Спёкшиеся папирусы из Геркуланума поддаются чтению благодаря сверхточному сканированию и искусственному интеллекту
Везувий — вулкан, который одновременно является и благом, и несчастьем для территории, на которой находится. Благом — потому, что извержения, которые произошли сотни и тысячи лет назад, приводят к появлению плодородного слоя почв. Соответственно, человек, поселившись рядом с вулканом, получает возможность снимать более богатые урожаи, чем те, кто живёт где-то далеко. Несчастьем — потому, что вулканы время от времени извергаются. И проблема не столько в лаве (хотя и в ней тоже), сколько в пирокластическом потоке и огромном количестве вулканического пепла, погребающего тысячи квадратных километров территории.
Из-за извержения Везувия, например, был надолго забыт город Геркуланум, который позже обнаружили археологи, а в одной из вилл, расположенных в этом городе, нашли богатую библиотеку со множеством свитков, бесценным наследием античных учёных, философов и ораторов. Прочитать большинство из них не представлялось возможным, но технологии, совершенствуясь, открывают новые горизонты в расшифровке забытых текстов. Подробности — под катом.
Что там за вилла со свитками?
Она принадлежала какому-то образованному гражданину Геркуланума, который был богат настолько, что мог позволить себе собрать обширную библиотеку свитков. Среди них больше всего было текстов философов, которые относились к эпикурейской школе. Более того, были обнаружены фрагменты трактата «О природе» самого Эпикура, а также сочинения менее известного философа Филодема на такие темы, как человеческие пороки, музыка, риторика и смерть.
И это были оригиналы, написанные самими античными учёными, имена которых мы так часто слышим сегодня. Те их тексты, которые дошли до нашего времени (более поздние копии), многократно переписывались, а значит, тексты могут быть и, скорее всего, являются сильно искажёнными. В общем, историческая и научная ценность этих текстов просто огромная.
Всего было найдено около 1 800 свитков, часть из которых были расшифрованы, другие — нет. Точнее, прочитаны, а не расшифрованы.
Сложности с чтением и современные технологии
Проблема в том, что многие свитки были свернуты, а листы — спеклись друг с другом. Соответственно, прочитать такое обычными методами нельзя.
Выглядит это примерно вот так (оригинальный свиток, скан и модель).
Проблема была не только в том, что листы спеклись, но и в том, что чернила в античности готовились на углеродной основе (сажа). Так что нанесённые буквы и слова почти что совпадают по плотности с характеристиками самого папируса (да, речь о нём, а не о пергаменте). Современные технологии дали возможность прочитать развёрнутые свитки, даже те, что ранее считались нечитаемыми. Но вот те, что выглядят, как на фото выше, оставались нечитаемыми.
Для цифрового восстановления текста учёные обычно используют несколько методов, подробно о которых рассказывают вот в этой статье на Хабре (там же затрагиваются и свитки из Геркуланума):
рентгеновская микротомография (X-ray micro tomography)
рентгеновская томография с фазовым контрастом (X-ray phase contrast imaging)
рентгенофлуоресцентная визуализация (X-ray fluorescence imaging)
оптическая когерентная томография (Optical coherence tomography)
терагерцовая визуализация (Terahertz imaging)
инфракрасная термография (Infrared thermography)
рамановская спектроскопия (RAMAN imaging).
мультиспектральный анализ (Multispectral imaging)
И даже это не всё — прочитать всё равно сложно.
Несмотря на проблемы, профессор Брент Силз (Brent Seales), специалист по информатике и сотрудник Университета штата Кентукки в Лексингтоне, не сдался. В 2019 году он смог добиться того, что два свитка из Французского института в Париже были направлены в исследовательскую лабораторию Diamond Light Source вблизи Оксфорда (Великобритания). И уже здесь, в лаборатории, их просканировали при помощи мощного рентгеновского источника синхротронного излучения.
Учёный также обучил нейросеть на считывание букв с подобных сканов, но технология оказалась очень сырой. Соответственно, он выложил все полученные сканы вместе с исходным кодом использовавшейся им модели в общий доступ. За расшифровку даже небольшой части написанного полагались крупные призы в рамках конкурса The Vesuvius Challenge.
Один из призов достался студенту Университета штата Небраска в Линкольне по имени Люк Фарритор (Luke Farritor). Он разработал алгоритм машинного обучения, который базировался на использовании микроскопических различий в рельефе и текстуре листов свитков.
Ряд сканов с наиболее выраженными различиями он прогнал через свой алгоритм и в одном из мест получил слово πορϕυρας («пурпурный»). Чуть позже ему далась ещё пара слов, а затем сам алгоритм изучили специалисты. Насколько можно судить, наработки Фарритора можно использовать для расшифровки гораздо большего количества слов в указанных свитках, даже с определением даты создания и авторства работы.
За свою работу Фарритор получил $40 тыс., ещё больше, уже $700 тыс., получит тот, кто сможет прочитать первые четыре предложения одного из свитков. Ну, а если удастся сделать и это, тогда можно говорить уже о начале большой и реальной работы по расшифровке всех непрочитанных до настоящего момента свитков.
Кроме того, современные технологии могут помочь в прочтении текстов, скрытых на пергаменте, например, том, что уже ранее использовался, а после на него нанесли новые тексты. Речь идёт о так называемых палимпсестах.
