دانشمندان برای خواندن طومارهای سوخته 2000 ساله خود را می سوزانند

توسط رابرت سندرز، دانشگاه کالیفرنیا - برکلی

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

داگلاس سیلر با زحمت پاپیروس و قلم نی را از مصر و جوهر سنتی سیاه چراغ را از ژاپن تهیه کرد، سپس به تعدادی از دانش‌آموزان دبیرستانی پرداخت تا پاپیروس را با خطوطی از جنگ ستارگان و کتاب مقدس و نقل قولی از برنامه تلویزیونی علمی تخیلی دهه 60 «محدودیت‌های بیرونی» بنویسند.

سیلر، وابسته به برکلی SETI، سپس پاپیروس را پیچید، آن را در ظرفی در داخل یک کوره با دمای بالا قرار داد و آن را سوزاند تا کاملا ترد شود.

این روش همان اتفاقی را که برای بیش از هزار طومار پاپیروس در کتابخانه ای در شهر هرکولانیوم ایتالیا رخ داد، تکرار کرد، زمانی که خاکستر کوه وزوویوس در سال 79 پس از میلاد شهر را غرق کرد و آموخته های باستانی - که احتمالا امروزه ناشناخته هستند - را به پوسته های شکننده و کربنی تبدیل کرد. این فوران که در نزدیکی پمپئی نیز مدفون شد، تنها کتابخانه دست نخورده شناخته شده از دوران باستان را برای آیندگان حفظ کرد.

هدف سیلر این بود که مشخص کند آیا خواندن متن روی طومارهای کربنی شده بدون باز کردن آنها و تبدیل آنها به غبار سیاه امکان پذیر است یا خیر. او فرض کرد، نکته کلیدی این بود که جوهرهای حاوی سرب زمانی که یک طومار توسط پرتو اشعه ایکس اسکن می‌شود برجسته می‌شوند و الگوریتم‌های کامپیوتری می‌توانند عملا طومار را باز کنند تا متن پنهان را آشکار کنند.

در مقاله ای که در 16 سپتامبر در ژورنال PLOS ONE منتشر شد، سیلر و همکارانش، از جمله چندین متخصص برکلی، گزارش دادند که حتی مقادیر ناچیز سرب در جوهر، حروف را توسط توموگرافی اشعه ایکس یا سی تی اشعه ایکس قابل خواندن می کند. سرب 25 برابر بیشتر از پاپیروس ذغالی اشعه ایکس جذب می کند و حروف جوهری را برجسته می کند.

سیلر می‌گوید: «با وجود سرب در جوهر، امضای بزرگی به دست می‌آورید، بنابراین واقعا باید به دنبال طومارهایی با سرب در آنها باشید.» "آنها در خواندن بسیاری از آنها به دلیل کنتراست کم جوهر کربن روی کاغذ کربن مشکل دارند. ما نسبتا مطمئن هستیم که اگر آنها شروع به جستجوی سرب کنند یا به ما اجازه دهند سرب جستجو کنیم، به کل این روند کمک می کند. این جام مقدس است."

در این مقاله، محققان همچنین نشان دادند که یک اسکنر فلورسانس اشعه ایکس دستی ارزان قیمت می‌تواند به راحتی جوهر سربی را در یک طومار سوخته تشخیص دهد، و روشی ساده برای شناسایی طومارهایی که با استفاده از سی تی اشعه ایکس به راحتی رمزگشایی می‌شوند، ارائه می‌کند.

تا به امروز، تنها چند طومار سوخته از ویلای پاپیروس در هرکولانیوم عملا باز شده و خوانده شده است، و هیچ کدام از نظر جوهر سربی آزمایش نشده اند. اگرچه هیچ کس به طور سیستماتیک به دنبال جوهر سربی در طومارها نبوده است، حداقل یک محقق سرب را در جوهر قطعه ای یافت که از تلاش های قبلی برای باز کردن فیزیکی برخی از آنها باقی مانده بود. بیشتر این تلاش‌ها به دنبال کشف کتیبه‌ها در سال 1752 انجام شد، اما زمانی که باز کردن آن اغلب انبوهی از خاکستر تولید کرد، مقامات ایتالیایی خواستار توقف این تلاش‌ها شدند.

