во время выполнения разнообразных работ И. П. Кулибин постоянно заботился о воспитании своих учеников и помощников, среди которых следует назвать его нижегородского помощника Шерстневского, оптиков Беляевых, слесаря Егорова, ближайшего соратника Кесарева.

И. П. Кулибин создал при Академии образцовое по тому времени производство физических и иных научных инструментов. Скромный нижегородский механик стал на одно из первых мест в деле развития русской техники приборостроения.

В первые годы своего пребывания в Санкт-Петербурге Иван Петрович занимался настоящим творчеством, тем более что под его руководством трудились такие же, как он, блистательные мастера: инструментальщик Петр Косарев, оптики – семья Беляевых. Как из рога изобилия посыпались изобретения: новые приборы и «всякие машины, которые… полезны в гражданской и военной архитектуре и в прочем».

Вот только далеко не полный перечень того, чему удивлялись современники: точные весы, морские компасы, сложные ахроматические телескопы, заменившие простые григорианские, и даже ахроматический микроскоп. Иностранцы были просто в шоке, когда видели эти приборы. В те времена в просвещенной Европе не имели инструментов и приспособлений, к примеру, для расточки и обработки внутренней поверхности цилиндров.

Виктор Карпенко в своей книге «Механик Кулибин» (Н. Новгород, изд-во «БИКАР», 2007 год) так описывает событие: «Как-то в темную осеннюю ночь на Васильевском острове появился огненный шар. Он освещал не только улицу, но и Английскую набережную. Толпы народа устремились на свет, творя молитвы. Вскоре выяснилось, что это светит фонарь, вывешенный знаменитым механиком Кулибиным из окна своей квартиры, которая помещалась на четвертом этаже Академии».

Впрочем, работать-то толком Ивану Петровичу не дали, так как заказы со стороны императрицы и придворных всех мастей, порой опережали друг друга. Для Екатерины II Кулибин изобрел специальный лифт, поднимавший грузную царицу, для Потемкина – любителя шумных и красочных фейерверков – такие чудеса пиротехники, что ими могли гордиться и родоначальники этого вида забавы – китайцы.

Но не надо думать, что Кулибин занимался только безделушками. Например, именно он помог решить весьма важную проблему тех времен: мосты. В середине XVIII века они были мало приспособлены для проходов судов. И эту проблему механик-самоучка решил не только в Санкт-Петербурге, но еще и в Лондоне. И как великодушный русский человек от гонорара за «Лондон-бридж» отказался: достаточно и того, что все это сделал наш, российский талант.

Не все так гладко было во взаимоотношениях Ивана Петровича с царедворцами. Тот же Потемкин долгие годы спал и видел, что стянет с Кулибина кафтан, заставит побрить бороду, и будет показывать в Европе, греясь в лучах его славы. Но нашла коса на камень – талантливый механик наотрез отказался расставаться с подлинным атрибутом русского мужика, да и в шелка облачаться не спешил. Потемкин ответил по-свойски: начал пакостить на каждом шагу, принуждая оценивать труд Кулибина в сущие копейки…

Но еще хуже относился к мастеру пришедший к власти после смерти Екатерины Павел I. Он постарался вытравить из памяти современников все то, что было связано с именем его матери. И одним из первых это осознал Кулибин. Он не стал цепляться за академию наук, в которой провел безо всякого перерыва 32 года, а собрал вещички и вернулся на родину, в Нижний Новгород.

Это был уже не молодой, но сохранивший ясность ума, точный глаз и твердую руку 61-летний механик. Он по-прежнему что-то изобретал, правда, размах воплощений его новых проектов в жизнь становилось существенно меньше. Кулибин от щедрот своих дарил изобретения людям, а ушлые иностранцы потом устроят настоящую охоту за чертежами мастера и присвоят себе самые громкие его изобретения.

Хотите примеры? Пожалуйста! Оптический телеграф, изобретенный Кулибиным, будет через 35 лет после описываемого события закуплен царским правительством у французов. Трехколесный экипаж-самокатка Кулибина с маховым колесом, тормозом, коробкой скоростей через сто лет ляжет в основу ходовой части автомобиля Карла Бенца.

Идея построить механизм, который не будет приводиться в движение внешней силой, будь то тягловое животное или дующий в паруса ветер, давно занимала умы человечества. И в России Кулибин, на самом деле, не был первопроходцем. За четыре десятка лет до него так называемую «самобеглую коляску» построил крестьянин Нижегородской губернии Леонтий Шамшуренков. Сейчас трудно сказать, что она собой представляла, поскольку о коляске Шамшуренкова сохранились лишь упоминания — никаких чертежей, рисунков, технических описаний найдено не было. Кулибинскому изобретению повезло больше — все-таки Иван Петрович был государственным служащим, состоявшим на службе в Петербургской академии наук. Поэтому его бумаги попали в архив и благополучно дожили до наших дней.

