Тайна «греческого огня» Архимеда

История гласит: в 121 году до и. э. римляне осадили с суши и моря греческий город Сиракузы. Руководить обороной города было решено поручить Архимеду, который специально для этой цели изобрел новейшие по тем временам средства борьбы с врагом.

По свидетельствам историографов Древнего Рима, Архимед разработал систему зеркал, которая позволила с довольно большого расстояния сжечь весь римский флот. Возможно ли это, тем более в те стародавние времена?

Опустим историю 2-й Пунической войны, когда не на жизнь, а на смерть боролись Рим и Карфаген. Начнем сразу с Сиракуз. Римский сенат направляет одного из самых жестоких и непреклонных военачальников республики на осаду города, имеющего ключевое значение. Тот принимает решение напасть на Сиракузы с моря, учитывая невысокие, выходящие на самый край защитные стены, что позволяло использовать излюбленную римлянами тактику: приблизившись вплотную к кораблю противника, взять его на абордаж. Взять на абордаж целый город? Почему бы и нет?

В Сиракузах было достаточно сторонников Карфагена, а потому новые хозяева города — ставленники Ганнибала — Гиппократ и Эпидикс — стараются убедить жителей в том, что от Рима можно ждать лишь порабощения. В этом им очень помог уважаемый гражданин Архимед. Этот старейшина, близкий по духу греческой культуре человек, органически не приемлющий жестокость и беспринципность римлян, стремящихся любой ценой установить свое господство над Средиземноморьем, даёт согласие принять на себя руководство возведением укреплений. Город поддерживает Архимеда, а тот, не только гениальный математик, но и блестящий механик, немедленно приступает к разработке своих технических средств, и поныне удивляющих учёных.

И вот триремы Римской республики подходят к Аркадине, крепостной стене, защищающей Сиракузы с моря. Надо, вероятно, пояснить, что такое эти суда. Трирема была быстроходным кораблем, но с немалыми недостатками, прежде всего ввиду малой парусности и недостаточной маневренности. Своё название она получила из-за того, что на каждое весло, которым были оснащены триремы, приходилось по три гребца, — вот откуда быстроходность. И вот в одно прекрасное утро римляне начали атаку.

Но вдруг, когда римский флот был уже не более чем в трёхстах метрах от берега, началось светопреставление: паруса трирем стали вспыхивать один за другим без всякой видимой причины, нестерпимо ослепительные лучи обрушились на окаменевших от ужаса воинов Клавдия Марцелла. Атакующие обратились в паническое бегство, а со стен укреплений Архимед невозмутимо наблюдал за результатами своей работы.

Несколько лет назад группа итальянских учёных, усомнившихся в истории с парусами, подожжёнными солнечными лучами, провела такой опыт. 450 плоских зеркал, каждое в среднем имевшее размер в 445 квадратных сантиметров (то есть общей площадью около 20 квадратных метров), были направлены на парус, венчавший модель античной триремы длиной в несколько метров. Поскольку каждое из зеркал с помощью отраженного излучения могло поднять температуру паруса на 1,5 градуса, тот в конце концов действительно воспламенился. Количество зеркал, помноженное на вызываемое ими увеличение температуры, дает в результате 675 градусов по Цельсию.

Поход князя Игоря на Византию

Этот опыт показал, что в действенности «зажигательных» зеркал Архимеда сомневаться не приходится. Но это лишь на первый взгляд. А если вдуматься: смогло бы подобное устройство поджечь настоящую большую трирему? При этом давайте учтём: во-первых, массы холодного воздуха между устройством и кораблем, находящимся к тому же на значительном удалении, помешали бы ему загореться. Во-вторых, опыт проводился на земле, расстояние не превышало 50 метров, но учёным пришлось ждать несколько минут, пока произошло загорание, а в истории об уничтожении флота говорится, что они вспыхивали мгновенно. Да и возможно ли было за 200 лет до н. э. с тогдашней примитивной техникой ориентировать в одном направлении 450 зеркал? Могли ли вообще зеркала, созданные тогда, отражать солнечный свет, не рассеивая его? Античные зеркала, найденные при раскопках, настолько несовершенны, что трудно поверить, что они были способны передавать какое бы то ни было точно отражение.

