无损读取碳化卷轴:X射线CT识别含铅墨水,AI虚拟展开庞贝文字

美国加州大学伯克利分校Douglas Seiler团队提出一种不展开卷轴即可读取碳化古文字的方法。他们利用含铅墨水对X射线的强吸收特性,通过X射线计算机断层扫描(X-ray CT)识别隐藏在焦黑纸莎草中的文字痕迹。实验中,即使每平方厘米墨水中仅含25微克铅,也能被X射线CT和X射线荧光技术检测出来,CT图像中含铅文字呈现清晰亮点,与较暗的碳化纸莎草形成对比。

无损读取碳化卷轴:X射线CT识别含铅墨水,AI虚拟展开庞贝文字

为模拟庞贝古城遭维苏威火山喷发烧焦的卷轴,研究人员采购纸莎草、传统芦苇笔和灯黑墨,让几名高中生抄写《星球大战》、圣经及科幻剧《迷离时空》的台词。卷起的纸莎草被放入密闭容器内高温烧制,形成与古代卷轴相似的焦黑状态。随后,他们在灯黑墨中加入经过校准的硝酸铅,制作不同铅浓度的墨水并用于书写,再对碳化样本进行三维CT扫描。

研究还显示,价格较低的手持式X射线荧光扫描仪即可筛选焦黑卷轴中的铅。未来可以先利用这种设备找出可能含铅墨水的卷轴,再对潜力样本进行成本更高的X射线CT扫描和AI虚拟展开。参与研究的美国国家标准与技术研究院物理学家Jake LaManna表示,下一步需要系统研究古代墨水中的元素与浓度,并利用实验室模型卷轴建立训练数据集,以改进读取真实古代卷轴的算法。

研究人员指出,人工模型卷轴即使实验失败也不会损伤珍贵文物。目前意大利、法国和英国保存着赫库兰尼姆图书馆遗留的约1800卷卷轴及残片,伯克利团队希望先用X射线荧光筛选含铅墨水样本,再结合X射线CT和AI进一步提取文字。这些卷轴可能包含古希腊、古罗马哲学、科学和文学方面此前未知的原始文献。