When you think of Archimedes' "Eureka!" moment, you probably think of this. As it turns out, it may have been more like this. In the third century BC, Hieron, king of the Sicilian city of Syracuse, chose Archimedes to supervise an engineering project of unprecedented scale. Hieron commissioned a sailing vessel 50 times bigger than a standard ancient warship, named the Syracusia after his city. Hieron wanted to construct the largest ship ever, which was destined to be given as a present for Egypt's ruler, Ptolemy. But could a boat the size of a palace possibly float? In Archimedes's day, no one had attempted anything like this. It was like asking, "Can a mountain fly?" King Hieron had a lot riding on that question. Hundreds of workmen were to labor for years on constructing the Syracusia out of beams of pine and fir from Mount Etna, ropes from hemp grown in Spain, and pitch from France. The top deck, on which eight watchtowers were to stand, was to be supported not by columns, but by vast wooden images of Atlas holding the world on his shoulders. On the ship's bow, a massive catapult would be able to fire 180 pound stone missiles. For the enjoyment of its passengers, the ship was to feature a flower-lined promenade, a sheltered swimming pool, and bathhouse with heated water, a library filled with books and statues, a temple to the goddess Aphrodite, and a gymnasium. And just to make things more difficult for Archimedes, Hieron intended to pack the vessel full of cargo: 400 tons of grain, 10,000 jars of pickled fish, 74 tons of drinking water, and 600 tons of wool. It would have carried well over a thousand people on board, including 600 soldiers. And it housed 20 horses in separate stalls. To build something of this scale, only for that to sink on its maiden voyage? Well, let's just say that failure wouldn't have been a pleasant option for Archimedes. So he took on the problem: will it sink? Perhaps he was sitting in the bathhouse one day, wondering how a heavy bathtub can float, when inspiration came to him. An object partially immersed in a fluid is buoyed up by a force equal to the weight of the fluid displaced by the object. In other words, if a 2,000 ton Syracusia displaced exactly 2,000 tons of water, it would just barely float. If it displaced 4,000 tons of water, it would float with no problem. Of course, if it only displaced 1,000 tons of water, well, Hieron wouldn't be too happy. This is the law of buoyancy, and engineers still call it Archimedes' Principle. It explains why a steel supertanker can float as easily as a wooden rowboat or a bathtub. If the weight of water displaced by the vessel below the keel is equivalent to the vessel's weight, whatever is above the keel will remain afloat above the waterline. This sounds a lot like another story involving Archimedes and a bathtub, and it's possible that's because they're actually the same story, twisted by the vagaries of history. The classical story of Archimedes' Eureka! and subsequent streak through the streets centers around a crown, or corona in Latin. At the core of the Syracusia story is a keel, or korone in Greek. Could one have been mixed up for the other? We may never know. On the day the Syracusia arrived in Egypt on its first and only voyage, we can only imagine how residents of Alexandria thronged the harbor to marvel at the arrival of this majestic, floating castle. This extraordinary vessel was the Titanic of the ancient world, except without the sinking, thanks to our pal, Archimedes.
Когда вам на ум приходит «Эврика!» Архимеда, вы, скорее всего, представляете себе вот это. Хотя, вероятнее всего, на деле было вот это. В третьем веке до нашей эры Гиерон, царь сицилийского города Сиракузы, поручил Архимеду воплощение технического замысла беспрецедентного масштаба. Гиерон заказал парусное судно, в 50 раз превосходящее по размерам стандартный военный корабль. Его назвали «Сиракузия» в честь города Сиракузы. Гиерон хотел построить величайший корабль в истории, которому было суждено стать подарком правителю Египта Птолемею. Но мог ли корабль размером с дворец удержаться на плаву? Во времена Архимеда подобная затея никому и в голову не приходила. Это было всё равно, что спросить: «А сможет ли гора взлететь?» В этом вопросе царь Гиерон питал большие надежды. Над строительством «Сиракузии» годами трудились сотни рабочих, для его балок применялись сосны и ели, росшие на склонах вулкана Этны, тросы делались из конопли, росшей в Испании, а смолу доставляли из Франции. Верхнюю палубу, на которой должны были стоять восемь сторожевых башен, должны были поддерживать не колонны, а гигантские деревянные статуи атлантов, держащих мир на своих плечах. На носу корабля должна была разместиться гигантская катапульта, которая бы стреляла ядрами весом 80 кг. Для досуга пассажиров на корабле имелись: променад с цветочными клумбами, крытый бассейн и бани с горячей водой, библиотека, полная книг и статуй, храм в честь богини Афродиты и даже гимнастический зал. А чтобы усложнить Архимеду задачу, Гиерон распорядился нагрузить корабль: 400 тоннами зерна, 10 000 банками рыбных консервов, 74 тоннами питьевой воды и 600 тоннами шерсти. Предполагалось, что на борту судна разместится тысяча человек, включая 600 солдат, и конюшня на 20 лошадей в отдельных стойлах. Неужели строение таких масштабов могло не пережить своего первого плавания? Скажем так, вряд ли бы Архимеду поздоровилось, постигни корабль неудача. Поэтому он и задумался над тем, утонет ли корабль. Возможно он однажды и был в бане и думал, сколько должен весить таз, чтоб держаться на воде, как вдруг к нему пришло озарение. На тело, частично погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом. Другими словам, если «Сиракузия» весом в 2 000 тонн вытеснит 2 000 тонн воды, она едва удержится на плаву. А если она вытеснит 4 000 тонн воды, то поплывёт без проблем. Конечно, если корабль вытеснит всего лишь 1 000 тонн воды, то Гиерон вряд ли будет рад. Это и есть закон плавучести, который физики до сих пор называют законом Архимеда. Он объясняет, почему стальной супертанкер может держаться на плаву подобно деревянному судёнышку или тазу. Если вес воды, вытесненной судном ниже киля, равен весу судна выше киля, оно будет держаться на плаву выше ватерлинии. Что ж, звучит очень похоже на привычный сюжет про Архимеда в ванной? А всё потому, что речь, возможно, шла об одном и том же, но смысл истории был причудливо искажён. Корни классической легенды про архимедову «Эврику» растут из короны, или «corona» на латыни. А вот версия про «Сиракузию» говорит о киле или «korone» по-гречески. Возможно ли, что произошла путаница? Никто не знает наверняка. Но однажды «Сиракузия» прибыла в Египет, завершив своё первое и последнее плавание, и мы можем себе представить, как жители Александрии столпились в порту и как их поразил вид этого величественного плавучего дворца. Это необычное судно стало «Титаником» античного мира, с тем лишь исключением, что оно не затонуло — благодаря нашему другу Архимеду.