Итак, в 1791 году изобретатель продемонстрировал публике свое новое детище — трехколесную самокатку, — несколько раз проехавшись на ней по улицам Петербурга. Работу над этим механизмом Кулибин начал еще в 1784 году, но на создание действительно функционирующей модели потребовалось целых семь лет проб и ошибок. Кроме полноразмерной самокатки, изобретатель к тому же построил для будущих императоров Павла и Александра несколько игрушечных моделей, которыми те забавлялись, будучи детьми.

На схеме белым цветом выделена рама с задними колесами, зеленым — ведущее колесо, синим — маховик и храповой механизм, розовым — рулевое управление

На первый взгляд, изобретение Кулибина имеет намного больше общего с велосипедом, чем с автомобилем, почему его нередко относят к разряду веломобилей. Действительно, если рассматривать самокатку исключительно с точки зрения того, что ее приводил в движение человек, нажимавший на особые педали, то это мнение будет совершенно справедливым. Но именно в экипаже Кулибина были довольно тщательно разработаны и использованы те узлы, без которых невозможно себе представить современный автомобиль: переключение передач, рулевой привод (кстати, практически ничем не отличающийся от тех, что используются в автомобилях), подшипники скольжения, тормозное устройство.

Сам изобретатель, не относил самокатку к списку наиболее важных своих разработок, считая, что это, в первую очередь, развлечение «для праздных людей». Несмотря на то, что он тщательно потрудился над облегчением экипажа, никакой слуга не смог бы долго раскачивать маховик, приводя самокатку в движение. Идея двигателя, который не зависел бы от мускульной силы человека, постоянно владела умом Кулибина. Иван Петрович сделал довольно много изобретений, связанных с использованием силы движущейся воды или ветра. Однако было ясно, что все это совершенно не подходило для самодвижущегося экипажа. Незадолго до смерти внимание Кулибина привлекли паровые машины, но он был уже слишком стар для того, чтобы взяться за такое сложное дело.

Что случилось с построенной нижегородским изобретателем самокаткой, нигде не отмечено. Канула в безвестность. Но, как говорилось выше, сохранились чертежи и рисунки, сделанные рукой самого изобретателя. В 1970-1980-хх годах на различных фестивалях, посвященных как истории автомобилестроения, так и веломобильному спорту, не раз представлялись экипажи, построенные на основе кулибинских идей. А действующая модель самокатки механика, восстановленная по его чертежам, выставлена в Политехническом музее.

Созданная им «механическая нога» для офицера, потерявшего конечность при Очаковском штурме, ляжет в основу нынешних протезов. То же самое относится к изобретенному им методу веревочного многоугольника, без которых не было бы таких ажурных и очень прочных современных мостов. И даже больше – в основу строительства знаменитого пекинского стадиона «Птичье гнездо», на котором сегодня соревнуются олимпийцы, положены идеи, высказанные в XIX веке Кулибиным.

Но и строительная техника, транспорт, связь, сельское хозяйство и другие отрасли хранят замечательные свидетельства его творчества. Широкую известность получили замечательные проекты И. П. Кулибина в области мостостроения, далеко опередившие всё, что было известно мировой практике его дней.

Проект деревянного моста через р. Неву, составленный И. П. Кулибиным в 1776 г

И. П. Кулибин обратил внимание на неудобства, вызываемые отсутствием в его время постоянных мостов через р. Неву. После нескольких предварительных предложений он разработал в 1776 г. проект арочного однопролётного моста через Неву. Длина арки — 298 метров. Арка была спроектирована из 12 908 деревянных элементов, скреплённых 49 650 железными болтами и 5 500 железными четырёхугольными обоймами.

В 1813 г. И. П. Кулибин закончил составление проекта железного моста через Неву. Обращаясь с прошением на имя императора Александра I, он писал о красоте и величии Петербурга и указывал: «Недостает только фундаментального на Неве реке моста, без коего жители претерпевают весной и осенью великие неудобства и затруднения, а нередко и самую гибель».

На постройку моста из трёх решётчатых арок, покоящихся на четырёх быках, требовалось до миллиона пудов железа. Для пропуска судов предполагались особые разводные части. Предусмотрено было в проекте всё, вплоть до освещения моста и защиты его во время ледохода.

Постройка моста Кулибина, проект которого поражает своей смелостью даже современных нам инженеров, оказалась не по плечу для его времени.

