وقتی یک شتابدهنده ذرات به کشف آثار گمشده ارشمیدس کمک کرد

ارشمیدس، ریاضیدان، فیزیکدان و مهندس افسانهای یونان باستان، در سال ۲۸۷ پیش از میلاد در شهر سیراکوز (Syracuse) واقع در سیسیل، که آن زمان بخشی از مستعمرات یونانی بود، متولد شد. او در طول زندگی حدوداً ۷۵ ساله خود، تحولی بنیادین در ریاضیات و فیزیک ایجاد کرد و مبانی بسیاری از علوم مدرن را پایهریزی کرد.
دستاوردهای او چنان گسترده و عمیق بودند که قرنها بعد، اسحاق نیوتون او را یکی از بزرگترین پایهگذاران علم مدرن دانست. از پیچ ارشمیدس، که برای قرنها در آبیاری کشاورزی به کار میرفت و اکنون در تولید انرژی نیز استفاده میشود، تا اصل ارشمیدس، که در دانش شناوری به کار میرود، او تأثیری بیبدیل بر درک بشر از قوانین طبیعی داشت.
ارشمیدس حتی مفهوم بینهایت را بررسی کرد و مقدمات استفاده از سریهای نامحدود (Infinite Series) را فراهم کرد؛ مفهومی که بعدها راه را برای توسعه حساب دیفرانسیل و انتگرال هموار کرد. او همچنین از اصول مکانیکی برای حل مسائل پیچیده ریاضی بهره گرفت، که این روشها در آثار او با نام روش قضایای مکانیکی (The Method of Mechanical Theorems) به جا ماندهاند.
اما با تمام این دستاوردها، بخش عمدهای از آثار او در طول قرون مفقود شد و تنها تعداد انگشتشماری نسخه از آنها به شکل کپیهای قدیمی باقی ماندهاند. یکی از این نسخهها، به نام کدکس سی (Codex C)، داستانی شگفتانگیز و پیچیده دارد که کشف آن به یکی از جذابترین ماجراهای علمی تبدیل شده است.
یک اشتباه تاریخی؛ نابودی آثار ارشمیدس
در سال ۱۲۲۹ میلادی، یک راهب در صومعه سنت ساباس (St. Sabas) در نزدیکی اورشلیم، برای نوشتن کتاب دعایی به نام یوخولوجیون (Euchologion)، با کمبود پارچمنت (Parchment) یا پوستنوشته روبهرو شد. پوستنوشته در آن زمان بسیار گرانبها بود، پس مجبور شد از پوستنوشتهای قدیمی استفاده کند که متاسفانه همان دستنوشتههای حاوی آثار ریاضی ارشمیدس بود. راهب متنها را با تکنیکی به نام پالیمپست (Palimpsesting) پاک کرد و بر روی آن کتاب دعایی جدیدی نوشت!
این اقدام، که در زمان خود بسیار رایج بود، عملاً یکی از گرانبهاترین متون علمی جهان باستان را نابود کرد. کدکس سی، که شامل چندین اثر یگانه از ارشمیدس بود، برای قرنها به صورت یک کتاب دعا باقی ماند و هیچکس از ارزش تاریخی پنهان در آن آگاه نبود.
کشف دوباره کدکس؛ جرقهای برای احیای تاریخ
این کتاب در سال ۱۹۰۶ توسط یوهان لودویگ هایبرگ (Johan Ludvig Heiberg)، استاد تاریخ ریاضیات از دانشگاه کپنهاگ، مورد بررسی قرار گرفت. او متوجه شد که خطوطی کمرنگ در زیر متن دعایی وجود دارند که به وضوح متعلق به دستنوشتههای ارشمیدس هستند. اما محدودیتهای فناوری آن زمان اجازه بررسی عمیقتر را نمیداد.
پس از چندین دهه، این نسخه خطی در سال ۱۹۹۸ در حراجی کریستی (Christie’s) در نیویورک به فروش رفت. خریدار ناشناس، که بعدها به «آقای بی» (Mr. B) معروف شد، نسخه را به یک موزه امانت داد و پروژهای بینالمللی با نام پروژه پالیمپست ارشمیدس (Archimedes Palimpsest Project) آغاز شد.
شتابدهنده ذرات؛ کلیدی برای رمزگشایی اسرار
یکی از شگفتانگیزترین مراحل این پروژه زمانی آغاز شد که اووه برگمان (Uwe Bergmann)، فیزیکدان آلمانی، پیشنهادی مبتکرانه ارائه داد. او متوجه شد که جوهر استفادهشده در دستنوشتههای ارشمیدس حاوی آهن است. برگمان ایده استفاده از شتابدهنده ذرات (Particle Accelerator) و فناوری پرتوی ایکس سینکروترون (X-ray Synchrotron) را مطرح کرد.
با این روش، صفحات کتاب تحت پرتوهای ایکس با شدت بالا قرار گرفتند و جوهر آهنی دستنوشتهها به شکل فلورسانس ظاهر شد. این فناوری، متون اصلی را که قرنها پنهان مانده بودند، آشکار ساخت.
کشف شگفتانگیز؛ بازگشت آثار به دنیای مدرن
نتایج این تحقیقات حیرتانگیز بود. در میان متون آشکارشده، نسخه یونانی اثر اجسام شناور (On Floating Bodies) کشف شد که نخستین اثر علمی درباره هیدرواستاتیک است. همچنین متن کامل روش قضایای مکانیکی، که نشان میداد ارشمیدس با مفهوم بینهایت سر و کار داشته، بازیابی شد. یکی دیگر از آثار کشفشده، استوماخیون (Stomachion)، یک معمای ریاضی شبیه به تانگرام (Tangram) بود که پژوهشگران تا سال ۲۰۰۳ معنای دقیق آن را درک نکردند.
این یافتهها نه تنها دانش ما را از ارشمیدس و دوران او گسترش داد، بلکه نشان داد چگونه فناوری مدرن میتواند به احیای دانش از دسترفته کمک کند.
میراث ارشمیدس؛ هدیهای از گذشته
آنچه این داستان را جالبتر میکند، نقش غیرمنتظره راهبی است که در قرن ۱۳ میلادی این آثار را در کتاب دعایی جای داد. شاید اول متن از خواندن کار این راهب دلزده شده باشید اما جالب است که به گفته ویل نوئل (Will Noel)، مسئول پروژه، اگر این دستنوشتهها در قالب یک کتاب مقدس مسیحی قرار نمیگرفتند، احتمالاً برای همیشه از بین میرفتند. یعنی کل اثر جایی محفوظ نمیماند.
این ماجرا نه تنها یادآور قدرت ارشمیدس در شکلدهی علم است، بلکه نشاندهنده تعامل خلاقانه فناوری مدرن و تاریخ باستان برای بازسازی دانش گمشده است.
این نوشتهها را هم بخوانید