Сергей Житомирский - Ученый из Сиракуз. Архимед

Для того чтобы представить себе, как мог Архимед показать на своем глобусе фазы Луны, можно обратиться к старинным часам. Многие стенные и настольные часы XIX в. имели механизмы, изображавшие лунные фазы. При этом применялись два способа их изображения: с помощью наполовину зачерненного шара, который поворачивался на оси, или с помощью шторки, прикрывавшей изображение лунного диска. Первый способ дает более точное изображение фаз Луны. Любопытно, что в древности существовала гипотеза именно такой природы лунных фаз. Витрувий сообщает, что вавилонский астроном Берос учил, что «Луна есть шар наполовину блестяще-белый, наполовину лазоревого цвета». Фазы, как он считал, происходили из-за вращения Луны. При этом Витрувий тут же излагает и правильное объяснение лунных фаз, данное Аристархом Самосским. При использовании шторки точное изображение фаз невозможно; в ряде случаев вместо «вогнутого» серпа получается выпуклость, что, впрочем, нисколько не смущало часовщиков. Оба способа мог применить и Архимед, связав зубчатой передачей шарик или шторку с держателем «Солнца».

Сложнее должно было обстоять дело с планетами. Их движение неравномерно: иногда планеты останавливаются, идут назад, потом снова устремляются в прежнем направлении, чертя среди звезд характерные петли.

Для воспроизведения планетных движений Архимед мог воспользоваться астрономическими построениями Евдокса. Знаменитый геометр показал, что сложное движение планеты можно разложить на равномерное движение вдоль эклиптики некоего центра и колебательное движение небесного тела относительно этого центра. Такое движение могло осуществляться с помощью особого планетарного механизма. По-видимому, в глобусе использовался и пневматический привод в виде сопел и воздушных турбинок, причем, скорее всего, он применялся для вращения механизмов колебательного движения «планет». Воздух, вероятно, должен был нагнетаться насосом или воздушными мехами, когда глобус начинали вращать.

Разумеется, описанная конструкция не претендует на полную достоверность; это одно из возможных решений задачи создания механического «планетария», позволяющее оценить сложность проблем, с которыми должен был столкнуться Архимед.

В античную эпоху не существовало механизмов, по сложности хоть сколько-нибудь близких к «архимедовой сфере». Этим и объясняется восхищение писавших о ней авторов, которые, вероятно, несколько переоценивали ее сложность.

О том, что у Архимеда были продолжатели, свидетельствуют найденные остатки астрономических часов (или подвижного астрономического календаря), относящихся к I в. до н. э. Части этого прибора были найдены в 1900 г. на поднятом со дна моря недалеко от острова Антикитира античном корабле. Эти части были покрыты толстым слоем отложений. Началась кропотливая работа по расчистке и реконструкции прибора, которая продолжалась не одно десятилетие и полностью не закончена до сих пор. Прибор представлял собой бронзовую коробку, в которой помещалось несколько дисков, соединенных сложной системой зубчатых колес. На дисках сохранились следы обозначений знаков зодиака, месяцев, градуировок. Антикитирский прибор может представлять собой «плоский» вариант архимедова глобуса.

Книга Архимеда об устройстве небесного глобуса, содержавшая описание его механизмов, была известна долгое время. Поэтому вполне вероятно, что многое в конструкции механических часов, родиной которых является Византия, было подсказано Архимедом — создателем механического небесного глобуса.

Таким образом, Архимед предстает перед нами и как астроном-наблюдатель, и как теоретик, и как конструктор астрономических приборов.

Мы видим, что и в астрономии Архимед проявил замечательную широту интересов и стремление соединить абстракцию и конкретность, теорию и практику. Он наблюдал небо, занимался сложными теоретическими построениями, провел громоздкие расчеты для определения размеров вселенной.

В книге «Измерение круга» Архимед с высокой точностью вычислил число π, определив, что оно больше, чем 3,1408, но меньше, чем 3,1428.

Знание этого числа было прежде всего необходимо для нужд астрономии (для других целей в то время было вполне достаточным считать это число равным 3).

Но кроме занятий астрономией, Архимед заботился и о распространении астрономических знаний, для чего им и был создан первый в истории планетарий, много столетий бывший непревзойденным творением практической механики.

Биографии Архимеда нет. Но сохранился рассказ римского писателя Тита Ливия о событиях в Сиракузах накануне осады города римлянами, его штурме и падении. Архимед упоминается в этом рассказе как один из руководителей обороны города. Многие драматические события, описанные Ливием, возможно, произошли на его глазах, и, конечно, все происходившее должно было глубоко волновать великого ученого и главного военного инженера сиракузской крепости.

Мы приведем здесь отрывки из XXIV книги «Истории» Тита Ливия и постараемся разобраться в перипетиях внутренней борьбы в Сиракузах, которая непосредственно касалась Архимеда и, вероятно, была главным содержанием последних лет его жизни.

Рассказ Ливия о сиракузских событиях начинается со смерти Гиерона, случившейся в 215 г. до н. э., т. е. на четвертом году 2-й Пунической войны. Ливий пишет: «В том же году умер Сиракузский царь Гиерон, верный союзник римского народа, и положение римлян в Сицилии резко переменилось. Царство перешло к внуку Гиерона Гиерониму, еще совсем мальчику! и вдобавок безнадежно испорченному дурными друзьями, а потому неспособному распорядиться не только ничем неограниченной властью, но даже самим собою. Гиерон предвидел, что в руках внука Сиракузское государство может погибнуть. Но лучшего наследника у него не было, и уже незадолго до смерти он решил дать Сиракузам свободу. Этому, однако же, изо всех сил воспротивились его дочери, которые рассчитывали, что Гиероним будет правителем только по имени, а на деле править станут они и их мужья — Адранодор и Зоипп. Нелегко было девяностолетнему старцу спорить с любимыми дочерьми, не покидавшими его ни днем ни ночью. Кончилось тем, что он назначил внуку пятнадцать опекунов…

Нрав нового правителя обнаружил себя не только во внешнем его обличий, но и в том, как презрительно и грубо он со всеми обходился, как надменно выслушивал просьбы, как редко допускал к себе не только чужих, но даже опекунов, в неслыханной его распущенности и жестокости. Очень скоро всеми овладел такой страх, что иные из опекунов, опасаясь мучительной казни, покончили с собой, иные бежали. Доступ к царю сохранили только трое — Адранодор, Зоипп и некий Трасон. Андранодор и Зоипп держали сторону Карфагена, Трасон стоял за дружбу с Римом, и они часто ссорились между собой, а Гиеронима их споры и столкновения развлекали.