Знаменитый русский строитель мостов Д. И. Журавский, по словам проф. А. Ершова («О значении механического искусства в России», «Вестник промышленности», 1859, № 3), так оценивает модель кулибинского моста: «На ней печать гения; она построена на системе, признаваемой новейшею наукою самою рациональною; мост поддерживает арка, изгиб её предупреждает раскосная система, которая, по неизвестности того, что делается в России, называется американскою». Деревянный мост Кулибина до настоящего времени остаётся непревзойдённым в области деревянного мостостроения.

Понимая исключительное значение быстрой связи для такой страны, как Россия, с обширнейшими её просторами, И. П. Кулибин начал в 1794 г. разработку проекта семафорного телеграфа. Он отлично решил задачу и разработал, кроме того, оригинальный код для передач. Но только через сорок лет после изобретения И. П. Кулибина в России были устроены первые линии оптического телеграфа. К тому времени проект И. П. Кулибина был забыт, а установившему менее совершенный телеграф Шато правительство заплатило сто двадцать тысяч рублей за привезённый из Франции «секрет».

Так же печальна судьба ещё одного из великих дерзаний замечательного новатора, разработавшего способ движения судов вверх по течению за счёт самого течения реки. «Водоход» — так было названо судно Кулибина, удачно испытанное в 1782 г. В 1804 г., в результате испытания другого «водохода» Кулибина, его судно было официально признано «обещающим великие выгоды государству». Но дальше официальных признаний дело не пошло, всё кончилось тем, что созданное И. П. Кулибиным судно было продано с торгов на слом. А ведь проекты и самые суда были разработаны и оригинально, и выгодно, что доказал прежде всего сам изобретатель в написанных им трудах: «Описание выгодам, какие быть могут от машинных судов на реке Волге, изобретенных Кулибиным», «Описание, какая польза казне и обществу может быть от машинных судов на р. Волге по примерному исчислению и особливо в рассуждении возвышающихся против прежних годов цен в найме работных людей».

Обстоятельные, трезвые расчёты, произведённые И. П. Кулибиным, характеризуют его как выдающегося экономиста. С другой стороны, они показывают в нём человека, отдававшего все свои силы и помыслы на пользу родине.

Замечательный патриот, трудившийся со всей страстью для своего народа, он выполнил так много замечательных дел, что даже простой перечень их требует немало времени и места. В этом перечне одни из первых мест должны занять, помимо названных, такие изобретения: прожекторы, «самокатка», т. е. механически перемещающаяся повозка, протезы для инвалидов, сеялка, пловучая мельница, подъёмное кресло (лифт) и др.

В 1779 г. «Санкт-Петербургские ведомости» писали о кулибинском фонаре-прожекторе, создающем при помощи особой системы зеркал, несмотря на слабый источник света (свеча), очень сильный световой эффект. Сообщалось о том, что Кулибин: «изобрёл искусство делать некоторою особою выгнутою линиею составное из многих частей зеркало, которое, когда перед ним поставится только свеча, производит удивительное действие, умножая свет в пятьсот раз, противу обыкновенного свечного света, и более, смотря по мере числа зеркальных частиц в оном вмещённых».

Певец русской славы Г. Р. Державин, называвший И. П. Кулибина «Архимедом наших дней», написал о замечательном фонаре:

Ты видишь, на столбах ночною как порою Я светлой полосою В каретах, в улицах и в шлюпках на реке Блистаю вдалеке, Я весь дворец собою освещаю, Как полная луна.

В перечне замечательных дел И. П. Кулибина должны занять своё место и такие изобретения, как, например, бездымный фейерверк (оптический), различные автоматы для развлечения, приборы для открывания дворцовых окон и иные изобретения, выполненные для удовлетворения требований императрицы, двора и знатных лиц. Екатерина II, Потёмкин, княгиня Дашкова, Нарышкин и многие вельможи были его заказчиками.

Была дана оригинальная рецептура многих потешных огней, основанная на изучении влияния разных веществ на цвет огня. Предложено было немало новых технических приёмов, введены в практику остроумнейшие виды ракет и комбинации потешных огней. Замечательный новатор оставался верным себе, даже занимаясь изобретениями для развлечения двора и знати.

Сохранилось далеко не всё из написанного И. П. Кулибиным, но и дошедшее до нас весьма разнообразно и богато. Одних чертежей осталось после И. П. Кулибина около двух тысяч. Это был подлинный гений труда, неукротимого, страстного, творческого.

Лучшие люди того времени высоко ценили дарование И. П. Кулибина. Знаменитый учёный Леонард Эйлер считал его гениальным. Сохранился рассказ о встрече Суворова и Кулибина на большом празднике у Потёмкина:

«Как только Суворов увидел Кулибина на другом конце залы, он быстро подошёл к нему, остановился в нескольких шагах, отвесил низкий поклон и сказал:

Вашей милости!