تمام طومارهای باز شده حاوی متون ناشناخته ای برای محققان هستند که بسیاری از آنها توسط فیلسوف اپیکوریایی فیلودموس، که یک قرن قبل از فوران وزوو در هرکولانیوم زندگی می کرد، نوشته شده است. در حال حاضر، آنچه از حدود 1800 طومار و قطعات طومار کتابخانه باقی مانده است در ایتالیا، فرانسه و انگلستان نگهداری می شود.

سیلر گفت: «تقریبا همه چیز از دوران باستان تخریب شده است. "بسیار کمی باقی مانده است به جز پاپیروسی که در آب و هوای خشک بود یا برخی از آثاری که توسط کاتبان کپی شده و به پایین منتقل شده اند. اما برخی از طومارهای هرکولانیوم کپی نیستند. اینها کتاب هایی هستند که مستقیما از دنیای باستان منجمد شده اند. آنها در واقع از محافل روشنفکری رومی هستند."

لیا پاکارد-گرامز، دانشجوی فارغ التحصیل باستان شناسی برکلی که به عنوان پاپیروولوژیست در مورد این پروژه مشاوره می کرد، گفت: «ارزش این پروژه عملا قابل اندازه گیری نیست». "بزرگترین سهام در تاریخ ادبیات یونان است."

به عنوان کسی که شیفته دنیای یونان و روم باستان است، پاکارد-گرام برای بسیاری از آثار گمشده فلسفه، علم و ادبیات که قبل از کپی برداری برای آیندگان از هم پاشیدند، عزادار است. او اکنون در حال ترجمه نوشته‌های یونانی و مصری روی پاپیروس‌های باستانی است که در UC Berkeley در مرکز پاپیروس‌های تبتونیس در کتابخانه Bancroft نگهداری می‌شوند.

برخلاف پاپیروس های هرکولانیوم، این پاپیروس ها در ماسه های خشک مصر نگهداری می شدند. مجموعه ای از قطعات توسط مردی به نام دیونیسیوس، معلم مدرسه و کاتب، نوشته شده بود، که فعالیت های روزمره روزمره خود را ضبط می کرد، تا هزینه های غذایی که برای فرزندانش در کنار کانال می خرید.

او گفت: «این چیزی است که من را به سمت پاپیرولوژی کشاند - اینکه می‌توانم سخنان مردم باستان را نه از طریق یک کتاب کتابخانه یا نسخه‌ای از دوره رنسانس بخوانم، بلکه در واقع بنشینم و بدانم که کسی این نامه را به هر کسی، پدرش یا چیزی نوشته است. "این تاریخ امضا است - نه فقط از یک کتاب، بلکه از آنچه آنها واقعا می نوشتند."

خوش شانس برای سیلر، پاکارد-گرمز شیمی جوهر پاپیروس های مصری در مجموعه برکلی را مطالعه کرده است. او امیدوار است که ترکیب جوهر - که به طور سنتی از دوده، آب و یک ماده چسباننده مانند صمغ عربی ساخته می‌شود - بتواند امضایی را برای او فراهم کند تا نویسنده یک متن خاص را شناسایی کند. هر فلزی که در جوهر وجود دارد، تصادفی یا عمدا اضافه شده، در این شناسایی کمک خواهد کرد.

پاپیروس های تبتونیس تکه هایی از طومارها هستند که مربوط به 300 سال قبل از میلاد می باشد. و 300 پس از میلاد و 126 سال پیش برای دانشگاه برکلی در محل شهر باستانی تبتونیس حفاری شدند. Packard-Grams با استفاده از یک اسکنر فلورسانس پرتو ایکس دستی تأیید کرد که برخی از این طومارها - عموما آنهایی که پس از قرن اول پس از میلاد نوشته شده‌اند - با جوهر حاوی سرب و/یا مس نوشته شده‌اند. این نوید خوبی برای یافتن سرب در برخی از طومارهای هرکولانیوم است.

او گفت: "اگر می دانیم که پاپیروس های Herculaneum دارای سرب در آنها هستند - برخی از آنها دارند، برخی از آنها ندارند - پس وقتی سی تی اسکن می گیرند، می توانند آن را با حساسیت به عنصر سرب اسکن کنند و ما می توانیم ببینیم جوهر کجاست." وقتی آن را باز می کنید، می توانید با وضوح بیشتری از حروف نقشه برداری کنید.

