不用展开,也能读。庞贝古城附近那些被维苏威火山烧成焦炭的古代卷轴,正在被一种新方法"隔空"读出文字。
据 phys.org 报道,美国加州大学伯克利分校研究人员 Douglas Seiler 带领的团队,开发出一种通过检测含铅墨水痕迹来获取碳化卷轴内文字的技术。哪怕墨水里的铅含量极低,也能被 X 射线计算机断层扫描(X-ray CT)识别出来。
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为什么盯上了"铅"
思路其实很直接:铅对 X 射线的吸收能力远高于碳化纸莎草。如果古代墨水里含有铅,那么在 CT 扫描中就会形成明显信号,再配合计算机算法做"虚拟展开",就有机会还原卷轴内部隐藏的文字。
关键在于对比度。研究人员发现,含铅墨水形成的文字在 CT 图像中会以明显亮点呈现,与较暗的碳化纸莎草形成鲜明对比,其亮度最高可达到碳化纸莎草的 25 倍,隐藏文字的可见度因此显著提高。
用《星球大战》台词做实验
为了模拟被火山喷发烧焦、碳化的古代卷轴,Seiler 采购了纸莎草、传统芦苇笔以及灯黑墨,让几名高中生用这些材料在纸莎草上抄写《星球大战》、圣经以及 20 世纪 60 年代科幻电视剧《迷离时空》的台词。
随后,他把卷起的纸莎草放进密闭程度较高的容器,再置于高温炉内烧制,使其变成类似古代卷轴的焦黑状态。
实验证实了最初的设想。研究人员在灯黑墨中加入经过校准的硝酸铅,制作出不同铅浓度的墨水,用传统芦苇笔写在纸莎草上,再将卷轴碳化,最后用实验室 X 射线设备进行三维 CT 扫描。
结果显示,每平方厘米仅含 25 微克铅的墨水,也能被 X 射线 CT 和 X 射线荧光技术清晰检测出来。
先用手持设备筛,再上 CT
研究人员还发现,一款价格相对低廉的手持式 X 射线荧光扫描仪就能检测焦黑卷轴中的铅。这意味着未来可以先用手持设备筛选含铅墨水的卷轴,再对其中具有潜力的样本进行更昂贵的 X 射线 CT 扫描,从而优先处理更容易读取的卷轴。
参与研究的美国国家标准与技术研究院(NIST)物理学家 Jake LaManna 表示,下一步还需要对古代墨水中的各种元素和浓度展开更加系统的研究,并利用实验室制作的模型卷轴建立训练数据集,进一步改进读取真实古代卷轴的算法。
研究人员强调,人工制作的模型卷轴也具有重要价值——即使实验失败,也不会损伤拥有数千年历史的珍贵文物。
目前,意大利、法国和英国仍保存着赫库兰尼姆图书馆遗留下来的约 1800 卷卷轴及残片。伯克利研究人员希望通过 X 射线荧光扫描先筛选出可能含铅墨水的样本,再利用 X 射线 CT 和 AI 进行虚拟展开。
对于研究古希腊、古罗马哲学、科学和文学而言,这些卷轴可能包含大量此前从未被现代学者知晓的原始文献。
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