Потом, подступив к Кулибину ещё на шаг, поклонился ещё ниже и сказал:

Вашей чести!

Наконец, подойдя совсем к Кулибину, поклонился в пояс и прибавил:

Вашей премудрости моё почтение!

Затем он взял Кулибина за руку, спросил его о здоровье и, обратясь ко всему собранию, проговорил:

Помилуй бог, много ума! Он изобретёт нам ковёр-самолёт!»

Так бессмертный Суворов почтил в лице Ивана Петровича Кулибина великую творческую мощь русского народа.

Однако личная жизнь замечательного новатора была заполнена множеством огорчений. Он был лишён радости видеть должное использование своих трудов и был вынужден тратить немалую часть своего таланта на работу придворного иллюминатора и декоратора. Особенно горькие дни наступили для И. П. Кулибина, когда он в 1801 г. вышел в отставку и поселился в родном Нижнем-Новгороде. По сути дела ему пришлось жить в изгнании, испытывая нужду, нараставшую всё сильнее, вплоть до кончины 12 июля 1818 г. Для похорон великого деятеля его жене пришлось продать стенные часы и ещё занимать деньги.

Памятник Ивану Кулибину в Нижнем Новгороде. Установлен рядом с его могилой. Скульптор П. И. Гусев.

Неутомимый новатор, в домашнем быту и привычках Кулибин был консервативен. Он никогда не курил табак и не играл в карты. Писал стихи. Любил званые вечера, хотя на них только балагурил и шутил, так как был абсолютным трезвенником. При дворе, среди расшитых мундиров западного покроя, Кулибин в длиннополом кафтане, высоких сапогах и с окладистой бородой казался представителем другого мира. Но на балах он с неистощимым остроумием отвечал на насмешки, располагая к себе добродушной словоохотливостью и прирожденным достоинством в облике.

Кулибин был трижды женат, третий раз женился уже 70-летним стариком, и третья жена принесла ему трех дочерей. Всего у него было 12 детей обоих полов. Всем своим сыновьям он дал образование.

Мудрость древних

Действительно, стоит только посмотреть на портреты или бюсты солидных ученых мужей, которыми часто проиллюстрированы соответствующие параграфы: высокие лбы, умудренные морщинами лица, серьезные глаза, солидные всклокоченные бороды, – а затем сравнить их с тем, что в тех же параграфах подается как наивысшее достижение этих ученых, чтобы хмыкнуть со смесью высокомерия и презрения.

Ха! Они всю жизнь размышляли и трудились, читали бесчисленные труды других мыслителей, спорили с подобными себе, чтоб создать какую-то теорему Фалеса или закон Паскаля, которые теперь любой ребенок не самых старших классов усваивает за несколько уроков. Разве это не явное свидетельство прогресса?

Нет-нет, такое пренебрежительное отношение никогда не преподносится явно, наоборот, на словах наши книги всячески превозносят мудрость древних. Однако стоит сложить два и два, и даже самый отстающий школьник сообразит: если это мудрость, то что же в те времена было глупостью?! Какими же примитивными были наши предки!

Именно в таком свете весьма правдоподобными кажутся представления о том, что еще несколько тысяч назад по всему миру скакали дикари в набедренных повязках с грубо высеченными каменными топорами, для которых даже лук со стрелами казался вершиной технологического гения. А еще раньше? Забудьте! Обезьяны, просто обезьяны. Кое-какие противоречия с такой картиной развития цивилизации – например, «темные века» средневековой Западной Европы или удивительные «семь чудес света» кажутся не более чем исключениями, подтверждающими правило.

Закон Архимеда

Но насколько оправдано такое превозношение над гениями прошедших веков?

Действительно ли то, что если бы один из них попал каким-то образом в наши дни, то любой ученик средней школы легко сравнился бы с ним по уровню умственного развития? Да и тот мог бы сразить его наповал каким-то логарифмом или интегралом?

Обратимся к одному из самых, казалось бы, знакомых нам мыслителей древнего мира. Архимед. Историю его знают все, правда? О нем рассказывается в бесчисленных книгах и научно-популярных фильмах, даже в нескольких детских мультфильмах. Забавный старик, который голым носился по городу с криками «Эврика!», после того, как на простом опыте в собственной ванной обнаружил, что «на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости».

С помощью этого принципа, названного позже «законом Архимеда», он научился измерять объем тел произвольно сложной формы. И попутно помог тирану Сиракуз вывести на чистую воду ювелира-обманщика, сделавшего на заказ венец не из чистого золота, а из сплава золота с серебром. Еще он был знаменитым механиком, автором «Архимедова винта» и многочисленных военных машин и механизмов, наводивших ужас на древнеримских захватчиков. Те, правда, несмотря на все хитрые боевые приспособления все равно как-то взяли Сиракузы, а бедный Архимед погиб от руки невежественного римского солдата за то, что потребовал «не трогать его чертежи».

А, вот, еще он сказал: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!» – что, несмотря на свое внушительное звучание, было не более чем иллюстрацией простейшего механического принципа рычага. Ну вот, пожалуй, и все, так?

Знания Ойкумены

Увы, и близко не так. Любая мало-мальски серьезная биография расскажет нам, чтоархимед Архимед был не только выдающимся философом, естествоиспытателем и изобретателем, но, прежде всего, одним из крупнейших математиков греко-римской эпохи. Он был далеко не самоучкой, а получил прекрасное образование в Александрии Египетской, главном научном центре того времени, и всю жизнь состоял в переписке с учеными оттуда.

Объем знаний, доступных в Александрии III века до нашей эры, превосходит всякое воображение, поскольку там были собраны не только достижения всех народов Средиземноморского бассейна, но, благодаря походам Александра Македонского, также и множества загадочных цивилизаций Междуречья, Персии и даже долины Инда. Так что через Архимеда мы можем надеяться хотя бы слегка прикоснуться к знаниям практически всей «Ойкумены».

Более того, историки науки обоснованно считают, что про Архимеда нам известно гораздо больше, чем про любого другого древнего математика. Правда, они тут же добавляют, что о других мы не знаем вообще практически ничего. Так что и об Архимеде нам известно до обидного мало. Конечно, превосходная математическая репутация Архимеда ни у кого не вызывала сомнения на протяжении тысячелетий, но чем дальше тем больше вопросов возникало по поводу того, какие именно результаты и, самое главное, КАК были им достигнуты.

Утерянные доказательства

Дело в том, что очень мало оригинальных трудов Архимеда дошло не только до наших дней, но даже до эпохи Ренессанса, когда впервые за многие сотни лет возник интерес к серьезной математике.

Речь идет, конечно, не о рукописях, написанных его собственной рукой, но хотя бы о достоверных копиях копий или полноценных переводах на другие языки.

К сожалению, огромная часть наследия древности сохранилась лишь в цитатах, приводимых другими, иногда гораздо более поздними авторами, и это касается не только Архимеда, но и абсолютно всех остальных замечательных античных ученых и философов. То, что, как нам кажется, мы знаем о них – это лишь очень малая часть того, чего они реально достигли. К тому же, в эту малую часть привнесены мириады случайных и намеренных искажений множества переписчиков, переводчиков и комментаторов, далеко не все из которых были одинаково честными и добросовестными.

Мало того, как и многие математики ранних эпох, Архимед в своих работах далеко не всегда приводил подробные доказательства своих формул и теорем. Это было связано как с тем, что для практического применения доказательство не требуется, так и с тем, что всегда существовал круг завистников, желающих присвоить значимый результат себе. Хранение в тайне метода доказательства делало возможным подтвердить свое авторство или опровергнуть авторство самозванца, если в том возникала нужда. Иногда, чтобы еще более запутать ситуацию, выпускались ложные доказательства с намеренно введенными в них неточностями и ошибками.

Конечно, когда результат получал всеобщее признание, верные доказательства все-таки публиковались, но, по понятной причине, количество рукописей, которые их фиксировали, было гораздо меньше, чем количество тех, где приводилось лишь окончательное решение. Усложнялось все еще и тем, что в древнегреческой математике чертежи не только иллюстрировали текст доказательства, но и сами были существенной его частью – а далеко не каждый переписчик был достаточно искусен в копировании сложных геометрических фигур. Из-за этого многие доказательства оказывались утерянными навсегда.

Метод Архимеда

На протяжении примерно тысячи лет среди таких навсегда утерянных для человечестваКартинки по запросу архимед трудов числился и трактат Архимеда «Метод теорем механики», часто известный как просто «Метод». Именно в нем Архимед подробно объяснял то, как он достиг некоторых своих наиболее удивительных результатов.

Значение его для понимания наследия этого древнегреческого мыслителя столь велико, что историки науки иногда называют этот трактат «слепком мозга Архимеда». Не имея доступа хотя бы к отрывкам из этого текста, определить истинный уровень математических знаний и навыков Архимеда считалось практически невозможным.

Первый проблеск надежды на то, что этот труд, возможно, все же сохранился, появился к середине XIX века. Захват наполеоновской армией Египта и вывоз оттуда в Европу огромного количества культурных ценностей пробудил среди просвещенных людей интерес к изучению Древнего Востока. На тот момент квинтэссенцией всей древней истории считалась Библия, но ее авторитет был в некоторой степени подорван критикой мыслителей эпохи Просвещения.