سیلر همچنین از تخصص شیمیدانان بازنشسته برکلی دیوید کریمر و النا کریمر، مدیر بازنشسته مرکز تحلیل میکرو کالج شیمی بهره برد. او با کمک آنها مقادیر مدرج شده سرب - به شکل نیترات سرب - را به جوهر سیاه چراغ اضافه کرد تا نمونه هایی با غلظت های مختلف سرب بدست آورد. سیلر از فرزندان دوستانش خواست تا با استفاده از قلم های نی سنتی و جوهرهای مختلف سربی، قسمت هایی را روی طومار پاپیروسی جدید بنویسند.

Packard-Grams و Jesse Obert از مرکز تحقیقات باستان شناسی این طومارهای تازه ایجاد شده را اسکن کردند تا غلظت سرب جوهرهای مورد استفاده برای حکاکی پاپیروس را تأیید کنند.

سپس سیلر طومارها را در آزمایشگاه خانگی خود با قرار دادن آنها در داخل یک ظرف فولادی نیمه مهر و موم شده حاوی اکسیژن بسیار کم و گرم کردن آن در یک کوره با دمای بالا کربن کرد. سیلر با استفاده از ارتباطات خود در آزمایشگاه علوم فضایی توانست جیک لامانا، فیزیکدان مرکز تحقیقات نوترون در مؤسسه ملی استانداردها و فناوری در گیترزبورگ، مریلند را بیابد و از او کمک بگیرد. LaManna با خوشحالی یک سی تی اسکن سه بعدی اشعه ایکس از طومار سوخته شده با منبع اشعه ایکس آزمایشگاهی مرکز ایجاد کرد.

او گفت: «این اولین طومار است که من انجام داده‌ام. من تمایلی به نه گفتن به پروژه های جالب ندارم.

هیئت داوران لامانا پایه‌ای برای طومار سوخته ساخته و آن را در یک پرتو اشعه ایکس چرخانده و هزاران برش را که توسط کامپیوتر به یک رندر سه بعدی تبدیل شده‌اند، ضبط می‌کند. از آنجایی که سرب اشعه ایکس بیشتری را جذب می‌کند، جوهر سربی به‌عنوان لکه‌های روشن در برابر کاغذ تیره‌تر، مانند قسمتی از نگاتیو سیاه و سفید که در معرض نور کمتری قرار دارد، برجسته می‌شود. جوهر با غلظت سرب کمتر از 25 میکروگرم بر سانتی متر مربع به راحتی توسط سی تی اشعه ایکس و فلورسانس اشعه ایکس شناسایی شد.

سیلر گفت: "اگر به تصاویر نگاه کنید، حروف مانند یک درخت کریسمس روشن می شوند."

به طور تصادفی، مایکل سایرس داگرتی، یک دانشجوی فوق دکترا در NIST، برنامه ای را برای باز کردن سی تی اسکن «ژله رول» درون باتری های لیتیوم یون ایجاد کرده بود و لامانا پرسید که آیا این الگوریتم با طومارها کار می کند یا خیر.

لامانا گفت: «او هیجان‌زده شد و با داده‌ها فرار کرد، و در عرض چند روز، پس از چند تغییر کوچک در برنامه‌اش، با نمونه‌هایی از طومار بازشده بازگشت. او فقط باید کد خود را تغییر می داد تا ضخامت ناهموار و متغیر در طول طومار را دنبال کند.

در سال 2009، برنت سیلز در دانشگاه کنتاکی اولین کسی بود که اسکن میکروسی‌تی از یک طومار هرکولانیوم - یکی از متعلقات انستیتو فرانسه - گرفت و در سال 2015 از باز کردن دیجیتالی موفقیت‌آمیز یک طومار سوخته از کنیسه‌ای که در حدود سال 600 پس از میلاد سوخته بود، فاش کرد.

در سال 2024، همین تیم از هوش مصنوعی برای رمزگشایی 15 ستون کامل استفاده کرد که کمتر از یک دهم طومار هرکولانیوم متعلق به موسسه فرانسه است. معلوم شد که این یک رساله فلسفی اپیکوری در مورد ادراک و لذت است.

هوش مصنوعی دوباره در سال 2026 به کمک آمد، زمانی که تیم Seales بقایای یک طومار Herculaneum، PHerc را رمزگشایی کردند. 1667، که مردم سعی کرده بودند آن را باز کنند و در عوض تقریبا نابود شده بودند. به نظر می رسد که این تفسیری است بر فلسفه رواقیون یونان باستان و ممکن است مربوط به قرن دوم یا سوم قبل از میلاد باشد، و شاید یکی از قدیمی ترین طومارهای هرکولانیوم باشد.