Итальянские исследователи убеждены, что те существовали на самом деле, но скорее казались, чем действительно являлись грозным оружием. Поскольку исключено, что во времена Архимеда могло быть создано устройство, подобное тому, которое было сконструировано в наше время; поскольку исключено, что Архимед мог обладать представлением о взаимодействии материи и энергии на уровне современной квантовой механики; поскольку ни одному историческому источнику в данном случае доверять нельзя, остается предположить одно: хотя сами атакующие и поверили, что пожар вызван солнечными лучами, на самом деле они стали жертвами оптического обмана.

Зеркала Архимеда действительно отбрасывали на триремы ослепительный свет и действительно парус судна тотчас вспыхивал. Но вот вопрос: именно ли этот свет вызывал огонь? Или же паруса загорались оттого, что в то же самое мгновение их поражали стрелы с горящими наконечниками или другого рода зажигательные снаряды, выпущенные греками?

Здесь могут возразить: если пожар на триремах возникал от куска горящей смолы или от зажигательной стрелы, то при чем здесь зеркала? Значит, эти гигантские бронзовые диски диаметром 2-3 метра, ослеплявшие врага отраженным солнечным светом, выполняли иное, — точно определенное назначение: служили инструментом наведения, оптическим прицелом.

Чтобы поджечь корабли Клавдия Марцелла, Архимеду необходимо было знать три вещи: дальность полета стрелы, расстояние до триремы и максимальное расстояние, на котором человеческий глаз способен различать световой диск, отбрасываемый зеркалом на парус триремы. Дальность полета стрелы нетрудно установить на опыте, расстояние до триремы Архимед был способен определить математически, что же касается третьего элемента, то он, вероятно, тоже был определен экспериментальным путем. Скорее всего, Архимед испытывал свое изобретение в городе, наводя зеркала на различные объекты, удаленные на значительное расстояние. Но как применить изобретение на практике?

Видимо, Архимед сконструировал метательный аппарат с двойным прицелом, рассчитанный на то, чтобы стрелок мог спустить тетиву, когда солнечный диск, отраженный зеркалом на парус триремы, окажется на одной прямой с прицельным устройством. Собственно говоря, изобретение это не что иное, как принцип действия фотокамеры. Совмещенный с солнечным «зайчиком» ствол арбалета или другого метательного устройства, при соблюдении нужного расстояния, посылал стрелу точно по этому лучу. Стреляя из аппарата Архимеда, промахнуться было невозможно, действие его было ограничено лишь дальностью полета стрелы. Вполне возможно, аппарат был снабжен гониометрической шкалой (известной уже во времена Архимеда) для переориентировки отражающего зеркала в зависимости от высоты солнца над горизонтом.

Что происходило в это время на кораблях Клавдия Марцелла? В первое мгновение команда, ослепленная блеском гигантских бронзовых зеркал, ничего не замечала, а через несколько секунд моряки увидели, что их паруса в огне. Поскольку они не знали, какими свойствами обладает «греческий огонь» (зажигательная смесь из смолы, серы и селитры), как он невесом и сколь велика его воспламеняющая сила, им неизбежно должно было показаться, что пожары возникают именно от действия «солнечных зеркал». Отсюда, по мнению итальянских ученых, и возникла столь распространенная и так долго просуществовавшая легенда, согласно которой Архимед изобрел особые, вогнутые зеркала. Архимед погиб, а вместе с ним и секрет его изобретения: римляне, занявшие через некоторое время город, разрушили там буквально все и перебили почти всех жителей, в том числе был убит и Архимед.