Непосредственное изучение памятников ушедших цивилизаций открывало возможность подтвердить фактами библейский текст, и многие европейцы и американцы с энтузиазмом взялись за это дело. Кто-то ездил по ближневосточным странам в поисках утраченных произведений искусства, кто-то за свой счет раскапывал руины погибших городов, а кто-то искал в библиотеках ближневосточных стран давно забытые рукописи.

Библейский ученый

Увы, несмотря на то, что многими из этих «библейских ученых» XIX века были достигнуты удивительные результаты, в массе своей они были очень далеки от профессионализма. Что прекрасно иллюстрирует следующий эпизод. Хорошо известный немецкий «библейский ученый» Константин фон Тишендорф в 1840-х годах работал в библиотеках Константинополя.

Оттуда он привез домой страницу заинтересовавшей его рукописи, на которой он заметил какие-то полустертые сложные математические вычисления на греческом.

Как ни прискорбно это признавать, но, по-видимому, он просто вырвал ее из книги, когда библиотекарь смотрел в другую сторону. Сейчас эта страница хранится в Кембриджской университетской библиотеке, одновременно как свидетельство удивительного случайного открытия и варварского отношения некоторых западных «ученых» к наследию древности.

Хотя чуть позже эта страница сыграла свою роль в обретении наследия Архимеда, настоящая заслуга открытия книги, которая позже стала известна как Палимпсест Архимеда, принадлежит не Тишендорфу, а безвестному турецкому библиотекарю. Во время составления каталога он тоже обратил внимание на строчки математических выкладок и привел выдержку из них в каталоге библиотеки, который был опубликован и разослан по всему миру.

Удивительный документ

В начале XX века этот каталог попал в руки датского историка и филолога Йогана Людвигапалимсест архимеда Хайберга, который был заинтригован настолько, что не поленился добраться до Константинополя, и ознакомился с книгой лично в 1906-м году. То, что он увидел, потрясло его до глубины души.

Оказывается, к нему в руки попал удивительный документ. На первый взгляд, довольно заурядная богослужебная книга из пустынного монастыря Мар Саба, близ Иерусалима, переписанная в XIII веке. Но если присмотреться, поперек литургического текста шли еле заметные строки на более раннем греческом, изобилующие научными и философскими терминами. Любому специалисту, знакомому с культурой средневековья, было сразу ясно, что это означает.

Увы, пергамент, на котором писались средневековые книги, изготовлялся из телячьей кожи и был дорогой вещью. Поэтому нехватка этого материала часто решалась довольно прямолинейно: менее нужные книги разделяли на отдельные листы, с этих листов счищались чернила, затем они сшивались заново и на них писали новый текст. Термин «палимпсест» как раз и обозначает рукопись поверх счищенного текста.

В случае с Палимпсестом Архимеда каждый из исходных листов был к тому же сложен пополам, чтобы получить книгу меньшего формата. Поэтому и получилось, что новый текст был написан поперек старого. В качестве писчего материала неизвестный монах-переписчик использовал сборники научных и политических трудов, составленные в Византийской Империи примерно в 950-х годах. К счастью, очистка была произведена не очень тщательно, что и позволило обнаружить исходный текст.

Предварительный осмотр Хайбергом показал, что авторство большего числа текстов X века принадлежит ни кому иному, как Архимеду и, что самое главное, среди них присутствует почти в полном объеме вожделенный «Метод»! К сожалению, библиотека запретила выносить рукопись из своих помещений (после знакомства с персонажами вроде Тишендорфа, кто может их винить?), поэтому ученый нанял фотографа, переснявшего для него весь кодекс. После чего, вооруженный не более, чем лупой, Хайберг занялся кропотливой расшифровкой фотокопии. Ему удалось разобрать очень многое, и окончательный результат был опубликован в 1910-15 гг, довольно быстро был издан и английский перевод. Открытие потерянного труда Архимеда вызвало немало шума и даже попало на передовицу «Нью-Йорк Таймс».

Но сложная судьба Палимпсеста Архимеда на этом не закончилась. В период Первой Мировой войны (в результате которой Османская империя прекратила свое существование) и во время разрухи сразу после нее, в Константинополе было совершенно не до древних рукописей. Как во времена Наполеона из Египта, в 1920-х годах огромный поток турецких ценностей потек в Европу. Лишь гораздо позже удалось установить, что некий частный коллекционер смог приобрести и вывезти Палимпсест в Париж. Где тот на долгое время стал просто диковинкой, вращающейся в мире, очень далеком от знаний.

