«Лазерный прицел» Архимеда

«Лазерный прицел» Архимеда

Величавый ученый древности Архимед, живший за два столетия до Рождества Христова, до сего времени восхищает мир собственной мудростью и прозорливостью. Греческий ученый, которому принадлежит известное восклицание «Эврика!», открывший основополагающие законы физики, построивший небесный глобус для астрономических наблюдений, в первый раз измеривший поперечник Солнца и вычисливший окружность Земли, сформулировавший закон гидростатики, заложивший базы арифметики и алгебры, также сделавший массу смышленых изобретений, известен каждому.
Известны и его награды в военном деле. К примеру, успешное внедрение сконструированных им военных машин против римского флота во время осады Сиракуз.
Либо то, как он при помощи системы зеркал, как будто гиперболоидом Гарина, поджег неприятельские корабли римской эскадры.
Стоп! А было ли это по сути? А если и было, то все-же как это могло произойти?
В 213 году до н.э. во время 2-ой Пунической войны, разразившейся меж Римом и Карфагеном, римский сенат решил произвести незамедлительный и решительный штурм союзного карфагенянам городка Сиракузы, размещенного на полуострове Сицилия. После Гиерона власть в Сиракузах перебежала к его наследнику Гиерониму, который сходу присоединился к Ганнибалу. Рим вознамерился совсем решить вопрос о победителе в значительно затянувшейся кампании и овладеть Сиракузами.
Командовать силами вторжения был назначен профессиональный и ожесточенный военачальник Марк Клавдий Марцелл, который принял неописуемое на 1-ый взор решение: поруха на город с моря, где защитные стенки невысоки и выходят на самый край берега. Он отлично помнил о том, что афиняне в свое время потерпели беду у крепких стенок этого городка, поэтому решил поруха со стороны Ионического моря.
Для блокады Сиракуз римляне снарядили 25-тысячную армию и опять довели численность собственного флота до 150 пентер, из которых 100 предстояло выстроить вновь. Часть этого флота немедля ушла в Сицилию, где консул Марцелл отрядил 60 кораблей для блокады Сиракуз.
О планах римлян и о приближении вражеского флота в Сиракузах было понятно. В руководстве обороной вкупе с полководцем Гиппократом участвует один из самых почетаемых людей Сиракуз, изобретатель и ученый, уже осчастлививший обитателей различными полезными «бытовыми» изобретениями. Архимед – убежденный эллин по духу и вытерпеть не может варварский Рим, потому прилагает все силы, чтоб посодействовать возлюбленному городку.
Римский флот получил приказание Марцелла очистить с помощью лучников подступы к стенкам, а потом обстрелять с наиблежайшей дистанции сами стенки томными метательными машинами, чтоб пробить в их брешь. Не считая того, Марцелл отдал приказ сделать нечто вроде плота из восьми прочно связанных меж собой судов, на котором была построена древесная башня, возвышавшаяся над городскими стенками.
Но обороняющимся удалось забросать приближавшиеся с высочайшими штурмовыми лестницами римские корабли томными камнями, свинцом и железом и так разрушить их, что они обязаны были отойти.
Плутарх утверждает, что Архимед с помощью собственных машин с таковой точностью метал большенные томные камешки, что они всякий раз попадали в поставленную задачу; с таким же фуррором действовали и построенные им метательные машины наименьшего размера. Говорят, что осажденные метали против кораблей томные снаряды, снабженные крюками и канатами, с помощью которых корабли притягивались к стенкам, приподнимались наверх за нос либо за корму, после этого резко опускались, что причиняло им суровые повреждения.
Есть и упоминания об успешном применении Архимедом каких-либо зажигательных зеркал. Но справедливости ради необходимо отметить, что ни Полибий, ни Ливий, ни Плутарх в описании осады Сиракуз римлянами ничего не докладывают об использовании термического орудия.
Только греческий писатель Лукиан во II веке н.э. приводит любознательные сведения, за которые потом отрадно ухватились ученые, философы и даже живописцы эры Возрождения. Согласно Лукиану, Архимед выстроил шестиугольное зеркало, собранное из маленьких четырехугольных зеркал, каждое из которых было закреплено на шарнирах и приводилось в движение цепным приводом. Благодаря этому углы поворота зеркал можно было подобрать таким макаром, чтоб отраженные солнечные лучи фокусировались в точке, находящейся от зеркала на расстоянии полета стрелы. С помощью таковой системы зеркал Архимед и поджег корабли римлян.
