AI技术在上古卷轴解读中的应用

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今年早些时候，一则关于“AI成功破译2000年前「上古卷轴」并荣登Nature封面！”的报道引起了笔者的注意。该报道的主角是一位21岁的计算机科学专业学生，他是史上首位读取赫库兰尼姆卷轴完整单词“ΠΟΡΦΥΡΑϹ”（意为紫色）的人，并赢得了首字母奖的第一名以及4万美元奖金。这一成就不仅令人对AI技术的先进性赞叹不已，也激发了笔者对赫库兰尼姆古卷的浓厚兴趣。

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历史背景

赫库兰尼姆古卷，源自赫库兰尼姆城一座私人别墅的古代卷轴，承载着这座古城悠久的历史。赫库兰尼姆古城的历史可追溯至公元前10世纪，当时已有人类在此定居。随着罗马帝国的扩张，赫库兰尼姆逐渐发展为一座繁荣的城市，居民们拥有丰富的生活和先进的文明。然而，公元79年，维苏威火山爆发，滚烫的岩浆以每小时100公里的速度涌向赫库兰尼姆城，其温度高达399℃，导致整座城市瞬间被火山灰和岩浆掩埋。这场突如其来的灾难改变了赫库兰尼姆的命运，使其从此消失在人们的视线之中，被称为“时光冻结之城”。

1709年，工人在挖井时意外发现古剧场舞台和大理石构件，为赫库兰尼姆城的发现揭开序幕。1738年，意大利皇家图书馆馆长唐·马塞罗·凡努提侯爵在赫库兰尼姆展开考古工作，出土了一批包括大理石雕像、彩色圆柱和青铜马躯干在内的古罗马时期文物。特别是随着一块铭文的出土，确立了赫库兰尼姆城的真实身份。

1927年，意大利政府开始了对赫库兰尼姆的系统性发掘，逐渐揭开了古城的原貌。古城位于维苏威火山两条溪流间的高地上，被高墙围绕。火山喷发的熔岩和巨石掩埋形成了20至26米深的覆盖层，意外地保护了城市结构。尽管熔岩覆盖导致木质结构碳化，但却防止了它们的进一步破坏，使得许多建筑和物品保存至今，如可开关的门窗、运转的青铜汲水机以及磨坊的驴子骨架等。灾难定格了古罗马的日常生活，如烤盘上的烤面包和墙上的角斗士素描，为我们提供了一幅栩栩如生的古代生活场景。

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古卷的发现

在赫库兰尼姆的考古发掘中，最引人注目的发现莫过于一栋私人别墅，据研究确认，这座别墅属于古罗马军事和政治领袖凯撒的岳父卢修斯，是他在赫库兰尼姆的度假住所。自1738年赫库兰尼姆古城的发掘工作启动以来，考古学家在这座别墅中发掘出数十座青铜和大理石雕像。

尤其在1760年，一批总计约1800卷的莎草纸书卷在别墅的一个木架陈列室中被发现。这些古卷许多已破碎不堪，保存状态稍好的，也被碳化成黑色，状似雪茄形的煤块，难以展开。这些碳化的卷轴是古罗马时期遗留下来的宝贵藏书，它们不仅为我们提供了一窥古代文明的窗口，同时也给历史学家和考古学家带来了巨大的挑战，任何不恰当的尝试都可能导致这些古卷遭受不可挽回的损毁。因此，如何在不破坏这些珍贵古卷的前提下解读它们，成为了一个亟待解决的难题。

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古卷的解读

在最初尝试打开卷轴时，由于方法不当，一些卷轴遭到了损坏。为了保护这些珍贵的碎片，罗马教廷的图书馆绘画收藏主管帕吉奥发明了一种专门用于展开的设备，将碎片粘贴在纸板上。然而，这种做法带来了新的问题：卷轴只能读取单面内容，且墨水在暴露于空气中后逐渐褪色，进一步增加了解读的难度。

赫库兰尼姆古卷的解读工作在2019年取得了突破性进展，当时美国肯塔基大学Educe实验室的Brent Seales教授及其团队利用牛津的粒子加速器对这些古卷轴进行了成像。具体步骤如下：

首先，

利用X射线断层扫描技术对卷轴或碎片进行细致的3D扫描，这一步骤能够捕捉到卷轴内部的微观结构而不破坏其物理形态。

接着，

通过图像处理技术对3D扫描图像中的卷轴莎草纸的皱褶层进行追踪，并尝试在计算机中将其展开或铺平，以便于进一步的分析和阅读。

最后，

使用机器学习模型来识别和定位铺平后的莎草纸片段中的墨迹区域，这一步骤对于解读卷轴上的文字内容至关重要。

然而，大量的扫描数据需要人工智能进行识别，这一任务对于Seales教授团队来说是个挑战。科技企业家Nat Friedman得知后，捐赠了12.5万美元以发起公开赛，鼓励全球参与者尝试解读。2023年3月，由Friedman和Daniel Gross赞助的维苏威火山挑战赛启动，共筹集70万美元奖金以悬赏解开赫库兰尼姆古卷之谜。随后，古卷解读取得突破性进展：

8月，学者Casey Handmer发现了关键的“裂纹模式”，为识别卷轴中的墨水痕迹提供了方法。

10月，SpaceX的21岁实习生卢克，受Handmer的发现启发，训练一个关于“裂纹模式”的AI学习模型，成功识别出古希腊语“ΠΟΡΦΥΡΑϹ”（紫色），获得首字母奖4万美元。

同时，柏林研究生Youssef Nader也通过AI技术提交了一份有四列半文本的作品，获得首字母奖1万美元。

之后，这三位研究人员与Brent Seales教授合作，破译出了15列文本，2000多个希腊字母，即一份卷轴5%的内容。并于2024年2月6日在《Nature》期刊公布了卷轴上已读取的部分内容。专家根据文风和主题推测，这些文字很可能出自哲学家菲洛德谟之手。这一成果不仅标志着AI技术赋能古文献研究的巨大进步，也为剩余卷轴的解读注入了新的希望。

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结 语

赫库兰尼姆古卷的解读不断取得突破，逐渐揭开了这座“时光冻结之城”的神秘面纱。这些古卷的发现和研究，是现代科技与古典人文学科结合的杰出例证，展示了跨学科合作在解读历史遗产中的巨大潜力。我们期待在不久的将来能够完全解开赫库兰尼姆古卷的秘密，让古罗马时期的灿烂文明得以在当代重现。

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