Кодекс из небытия

Интерес к книге возродился лишь в 1971 году, и опять благодаря библиотечномупалимсест архимеда каталогу. Специалист по древнегреческой культуре из Оксфорда Найджел Вильсон обратил внимание на интересный документ из Кембриджской библиотеки, уже знакомую нам страницу, грубо выдранную Тишендорфом.

Дело в том, что поиск по словарям древнегреческого указывал на то, что некоторые термины, употребленные на странице, были характерны именно для работ Архимеда.

Вильсон получил разрешение на более тщательное исследование документа и не только подтвердил, что страница относится к Палимпсесту, но и доказал, что с помощью недоступных ранее технологий (таких, как ультрафиолетовое освещение) текст X века можно восстановить полностью.

Дело оставалось за малым – найти канувший в небытие кодекс. Академический мир начал интенсивные поиски, но они ни к чему не привели. Наконец, в 1991 году сотрудник одного из ведущих аукционных домов мира «Кристис» получил письмо от некоей французской семьи, в котором утверждалось, что они желают выставить на аукцион тот самый Палимпсест. Новость была воспринята с изрядной долей скептицизма, но последующая экспертиза вынесла неожиданно положительный вердикт.

В результате сенсационных торгов документ был продан анонимному миллиардеру за 2 миллиона долларов. Все ученые мира затаили дыхание – ведь по воле нового владельца книга могла быть просто закрыта в сейф навсегда.

Настоящий кошмар

К счастью, страхи оказались напрасными. Когда Вилл Ноэль, куратор рукописей музея искусств Вальтерса в Балтиморе (США) обратился к агенту владельца с просьбой получить разрешение на реставрацию и изучение Палимпсеста, его инициатива была воспринята с энтузиазмом. Говорят, что миллиардер заработал свое состояние на высоких технологиях и потому сам был не так уж далек от науки и ее интересов.

С 1999 по 2008 гг. целая группа специалистов из самых разных областей, от филологии и искусствоведения до спектроскопии и компьютерного анализа данных, занималась восстановлением и сканированием Палимпсеста Архимеда. Это был непростой труд.

Сам Ноэль так описывает свое первое впечатление от рукописи: «Я был в ужасе, в омерзении, это абсолютно отвратительный документ, он выглядит очень, очень, очень уродливо, совершенно не похоже на великий артефакт. Просто кошмар, настоящий кошмар! Обгоревший, с обилием клея ПВА вдоль торца, под затеками этого клея скрыто многое из текста Архимеда, который мы собирались восстанавливать. Везде канцелярская замазка, страницы обклеены бумажными полосками. Просто нет слов, чтоб описать плохое состояние Палимпсеста Архимеда.»

В монастыре книга активно использовалась в богослужениях, поэтому во многих местах она заляпана свечным воском. В загадочный период 1920-1990 гг. кто-то сфальсифицировал на некоторых страницах красочные «древневизантийские» миниатюры, пытаясь поднять стоимость рукописи. Но главная беда была в том, что весь кодекс был серьезно поврежден плесенью, в некоторых местах проевшей страницы насквозь.

Песчинки во Вселенной

Но были и радости. Когда кодекс был расшит на отдельные листы, обнаружилось, что палимсест архимеда многие строки текста Архимеда были скрыты внутри переплета и потому недоступны Хайбергу – иногда это были ключевые моменты в доказательстве теорем.

Съемка в разных диапазонах электромагнитного спектра, от инфракрасного до рентгеновского, с последующей компьютерной обработкой изображений, позволила реконструировать буквы текста X века даже там, где они были чем-то скрыты или полностью невидимы невооруженным глазом.

Но к чему весь этот кропотливый труд? Зачем многолетние поиски? Что в тексте трудов Архимеда, и, в частности, скрытого от нас в течение тысячелетия «Метода», можно найти такого, что оправдало бы энтузиазм ученых по отношению к Палимпсесту Архимеда?

Давным-давно было известно, что Архимед интересовался очень большими числами и очень малыми величинами, причем соединяя одно с другим. Например, для вычисления длины окружности он вписывал ее в многоугольник с большим числом, но малой длиной сторон. Или интересовался количеством мельчайших песчинок во Вселенной, которое представлялось в виде громадного числа. Это является приближением к тому, что в наши дни называется бесконечно большими и бесконечно малыми величинами. Но был ли Архимед способен оперировать математической бесконечностью в истинном, современном смысле этого слова?

Интегралы Архимеда

На первый взгляд, бесконечность – не более чем отвлеченная математическая абстракция. Но только после того, как математики научились оперировать этой категорией, появился так называемый «математический анализ», математический подход к описанию любых изменений и, в частности, движения. Этот подход лежит в основе практически любых современных инженерных, физических и даже экономических расчетов, без него нельзя построить небоскреб, сконструировать самолет или рассчитать выход спутника на орбиту.