Для римлян это могло смотреться так: когда до Аркадины – наружной крепостной стенки Сиракуз – оставалось около 150 метров, вдруг началось неслыханное светопреставление. Ослепительные снопы яркого света обвалились на закаменевших от кошмара бойцов Клавдия Марцелла. Сразу вспыхнули паруса и древесные корпуса кораблей. Казалось, как будто карающая десница Зевса обвалилась на римлян. Несколько кораблей сгорело, и в тот раз атака на Сиракузы не состоялась…
Очередное упоминание содержится в сочинении «О темпераменте» известного римского ученого-медика Галена. Описывая пожар, Гален ведает, что стенка строения загорелась от жара пламени, и добавляет: «Таким же образом, молвят, и Архимед поджег триремы неприятеля зажигательными зеркалами».
Вопрос о зеркалах Архимеда разбирал четыреста лет спустя византийский ученый Анфимий в сочинении «О расчудесных механизмах». Сохранившийся отрывок из этого сочинения является не только лишь источником, да и первым научным достижением, порожденным вестью об архимедовых зеркалах.
Анфимий попробовал даже дать реконструкцию зеркал, исходя из радиуса деяния, равного дальности полета стрелы. Это расстояние являлось для Анфимия одним из критерий задачки, почерпнутым, видимо, из источников, которые до нас не дошли.
Первым взглянув на делему как на задачку, византиец пишет: «Требуемое расстояние казалось огромным и, представлялось неосуществимым получить воспламенение, но так как никто не мог оговаривать славу Архимеда, который спалил корабли римлян при помощи отражения солнечных лучей, то резонно было считать, что задачка могла быть решена при помощи принципов, изложенных ниже».
Вывод Анфимия такой:
«При помощи многих плоских зеркал можно отразить в одну точку такое количество солнечного света, что его объединенное действие вызовет загорание. Этот опыт можно сделать при помощи огромного числа людей, любой из которых будет держать зеркало в подходящем положении.
Но чтоб избежать суматохи и неурядицы, удобнее применить раму, в какой закрепить 24 отдельных зеркала при помощи пластинок либо, еще лучше, на шарнирах. Подставляя этот механизм солнечным лучам, нужно верно установить центральное зеркало, а позже и другие, стремительно и ловко наклоняя их… так, чтоб солнечные лучи, отраженные этими разными зеркалами, направлялись в ту же точку… Следует увидеть, что все остальные создатели, которые гласили 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.
Дальше за дело взялись ученые. Много времени предназначил этому вопросу французский натуралист и изобретатель Жорж Луи Бюффон. После его удачных опытов мировоззрение о действительности архимедовых зеркал возродилось.
Но с течением времени работы Бюффона были позабыты, и неприметно опять распространилось мировоззрение о технической невозможности существования «лазера» Архимеда.
Но в 70-е годы XX века греческий инженер-механик Иоаннис Сакас опять поставил опыт и обосновал, что схожее может быть. В порту Скараманга под Афинами выстроили несколько 10-ов боец, любой из которых держал прямоугольное зеркало размером 91?50 см. На расстоянии около 50 метров от берега поставили лодку, груженную смолой. По команде Сакаса бойцы пару раз поднимали щитообразные зеркала – так ученый находил подходящий угол, чтоб сфокусировать солнечные лучи на лодке. И вдруг лодка задымилась, а потом вспыхнула броским пламенем.
В легендах о зеркалах нет сведений, противоречащих истории либо способностям техники эры Архимеда. В источниках говорится о поджоге кораблей, но не о сожжении флота, что не противоречит рассказу Полибия о штурме Сиракуз. Ведь пожар на 2-3, даже 10 кораблях не мог значительно воздействовать на ход морской атаки, в какой только томных кораблей участвовало более шестидесяти.
Что касается предстоящей судьбы Сиракуз, то вспыхнувшие восстания других сицилийских городов отвлекли на какое-то время часть римских войск, и римляне кратковременно оставили город в покое. Но в 212 году до н.э., воспользовавшись проходившим в городке праздничком, Марцелл опять начал штурм и смог завладеть верхней частью городка. К огорчению, во время осады умер и величавый ученый Архимед. Попытка вышибить римлян с завоеванных позиций, предпринятая пришедшим на помощь отрядом карфагенян под командованием Гимилькона, фуррора не имела. Но и римляне смогли овладеть остальными частями городка только через 8 месяцев…
В источниках говорится о применении зеркал только против флота, хотя они могли разрушить пехотинцам Аппия никак не меньше, чем мореплавателям Марцелла, воспламеняя переносные убежища, ослепляя и обжигая воинов. Почему?
Ответ прост: если посмотреть 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 стенки городка, и солнце находилось за спиной их защитников. Флот Марцелла, напротив, штурмовал Аркадину, район, обращенный на восток. Тут Солнце светило со стороны моря, и условия для внедрения зеркал были как раз лучшими.
Было всего два штурма Сиракуз – дневной и после его беды – ночной. Не было ли в некий мере такое решение римлян вызвано желанием «обезвредить» зеркала?
Выходит, что признание за легендой реальных событий не просит пересмотра известной из источников картины штурма Сиракуз, а послужит только некоторым дополнением.
И отсутствие упоминаний о зеркалах в источниках, посвященных осаде Сиракуз, также нельзя считать довольно весомой предпосылкой для полного отрицания реальной базы легенды. Хотя бы так как упомянутые античные создатели были очень недоверчивы к различного рода спорным показаниям.
С другой стороны, если «лазер» Архимеда вправду существовал, то почему же римляне, захватив Сиракузы наперекор всем инженерным чудесам обороняющихся, не скопировали эти самые боевые зеркала?
Так был «лазер» либо нет?
В 1747 году тот же Бюффон писал: «История зажигательных зеркал Архимеда обширно известна и известна. Он изобрел их для защиты собственной родины. Античные молвят, что он направил солнечный огнь на неприятельский флот и направил его в пепел. Но подлинность этой истории, в какой не сомневались в течение пятнадцати либо шестнадцати веков, была в ближайшее время предана сомнению и даже признана умопомрачительной. Декарт опровергал возможность подобного изобретения, и его мировоззрение одержало верх над свидетельствами ученых и писателей древней эпохи…»
В «Истории естествознания» Ф. Даннемана, изданной в 1913 году, написано: «Против приступов флота осажденные боролись с помощью пылающих головней. Позднейшие историки сделали из этого совсем невероятную басню, как будто Архимед зажег суда осаждающих с помощью вогнутых зеркал». Полное отрицание легенды. И многие современные физики делят это мировоззрение.
Но всего пару лет вспять группа итальянских ученых, проведя кропотливые математические расчеты и исследование материалов, связанных с «лазером» Архимеда, опубликовала приобретенные результаты, которые оказались разноплановыми.
С одной стороны, опыты подтвердили прозорливость Архимеда. Исследователи расположили перед холщовым парусом, установленным в пустыне, 450 зеркал общей площадью около 20 квадратных метров. Так как каждое из зеркал при помощи отраженного излучения поднимало температуру паруса на полтора градуса, он вправду зажегся. Но то, что римский флот был вправду подожжен при помощи зеркал, вызывало очень огромные сомнения.
Во-1-х, массы прохладного воздуха меж зеркалами и кораблями над прохладным морем значительно снижали бы нагревательную способность лучей.
Во-2-х, ученым пришлось ожидать пару минут, пока парус зажгется. Но все письменные свидетельства свидетелей совершенно точно говорят: паруса и древесные обшивки кораблей вспыхивали практически сразу с потоками света, хлынувшими с берега.
Очередной факт: бронзовые зеркала были вправду обнаружены при раскопках в Сиракузах, но их шлифовка оказалась очень неидеальной. А ведь кораблей было не один десяток, и они все зажглись одновременно…
Но, по воззрению итальянских исследователей, система зеркал все-же была. Но ее действие по сути оказалось не совершенно таким, как это принято считать. Их свет ослепил надвигающегося противника, а позже корабли вправду вспыхивали, как свечки. Но не «лазер» был тому предпосылкой, а все тот же «греческий огонь» – зажигательная смесь из смолы, серы и селитры, еще неведомая тогда римлянам. «Зажигалки» метали из катапульт на городской стенке поразительно точно и отлично.
По версии итальянцев, огромные бронзовые диски, ослеплявшие противников отраженным солнечным светом, служили… оптическим прицелом. Поточнее, его можно было бы именовать «лазерным прицелом». Как в триллерах о наемных убийцах. Киллер, сидя за несколько сот метров от собственной жертвы, наводит на нее красноватую лазерную точку и… спускает курок.
Чтоб создать такую систему в древности, Архимеду нужно было знать две вещи: дальность полета стрелы из катапульты и наилучшее расстояние, при котором человечий глаз способен различать световой диск, отбрасываемый зеркалом на парус. 1-ое было отлично понятно хоть какому вояке, 2-ое нетрудно было найти экспериментально прямо на улицах городка. Дальше Архимед сконструировал метательный аппарат, в каком стрелок спускал тетиву в тот момент, когда происходило совмещение оси стрелы с солнечным кроликом. Все орудие 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 охото привести слова Плутарха: «Архимед был так горд наукой, что конкретно о тех собственных открытиях, благодаря которым он заполучил славу… он не оставил ни 1-го сочинения». Это не совершенно точно, но многих работ Архимеда мы вправду не знаем, а поэтому нет никакой гарантии, что в дальнейшем не раскроется еще какая-нибудь потаенна величавого ученого.
Курушин М.Ю.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 46 | 0,138 сек. | 12.44 МБ