Rasuk sinar X-ray mengimbas tulisan-tulisan ahli sains Yunani dan matematik Archimedes, sebuah teks tersembunyi yang mungkin merupakan dokumen ilmiah yang paling penting yang ditemui sejak zaman Renaisans. Kerana garis-garis samar muncul pada monitor komputer yang besar di Makmal Sinaran Radar Synchrotron, saya hanya dapat membuat imej hantu lambda lambda Yunani.
Sebagai pengeluar Webcast untuk muzium sains Exploratorium di San Francisco, saya telah mendokumentasikan penggunaan eksperimen ini sebagai salah satu alat sains moden yang paling canggih, untuk memecahkan buku berusia 1, 000 tahun yang dibuat dari kulit kambing. Dikenali sebagai Archimedes Palimpsest, yang dijuluki Archie untuk jangka pendek, ia kelihatan sangat rapuh. Tepi kebanyakan halaman 174 buku dibakar, dan air mata, lubang dan bintik ungu acuan dot permukaan mereka. Kulit ini lebih kecil dari yang saya fikir akan menjadi, tidak lebih besar daripada novel keras.
Saya hanya ingin membuat jengkel, tetapi mesin jariku mengingatkan saya bahawa saya mempunyai pekerjaan untuk dilakukan. Oleh kerana saya telah menghabiskan banyak masa di sekitar Archie, pasukan pencitraan telah memberi saya penyelia anjakan pada petang ini. Saya memeriksa intensiti pengimbas sinar-X, perhatikan masa, dan merekod suhu dan kelembapan dari monitor alam sekitar berhampiran dokumen. Dalam halamannya adalah satu-satunya rekod yang masih hidup dalam dua karya Archimedes, dan satu-satunya versi lain dalam bahasa Yunani asal. Di samping itu, terdapat 14 muka surat ulasan yang jarang berlaku mengenai risalah Aristotle mengenai logika pengkategorian dan 10 halaman lain yang merakamkan dua ucapan sebelum ini yang tidak diketahui oleh Hyperides, seorang pemidato Athena dan ahli politik dari abad keempat bc Kebanyakannya tidak dapat dilihat dengan mata kasar - mereka telah dikaburkan oleh acuan, ditulis oleh seorang imam zaman pertengahan atau hampir dimusnahkan oleh seorang pengamal moden yang tidak mengenali, atau peduli, nilai sebenarnya mereka.
Archimedes mungkin terkenal kerana bangkit dari bak mandinya dan berjalan telanjang melalui jalan-jalan Syracuse, sebuah negara kota Yunani pada apa yang sekarang adalah pulau Sicily, menjerit "Eureka." ("Saya telah menemuinya.") Menurut legenda-dan legenda yang lebih mungkin daripada fakta-matematikawan b-abad ke-3 baru-baru ini mendapati bahawa dia dapat menentukan kesucian emas sebahagiannya dengan mengukur jumlah air yang digantikannya. Archimedes dirayakan dalam masa sendiri, dan juga kita, untuk aplikasi praktikalnya matematik dan fizik. Skru yang diciptanya masih bergerak naik ke atas bukit, dan catapults dan senjata lain yang dirancangnya mempertahankan Syracuse daripada penceroboh Rom. (Syracuse akhirnya jatuh di bawah pengepungan Rom, dan Archimedes dibunuh oleh askar musuh pada usia 75-kononnya selepas menggambar angka-angka geometri di dalam pasir dan mengetuk: "Jangan mengganggu bulatan saya!") Beliau juga menganggarkan nilai pi. "Archimedes adalah ahli matematik terbesar di dunia kuno, " kata William Noel, kurator manuskrip kuno di Walters Art Museum di Baltimore dan orang yang paling bertanggungjawab untuk penjagaan dan pembacaan palimpsest itu. "Beliau adalah saintis pertama yang menggunakan prinsip-prinsip matematik abstrak kepada dunia di sekelilingnya."
Archimedes menulis risalahnya pada gulungan papirus, asalnya telah hilang. Tetapi karya-karyanya telah disalin dengan setia oleh generasi ahli taurat dan membuat lompatan ke kulit kertas kambing terikat pada suatu masa yang lewat pada abad kelima, mungkin di Constantinople. Perpustakaan besar di bandar itu telah dipecat oleh Tentara Salib pada tahun 1204, tetapi satu perkamen, ditulis pada tahun 900an, bagaimanapun terselamat dan telah dirahsiakan ke sebuah biara Kristian berhampiran Bethlehem. Pada tahun 1229, seorang imam Yunani yang memerlukan perkamen untuk buku doa membongkar manuskrip Archimedes, mengikis dan mencuci muka surat dan menyalin teks liturgi di atas tulisan Archimedes dalam proses yang dikenali sebagai palimpsesting (dari perkataan Yunani palimpsestos, yang bermaksud " dikikis lagi "). Yang mengerikan seolah-olah sekarang ini, teks asli mungkin tidak akan terselamat jika ahli tulis itu tidak mengitar semulanya dan sami-sami yang tidak memelihara buku doa-tidak menyedari apa yang ada di bawah tulisan suci.
Rancangan Archimedes ini pada dasarnya hilang dalam sejarah sehingga tahun 1906, ketika seorang sarjana klasik Denmark, Johan Ludwig Heiberg, menemui manuskrip berusia seribu tahun di sebuah perpustakaan di sebuah biara Ortodoks Yunani di Constantinople. Heiberg mengakui bahawa tulisan-tulisan yang lemah di bawah doa-doa itu berasal dari minda Archimedes. Heiberg dibenarkan memotret banyak halaman, dan dia menerbitkan artikel ilmiah mengenai tulisan-tulisan yang dia dapat menguraikan. Tetapi Heiberg tidak dapat membaca beberapa halaman, dan dia mengabaikan gambarajah. Kemudian, selepas Perang Dunia I, palimpsest hilang lagi, dipindahkan dari perpustakaan di bawah keadaan misterius-mungkin dicuri dari biara-dan dipercayai berada di tangan keluarga Perancis selama abad ke-20. Ia muncul semula pada tahun 1998, apabila pemungut peribadi tanpa nama di Amerika Syarikat membeli dokumen itu di lelongan untuk $ 2 juta.
The palimpsest mungkin tidak dapat dilihat oleh orang awam dan tangan para ulama-mempunyai Noel Art Museum Walters tidak dapat menghubungi pemilik baru, melalui agen jualan, dan meminta akses kepadanya. Kepada kejutan yang dikagumi kurator itu, pemilik (yang tanpa nama) secara peribadi menyampaikannya kepada Noel dan rakan-rakannya untuk pemuliharaan dan belajar di Walters.
The palimpsest telah merosot dengan ketara pada abad sejak Heiberg mula-mula mengkaji di Turki. Kelembapan telah mendorong pertumbuhan acuan, dan terdapat lebih banyak lubang di halaman daripada sebelumnya. Paling teruk, empat daripadanya telah ditutup dengan lukisan daun emas. Rupa-rupanya, dalam percubaan sesat untuk menjadikan buku itu lebih berharga, pemilik sebelumnya telah menggunakan halaman-halaman palimpsest untuk mencipta manuskrip Byzantine yang diterangi.
Archimedes Palimpsest yang berusia 1, 000 tahun telah dibuang, dibersihkan, stabil dan dianalisis. (George Steinmetz) Sebelum mereka dapat menguraikan rahsia Archie, konservator Walters, yang diketuai oleh Abigail Quandt, memulakan kerja keras untuk menghentikan kerosakan tersebut. Ia mengambil masa empat tahun untuk mengambil buku itu dan membersihkannya. Sementara itu, menggunakan cahaya ultraviolet dan pelbagai teknik untuk meningkatkan imej, saintis dari Johns Hopkins University, Institut Teknologi Rochester dan institusi lain dapat mendedahkan sekitar 80 peratus manuskrip. Menurut Reviel Netz, seorang profesor klasik di Stanford University, karya ini menambah banyak usaha Heiberg.
Dokumen yang paling penting adalah "Kaedah Teorem Mekanikal". Di dalamnya, Archimedes menggunakan cara objek boleh seimbang untuk mendapatkan sifat geometri dan fizikalnya. Lebih penting lagi ialah keterangan kaedah infiniti, konsep yang lama dianggap terlalu bermasalah bagi ahli matematik Yunani kuno untuk memahami. Pengertian moden kita telah disempurnakan oleh Issac Newton dan Gottfried Wilhelm von Leibniz ketika mereka secara bebas mencipta kalkulus. Dari palimpsest, para sarjana sekarang mengetahui bahwa infinitas itu dipahami oleh Archimedes 20 abad yang lalu.
Satu lagi teks yang unik ialah "Perasaan, " yang boleh dikatakan sebagai risalah pertama mengenai gabungan, cabang matematik yang berkaitan dengan organisasi elemen dalam set. Dalam petikan ini, Archimedes menerangkan teka-teki di mana persegi dipotong menjadi 14 kepingan yang tidak teratur. Penyelesaian teka-teki terletak pada menentukan bilangan cara potongan dapat disusun kembali ke dalam kotak. Tidak diketahui jika Archimedes menyelesaikan teka-teki-halaman-halaman itu telah hilang-tetapi ahli matematik moden telah menentukan jawapannya: 17.152.
Pasukan muzium Walter seni Noel menguraikan sebahagian besar palimpsest itu, tetapi tidak dapat membaca lukisan daun emas itu. Itulah di mana Makmal Radiasi Synchrotron Stanford (SSRL) masuk ke dalam gambar. Makmal ini menghasilkan sinar-X dari rasuk-rasuk elektron berkuasa yang berlumba-lumba di sekitar gelang berdiameter 260 kaki di bangunan berbentuk donat tanpa cahaya pada hampir kelajuan cahaya. Beberapa tahun yang lalu, ketika sedang menjalankan projek Exploratorium yang tidak berkaitan, saya mendapatkan lawatan SSRL ketika Uwe Bergmann, seorang ahli fizik kelahiran Jerman, menghentikan kumpulan saya di lorong melengkung. Dia memberitahu kami bahawa dia sedang mengusahakan percubaan yang membabitkan kulit kertas inklusi untuk sinar X-ray SSRL. Bergmann telah membaca tentang palimpsest dalam majalah Jerman dan telah menyimpulkan bahawa SSRL akan dapat gambar besi dalam dakwat di bawah lukisan emas. Percubaan Bergmann menunjukkan kepada saya bahawa hari itu telah meyakinkannya bahawa tekniknya boleh bekerja di kulit-dan dia praktikal melompat ke atas dan ke bawah dalam kegembiraan.
Untuk mendedahkan dakwat tersembunyi, sinaran X yang membentuk rasuk tidak lebih tebal daripada dakwat mogok rambut manusia di kulit. Tenaga mereka menyebabkan unsur-unsur tertentu dalam dakwat untuk fluoresce, atau cahaya. Pengesan mengambil setiap gelombang pendarfluor panjang elemen, dan komputer menukar data ke dalam imej komputer. "X-ray hanya peduli terhadap unsur di kulit, " kata Bergmann. "Anda boleh melihat besi dalam dakwat tidak kira apa yang di atas atau di bawahnya."
Dalam dua tahun yang lalu, eksperimen pencitraan SSRL telah memberikan beberapa hasil baru yang menarik, termasuk tanda tangan penulis yang pertama menyalin teks liturgi dan tarikh dia melakukannya (Ioannes Myronas, pada 29 April, 1229).
Sekarang kita berada di penghujung jangka sepuluh hari. Kami telah mengimbas salah satu halaman paling sukar dalam buku ini, pengenalan kepada "The Method of Mekanika Mekanikal" Archimedes, yang diliputi oleh pemalsuan daun emas seorang santo yang duduk. Rajah di halaman mengandungi maklumat penting tentang bagaimana Archimedes memikirkan bukti geometrik, maklumat Heiberg tidak diendahkan. Inilah jalan kedua halaman ini; untuk mengekstrak lebih banyak garis penglihatan dari bawah lukisan, pengesan telah ditala ke kalsium imej, bukannya besi.
Kami sudah berjaya. Reviel Netz Stanford memberitahu kami pada awal minggu bahawa dia dapat melihat dengan jelas buat kali pertama salah satu label untuk lukisan yang menyertai Archimedes '"Method of Mechanical Theorems." Labelnya, Netz berkata, memutuskan pertikaian lama di kalangan para ulama tentang apa yang mereka anggap salah dalam rajah.
Selepas Stanford, palimpsest itu akan dibawa oleh konservator Abigail Quandt kembali ke Muzium Seni Walters di Baltimore, di mana ia akan menjalani kerja pengimejan tambahan untuk mendedahkan lebih banyak teks dari Hyperides, orator Athena, yang diharapkan mengandungi maklumat baru mengenai asas-asas demokrasi Yunani, undang-undang Athena dan sejarah sosial. Pasukan itu mengharapkan untuk membungkus kerjanya pada tahun 2008, maka dokumen itu akan dipamerkan selama tiga bulan di Walters dan kemudian di muzium lain. Teksnya akan diterbitkan untuk para ilmuwan dan pelajar untuk mengurai. "Apa yang kami temui dengan Archimedes Palimpsest adalah bahawa buku ini tidak pernah berhenti menyembunyikan rahsia-rahsianya, " kata Noel. "Ia seperti bekerja dengan minda yang hebat, anda dibuat untuk memikirkan perkara-perkara dengan cara baru-dari kacang-kacangan dan bolt sejarah abad ke akar kalkulus dan fizik."
Mary K. Miller adalah pengarang bersama Menonton Cuaca dan seorang penulis dan pengeluar Web untuk Exploratorium di San Francisco.