Основа нашего современного математического анализа, дифференциальное и интегральное исчисление, были созданы Ньютоном и Лейбницем в конце XVII века, и почти сразу же мир начал изменяться. Таким образом, именно работа с бесконечностью отличает цивилизацию лошадиной тяги и ветряных мельниц не только от цивилизации компьютеров и космических кораблей, но даже от цивилизации паровых машин и железных дорог.

Так что вопрос о бесконечности имеет огромное, можно даже сказать «цивилизационно-определяющее» значение. И после трудов Хайберга в начале XX века и, в особенности, после работы команды Ноэля несколько лет назад, поставившей многие точки над «i», ответ на этот вопрос весьма однозначный и эмфатический: да, Архимед прекрасно знал концепцию бесконечности, и не только теоретически оперировал ею, но и практически применял ее в вычислениях! Его выкладки безукоризненны, его доказательства выдерживают тщательную проверку современными математиками. Забавно, он довольно часто применяет то, что в современной математике называется «суммами Римана», в честь известного математика… XIX века.

При вычислении объемов Архимед пользуется методикой, которую нельзя не назвать интегральным исчислением. Правда, если подробно вчитаться в его выкладки, складывается ощущение, что это интегральное исчисление «из другого мира». Хотя многое перекликается с тем, что сегодня знакомо нам, некоторые подходы выглядят совершенно чуждыми и неестественными. Они не хуже, и не лучше, они просто другие. И от этого пробирает мороз по коже: это высшая математика, генетически никак не связанная с современной! Через тысячелетия после Архимеда ученые нового времени изобрели все это с нуля, заново, с тем же содержанием, но в несколько другой форме.

Метод исчерпывания

К сожалению, Палимпсест Архимеда не дает и не может дать ответ на другойпалимсест архимеда интригующий вопрос: в какой степени такие способы вычисления были уникальными для Архимеда и отражали его собственную гениальность, а в какой были типичными для греко-римских математиков и инженеров в целом? По крайней мере один метод вычисления типа математического анализа, которым Архимед владеет в совершенстве, можно проследить приблизительно до V века до н. э. Это «метод исчерпывания», разработку которого в Древней Греции обычно связывают с именем Евдокса Книдского, хотя есть данные, что его знали и ранее.

Конечно, впоследствии этот метод тоже был то ли изобретен заново, то ли реконструирован в XVII веке. Опыт математики последних столетий нам подсказывает, что ученые, прекрасно владеющие прикладной математикой, очень редко отвечают за теоретические прорывы. Архимед же, в первую очередь, прикладник, он интересуется задачами о вычислении конкретных длин, площадей, объемов.

Так что, вполне может быть, что его методика по работе с бесконечными величинами была не столько разработана, сколько доработана или переработана им. Но если ученые Александрийской или какой-то другой научной школы древнего мира свободно владели математическим анализом, ключом к современным технологиям, что еще они могли знать и уметь? Дух захватывает от горизонтов, которые открывает такое предположение.

Горький урок

Теперь, зная историю Палимпсеста Архимеда, можно отступить на шаг и задуматься. Да, к глубокому сожалению его открытие запоздало. В XX веке он стал сенсацией, но сенсацией лишь среди специалистов по истории науки. Но что бы было, сложись его история иначе? Если бы эта рукопись попала в руки ученых на 100, 300, 500 лет раньше? Что, если бы эту книгу еще на школьной скамье читал Ньютон? Или Коперник? Или Леонардо да Винчи?

Современные исследователи с уверенностью утверждают, что даже для математиков XIX века этот труд представлял бы более чем академический интерес. Для математиков XVII-XVIII века значение его было бы огромно.

А в эпоху Ренессанса, попав в нужные руки, он бы просто произвел эффект разорвавшейся бомбы, полностью перекроив будущее развитие математики и инженерной мысли. Чего мы лишились, потеряв на века доступ всего к одной античной книге? Городов на Марсе, межзвездных космических кораблей, экологически чистых термоядерных реакторов? Мы никогда не узнаем…

Но этот горький урок не должен пропасть зря. Сколько равных по значимости, а возможно и более ценных книг и документов все еще скрыто от нас? Стоит на пыльных полках в архивах и библиотеках, упрятано в запасники музеев, заперто в несгораемых шкафах коллекционеров? Сколько тайн хранят нерасшифрованные клинописные таблички и надписи на стенах древних сооружений?

Если написанный в 200-х годах до нашей эры текст ни много ни мало через две тысячи лет мог все еще считаться революционным, нет ли древних трудов, которые могут дать существенный толчок науке и технологиям и в наши дни? Мы рискуем и это никогда не узнать, если не избавимся от высокомерно-невежественного представления о «примитивности» наших предков.