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人類文明史上的奇案:為挽救一部書稿,他們竟用上了斯坦福大學的粒子加速器研究所

腦子是種好東西,經常用,就會變得更好。


今天講故事之前,波叔先給大家出道燒腦的題目——



這張圖是波叔親手嘔心瀝血畫出來的,覺得不好看的不許說!


圖上有10根黑線,把一個正方形分成了14個小塊。請問:把這些小塊打散了,全用上重新組合成正方形,一共能組成多少個正方形?

你們慢慢想,波叔先接著講故事,會在後面公布答案,肯定氣死你。


這道題不是波叔出的。出題人說過一句很有名的話——

給我一個支點,我就能撬起整個地球。


是的,就是

阿基米德

(Archimedes)!那個洗著白白就突然到竄到街上裸跑的瘋子。



還能記起上學時都學過哪些與他有關的定理和公式嗎?你們肯定想不起了,但一定還記得他的公式都是帶故事的。


比如浮力定律,也被稱為「阿基米德原理」,就是他在洗白白的時候悟到的:物體在液體中所獲得的浮力,等於它所排出液體的重量。




「槓桿原理」和「力矩」......就是用來撬起地球嘛!

但對於阿基米德來說,工程機械和物理上的發明只是次要的,他更感興趣而且投注更多時間的是純理論上的研究,尤其是在數學方面。


根據史料記載,

直到他臨死前,都還在研究幾何問題,在他的墓碑上都刻有一個球內切圓柱圖形......



關於阿基米德本人開掛的人生,童鞋們還是自行問度娘或者回家翻課本吧。


今天波叔要講阿基米德爺爺引發的

人類文明史上的奇案。


你有想過嗎?阿基米德可是公元前287年生人呀,他的這些數學知識是怎樣傳承下來的呢?


當然是書,是書,就是書!


不過能保留到今天的都不是他們當年寫的原本。


古希臘被稱為歐洲文明的搖籃,他們的智慧能流傳至今,是因為一千多年時間裡,一代又一代的人們不間斷的手抄作業,直到古登堡的印刷術普及。


目前,我們對阿基米德作為數學家的全部了解來自於他的三本著作A、B、C。(這不是波叔隨意起的書名,是真的啦,要更細緻一點是《阿基米德手抄本A》、《阿基米德手抄本B》和《阿基米德手抄本C》)


可惜的是,

手抄本A和B原本已經遺失

。1564年手抄本A在一位義大利學者手中遺失,從此消失。而手抄本B最後一次出現則是在1311年,羅馬以北一百英里的維泰博(Viterbo)教皇圖書館 ,後來不知所蹤。


這兩本遺失的手抄本里講的是什麼內容呢?阿基米德的八篇著作:《論平面平衡》、《拋物線求積》、《球體和圓柱體》、《測圓術》、《論螺線》、《論浮體》、《圓錐體和橢球體》、《數沙者》。


雖然原本不見了,但好在有其他手抄版本,所以得以流傳下來。


上學時,學過「文藝復興」吧,所謂的復興對象主要是古希臘的知識和傳統,哪怕需要經過希臘文—阿拉伯文—拉丁文這樣重重轉譯,依然有很多大師依賴A和B來了解阿基米德。


所以,在長達2000年的時間裡,我們對阿基米德的所有了解,都來自AB兩本手抄本。


然後時間來到110年前,1906年,一位叫做Johan Ludvig Heiberg的老兄,得到了一本羊皮卷祈禱書。當時,印刷紙書已經普及,羊皮卷做的書被當作古董收藏。




Heiberg對這件古董愛不釋手,橫著看豎著看就差舔著看了。有天,他又拿著放大鏡細細欣賞的。咦? 為毛祈禱書的經文下面好像還有字?


這個發現讓一個700年前的人浮出水面!


1229年,一名叫Johannes Myrones的傢伙打算寫本祈禱書。


當時紙張在歐洲還不普及,大家普遍用羊皮捲來寫東西。


但是羊皮卷很貴有沒有?


所以Johannes Myrones想出一個主意——不用新羊皮卷,而是回收利用舊的手稿。


他一口氣找來7本古書手稿,阿基米德的手抄本C就是其中之一!


他把阿基米德和其它手稿拆開,擦去了上面所有的文字,然後從中間把紙剪成兩半摞成一疊,橫過來在那上面寫下祈禱文。


然後,這7本書就變成了一本祈禱書,整整「失蹤」了700多年!


Heiberg發現這段歷史後,卻不敢進一步研究。因為這是古董啊,萬一沒研究出什麼名堂,卻把書損壞了,那就虧大了。


所以,在接下來的大半個世紀里,這本書又不斷轉手。


坑爹的古董書書商們為了給這本書增添價值,又自作主張往書上畫了些假冒偽劣的古文字和圖案。


吼吼,萬眾期待的轉折點來了!噔噔噔噔土豪閃亮登場!