همه این متون با باز کردن کتیبه‌ها و سپس استفاده از یادگیری ماشینی برای جستجوی بافت ظریف یا تفاوت‌های مورفولوژیکی مرتبط با جوهر شناسایی شدند - یک سیگنال بسیار ضعیف.

پیدا کردن سرب در جوهر می تواند یک تغییر بازی باشد. لامانا تخمین می زند که جوهر سرب تا 25 برابر روشن تر از پاپیروس در سی تی اسکن اشعه ایکس است.

سیلر امیدوار است که اسکن فلورسانس اشعه ایکس طومارها بسیاری را با جوهر سربی نشان دهد، که سپس می تواند توسط سی تی اشعه ایکس اسکن شود تا بسیاری از متون را آشکار کند و کار انجام شده توسط سیلس و همکارانش را پیش ببرد.

لامانا می‌گوید: «آنچه که می‌خواهم ببینم و کاری که می‌خواهم انجام دهم، مطالعه دقیق‌تر در مورد غلظت جوهر یا آنچه در جوهر است، نه فقط سرب است.» و ببینید که چقدر می‌توانیم این کار را برای ساخت مجموعه داده‌های آموزشی انجام دهیم تا در واقع الگوریتم‌های قوی‌تری برای خواندن الگوریتم‌های واقعی بسازیم.»

به گفته محققان، طومارهای مدل روشی کم‌خطر برای توسعه الگوریتم‌ها بدون به خطر انداختن مصنوعات ارزشمند ارائه می‌کنند.

Packard-Grams گفت: "داگ از نظر علمی ایده بسیار خوبی با ایجاد یک مدل داشت." "چرا؟ چون اگر به یک مدل صدمه بزنی، خوب است. اگر به یک اثر باستانی 2300 ساله صدمه بزنی، یکسری باستان شناس آماده خواهی بود که تو را بپرند."

سیلر مطمئن نیست که تحقیقاتش از اینجا به کجا خواهد رسید. او در حین کار با برکلی SETI روی تلسکوپ جدیدی به نام Panoseti که سیگنال‌های لیزری از حیات هوشمند در کهکشان را جستجو می‌کند، این پروژه را با هوس و هوس شروع کرد. او که اکنون بازنشسته شده است، قبلا از طریق املاک و مستغلات و بانکداری و به عنوان مخترع امرار معاش می کرد.

او گفت: «راستش را بخواهید، رسیدن به اینجا برای من به اندازه تحقیقات ما منحصر به فرد است. "منظورم از شیمی معدنی، پاپیروس، توموگرافی اشعه ایکس، هوش مصنوعی است - این واقعا یک گروه کاملا التقاطی از دانشمندان و روش‌شناسی است تا به این نقطه برسیم که بله، اگر در آن طومارها سرنخ وجود داشته باشد، شما بچه‌ها می‌توانید تصاویر را خیلی بهتر بخوانید. من به شما 10 به 1 می‌دهم، اگر تیم ما شانس دیگری را داشته باشد. ایده - که خوب است - ما اهمیتی نمی دهیم."

کارل ون بیبر، استاد مهندسی هسته ای برکلی که به عنوان مشاور غیررسمی سیلر در همه چیز از تصویربرداری اشعه ایکس گرفته تا جزئیات انتشار علمی خدمت می کرد، گفت: «پیشرفت داگلاس در پروژه طومار بسیار جذاب بوده است. ممکن است کسی وسوسه شود که «دانشمند جنتلمن» را دورانی گذشته تصور کند، اما اینجا در برکلی زنده و سالم است.

سیلر اولین نویسنده مقاله است. نویسندگان همکار او لامانا، داگرتی، کریمر، مایکل مک اوسکر از دانشگاه کالج لندن و ینس دوپکی از آزمایشگاه رادرفورد اپلتون در بریتانیا هستند.

داگلاس سیلر و همکاران، یک مدل طومار پاپیروس کربنیزه، مسیر جدیدی را برای شناسایی طومارهای قابل خواندن کتابخانه Herculaneum، PLOS One (2026) باز می کند. DOI: 10.1371/journal.pone.0353485

ارائه شده توسط دانشگاه کالیفرنیا - برکلی

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →