Почти 2000 лет назад извержение Везувия уничтожило римский город Геркуланум. Раскаленные газы, пепел и землетрясения разрушили здания и погубили жителей. Но именно слой вулканического материала помог сохранить одну из главных археологических загадок города — древнюю библиотеку.
В XVIII веке при раскопках здесь обнаружили более 1800 папирусных свитков. Это единственная известная библиотека античного мира, дошедшая до нас в столь полном виде. Правда, есть серьезная проблема: свитки полностью обуглены. Они напоминают хрупкие куски древесного угля, а попытка развернуть их может уничтожить текст.
Теперь исследователи показали, что некоторые такие свитки можно читать, вообще не раскрывая их. Ключом оказался свинец, который может присутствовать в древних чернилах.
Свинец значительно сильнее поглощает рентгеновское излучение, чем легкий углерод, из которого в основном состоит обугленный папирус. Поэтому буквы, написанные содержащими свинец чернилами, способны заметно выделяться на рентгеновских изображениях.
Чтобы проверить идею в условиях, максимально похожих на реальные, ученые решили создать собственные древние свитки — а затем их сжечь.
Они использовали египетский папирус, чернила на основе сажи, чернила с добавлением свинца и тростниковые палочки. На свитках написали цитаты из «Звездных войн», сериала «За гранью возможного» и Библии. После этого папирусы специально обуглили, чтобы приблизить их свойства к свиткам из Геркуланума.
Затем образцы исследовали с помощью рентгеновской томографии. Свитки постепенно вращали под потоком рентгеновских лучей, получая множество отдельных снимков, из которых компьютер формировал трехмерную модель.
Результат оказался впечатляющим. По словам одного из авторов работы Дугласа Сейлера, на изображениях буквы «загорались как рождественская елка».
Оставалась еще одна проблема: даже если текст виден внутри свитка, его многочисленные изогнутые слои нужно виртуально развернуть.
Для этого исследователи приспособили алгоритм, изначально созданный для анализа сканов литий-ионных аккумуляторов. Программу пришлось изменить, чтобы она могла учитывать неровную и постоянно меняющуюся толщину свернутого папируса.
После этого ученым удалось виртуально развернуть экспериментальные свитки и восстановить написанные на них фразы.
Исследование принесло еще один полезный результат. Оказалось, что наличие свинца можно предварительно проверять сравнительно простым портативным рентгенофлуоресцентным прибором. Это позволит быстро находить среди настоящих свитков наиболее перспективные образцы для дальнейшего сканирования.
Такая возможность особенно важна из-за потенциального содержания библиотеки Геркуланума. Среди найденных текстов есть эпические произведения, исторические сочинения, стоические труды и философские работы, в том числе связанные с эпикурейской традицией. При этом полностью развернутый древний свиток может достигать примерно десяти метров в длину.
Однако метод подойдет не для всех рукописей. Далеко не во всех древних чернилах присутствовал свинец. Тем не менее предыдущие исследования уже обнаруживали этот металл в некоторых настоящих свитках из Геркуланума, хотя пока неизвестно, зачем именно его добавляли. Свинец также находили в египетских письменных материалах примерно того же исторического периода.
Следующим шагом ученые хотят подробнее изучить химический состав древних чернил, а не ограничиваться поиском одного свинца.
Кроме того, созданные искусственные свитки могут стать материалом для обучения алгоритмов. Исследователи смогут писать тексты разными чернилами, на разных языках и в разных стилях, затем обугливать их и проверять, насколько хорошо компьютер способен восстановить содержание, не зная заранее, что именно было написано.
Если этот подход удастся усовершенствовать, он может значительно расширить возможности изучения настоящих свитков Геркуланума — и помочь прочитать тексты, которые оставались недоступными почти две тысячи лет.
Исследование опубликовано в журнале PLOS One.