1998年,紐約克里斯蒂拍賣行出現了一件名為「阿基米德羊皮書」的拍品,雖然還不知曉其中具體的內容,但大家都相信這是一本阿基米德著作抄本,所以起拍價高達80萬美金。


當時希臘政府派出官方代表參與競拍,誓要購回這件國寶。


然而,拍賣過程中,卻殺出一位神秘人,通過代表一路跟希臘政府代表競價,最終以200萬美元的天價奪走了這本書。

代表只透露了兩個信息:

1. 買主是美國人;2. 他不是比爾·蓋茨。


除了持有古書的核心團隊,至今無人直到TA是誰,只好用代號Mr. B來稱呼他。


Mr. B花了200萬美元把書買回去,既不是自己舔著看,也不是放在家裡顯擺,當然也沒有擺出來作為賣房子的招徠。


1999年,Mr. B把這本羊皮卷送到巴爾的摩的沃爾特斯藝術博物館(Walters Art Museum)的William Noel 手裡。Mr. B希望Noel能組建團隊來研究「阿基米德羊皮卷」,研究經費由他出,只要最後能把書還回來就行了。


這之後,一個堪稱豪華的研究團隊成立了,研究粒子物理、經典哲學、書籍保存、古代數學、數據管理、科學成像、項目管理各路人馬紛紛前來。


豪華團隊面臨的第一個問題就是修復。


經歷千年的摧殘,這本羊皮書稱為「廢品」一點都不為過。



Noel團隊先是去除書籍背部的膠水,然後把書一點點拆開。真的是一點一點,因為整個拆書過程長達四年!


(給你們瞅瞅,這本書的背部膠水)


拆完之後,再去除書上的蠟,據說那種蠟很臟,不去除就沒辦法掃描文本。


整個修復過程中,書的任何一個碎片都不敢怠慢,這可是阿基米德的原本手稿啊。


接下來就是掃描了,他們用14種不同波長的光掃描這些手稿,因為用不同波長的光掃描,看到的結果是不同的。


然後呢?


沒了?沒了。


因為用成像掃描技術只能做到這一步了,紅外線、紫外線、不可見光成像完全無法穿透祈禱書這些金色的偽造圖案。


剩下的怎麼辦呢?要知道墨水中是

含有鐵

的,如果找到鐵原子,就能進一步重現阿基米德手稿。


可是怎麼去找鐵原子?


好吧,這個時候Noel團隊找到了斯坦福大學的粒子加速器研究所(SLAC)。


這個研究所擁有目前世界上最長的建築——長度將近3公里,就是為了安放粒子加速器的。


SLAC能產生世界上最強的X射線。


然後, Noel團隊就用世界上最強的X射線的熒光成像技術掃描羊皮卷,來尋找鐵原子。



到了這個時候,我們終於知道被Johannes Myrones埋藏在經文下有哪些寶貝:

阿基米德的七篇著作,其中五篇是以前抄本A和抄本B系統已經承傳下來,為世人所知的;而最為珍貴的是剩餘兩篇,即The Method(《方法論》)和The Stomachion(《十四巧板》),這是以前從未出現過的。


《方法論》的文字清晰可見,供人閱讀了。



而這張圖是公元前四世紀阿基米德在沙子上畫出的圖表的唯一存世紀錄。



學者們驚奇地發現,阿基米德在《方法論》中已經「十分接近現代微積分」,而且已經有對數學上「無窮」的超前研究,以及如何將數學模型進行物理上的應用。


而《十四巧板》就是波叔在一開頭出的那道題目。


不知道剛才有沒有小盆友試圖掰手指頭數出答案。


死了這條心吧!


告訴你,經過非常仔細的統計,那14個碎塊,能用

17152

種方式還原成正方形,可以被分為

536個

門類。


這是數學史上最早的組合學研究。


經過多年的不懈努力,Noel團隊終於完成對羊皮書的復原和研究,並在網上共享了所有信息圖片。


2008年5月《阿基米德羊皮書》中譯本出過一次,湖南科學技術出版社刊印。不妨買來翻翻。



歷史上一位小人物Johannes Myrones,在一閃念間做出了的決定。


在問答網站Quora上,「人類有史以來最關鍵的決策是什麼?」,一位答主回答」700年前一位修士做出的決定」獲得超過3000個認同,是獲得支持數最多的回答,但也是最受爭議的回答。


有人認為Johannes Myrones間接起到了保護阿基米德羊皮卷的作用,有人認為無從考究Myrones當時的動機。



700多年以後,希臘政府、富翁Mr.B、Noel的豪華團隊、SLAC科學家們……我們這個世界上的有權人、有錢人,還有最聰明的大腦,花了十多年時間和數以億計的金錢,為挽回Myrones的行為付出了巨大的努力。


值得嗎?


這一切都是值得的!


書籍承載著人類的文明,讓知識與智慧薪火相傳,文明的鏈條更加完整,無論多大的代價都是值得的。


還記得前文說過的這本祈禱書,是用7本書拼成的嗎?除了阿基米德的手抄本c,另外還有啥內容?


感興趣的童鞋,可以點擊

[閱讀原文]

,查看William Noel的演講,也很有趣哦!



今日心情 知足


凡事都有偶然的湊巧,結果卻又如宿命般必然。


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