В интервью для научно-популярного канала Event Horizon его ведущий Джон Майкл Годье обсудил с профессором Брентом Силзом, ведущим компьютерным ученым и экспертом по цифровой реставрации из Кентуккийского университета, революционные методы расшифровки древних обугленных свитков из Геркуланума. Использование передовых технологий рентгеновской томографии и искусственного интеллекта позволяет виртуально разворачивать хрупкие артефакты, погребенные под слоем вулканического пепла более девятнадцати веков назад. Этот метод открывает беспрецедентный доступ к утраченному литературному наследию античности без физического уничтожения самих носителей.
🌋 Катастрофа 79 года и человеческое измерение трагедии 0:33
Извержение вулкана Везувий в 79 году нашей эры стало одной из самых масштабных и задокументированных природных катастроф древности. Ведущий Джон Майкл Годье поделился личными воспоминаниями из детства, когда он наблюдал извержение вулкана Сент-Хеленс с расстояния от 40 до 60 миль. Его больше всего поразил гигантский столб пепла, поднимающийся в атмосферу, известный в науке как «плинианская колонна». Этот термин закрепился в чести Плиния Младшего, который находился в Неаполитанском заливе во время катастрофы, в то время как его отец, адмирал римского флота, погиб при попытке эвакуировать людей. По оценке ведущего, Помпеи и Геркуланум представляют собой примеры истинного апокалиптического хаоса.
Брент Силз подчеркивает, что при изучении обугленных свитков он думает в первую очередь о людях, которые застали эту катастрофу. С его точки зрения, именно письменные источники позволяют соприкоснуться с мыслями и историями жителей древнего мира, тогда как другие археологические артефакты лишь безмолвно свидетельствуют о масштабах трагедии.
Археологические находки на знаменитой Вилле Папирусов указывают на то, что обитатели дома отчаянно пытались спасти свою уникальную библиотеку. Свитки были обнаружены сложенными в местах, не похожих на обычные библиотечные полки, что, по мнению исследователей, указывает на их подготовку к срочной эвакуации прямо во время извержения, до того как город накрыли смертоносные пирокластические потоки. В эпоху до появления массового книгопечатания рукописные свитки были невероятно дорогим активом, требовавшим колоссального труда грамотных писцов, поэтому спасение библиотеки являлось приоритетной задачей.
🔍 От бритвенных лезвий к цифровому реставрированию 5:05
Долгое время ученые пытались расшифровать свитки Геркуланума варварскими методами. В XIX и XX веках их пытались разрезать бритвенными лезвиями и физически разворачивать, что приводило к безвозвратному уничтожению уникальных документов. Брент Силз пришел в эту сферу на волне цифровой революции 1990-х годов. Он осознал, что любые исторические документы, которые технически сложно оцифровать, рискуют навсегда остаться на обочине истории. Это побудило его заняться созданием технологий для «цифрово-резистентных» артефактов.
Узнав о существовании коллекции из 400–500 нераскрытых свитков, Брент Силз понял, что его технологический подход может сработать. Главная сложность заключалась в составе древних чернил. На папирусах Геркуланума использовались простейшие чернила на основе сажи (углерода), смешанной с водой и гуммиарабиком для вязкости.
Для бесконтактного чтения свитков ученые применяют рентгеновское излучение, однако здесь возникает серьезное препятствие:
- Чернила на основе железа (железогалловые чернила): использовались в более поздних средневековых и византийских текстах. Железо является тяжелым металлом и отлично поглощает рентгеновские лучи, выделяясь на фоне пергамента подобно костям на медицинском снимке.
- Углеродные чернила Геркуланума: имеют ту же химическую природу, что и сам обугленный папирус. На рентгеновских снимках плотность чернил практически полностью совпадает с плотностью основы, что делает текст невидимым для стандартных методов сканирования.
📐 Математика виртуального развертывания: как «погладить» свиток 9:15
Рентгеновские лучи были открыты немецким физиком Вильгельмом Рентгеном только в 1895 году, а современные методы компьютерной томографии позволяют заглянуть внутрь трехмерной структуры любого объекта. Однако свитки из Геркуланума не просто свернуты в аккуратный рулон; под весом сотен тонн вулканической породы они оказались раздавлены и деформированы сразу в пяти направлениях.
Брент Силз приводит бытовую аналогию: процесс математического разглаживания деформированного папируса похож на складывание и разглаживание помятой футболки после стирки. Для решения этой задачи используется концепция конформного отображения (conformal map). Это математический метод, позволяющий перенести искаженную трехмерную поверхность обратно на плоскую плоскость с минимальным искажением пропорций, чтобы текст оставался читаемым для исследователей.
Свитки сильно пострадали от колоссального давления окружающей среды. Оригинальная библиотека была погребена под слоем пирокластического потока толщиной от 30 до 50 метров (что эквивалентно 90–120 футам). Смесь из грязи, воды и вулканического газа быстро затвердела, превратившись в подобие бетона. Примечательно, что именно экстремально высокая температура потока в Геркулануме мгновенно обуглила и законсервировала свитки, тогда как в Помпеях, находившихся дальше от эпицентра, папирусы не уцелели.
📜 Проект Venetus A и масштаб дошедшей коллекции 12:44
Технологию цифрового выравнивания страниц команда Брента Силза изначально протестировала на совершенно другом артефакте — византийской рукописи Venetus A, хранящейся в библиотеке Марчиана в Венеции. Данный манускрипт представляет собой старейшую полную копию «Илиады» Гомера. Поскольку средневековый пергамент со временем сильно сморщился и деформировался, ученые разработали алгоритм, который фиксировал текущую форму страниц и переводил их в плоский цифровой формат. Этот проект стал важным технологическим предшественником для разработки методов полного виртуального разворачивания свитков.
История обнаружения библиотеки в 1750–1752 годах полна драматизма. Первые копатели часто принимали обугленные свитки за обычные куски угля и сжигали их. Точное количество уничтоженных документов до сих пор остается туманным. На сегодняшний день физически уцелело:
- От 400 до 600 целых обугленных «кусков» папируса, многие из которых представляют собой полноценные древние книги.
- По оценкам папиролога Федерики Николари из Неаполитанского университета, в коробках хранится более 100 полных книг и около 300 фрагментов, которые в совокупности могут составить еще одну сотню изданий.
🚇 Тоннели Карла Вебера и подземные тайны виллы 16:52
Существующая коллекция может быть лишь вершиной айсберга. Вилла Папирусов исследована лишь частично: ученые раскопали только одну комнату, которая, по мнению историков, могла быть личной библиотекой эпикурейского философа Филодема из Гадары. Существует высокая вероятность, что в недрах виллы скрываются основные архивные залы гораздо большего масштаба.
Брент Силз рассказал о своем недавнем визите в исторические подземные тоннели вместе с Массимо Озанной, директором музеев и библиотек Италии. Эти тоннели были прорублены швейцарским инженером Карлом Вебером в середине XVIII века. Проходы имеют ширину всего лишь в размах человеческих плеч и проложены прямо по оригинальному римскому мозаичному полу. По обе стороны от этих тоннелей стены из спрессованного вулканического туфа остаются абсолютно нетронутыми и неисследованными.
Современная археология требует послойных раскопок (стратиграфии) сверху вниз, но в данном случае над виллой лежит 30-метровый слой породы, на котором стоит современный итальянский город Эрколано. Брент Силз выражает уверенность, что современные инженерные методы позволяют продолжать подземные раскопки виллы через систему тоннелей, совершенно не нарушая жизнь и инфраструктуру расположенного сверху города.
💻 Эра ИИ: суперкомпьютеры против обугленного углерода 19:56
В распоряжении исследователей сегодня находятся технологии, о которых в конце XX века нельзя было даже мечтать. В 1990-х годах Брент Силз, по собственному признанию, «вылетел далеко за пределы своих лыж», планируя задачи, которые техника того времени просто не могла выполнить. Тогда отсутствовали облачные вычисления и алгоритмы искусственного интеллекта, а мощности не позволяли добиться нужной детализации сканирования.
Сегодня ситуация кардинально изменилась:
- Сверхвысокое пространственное разрешение: каждый воксель (трехмерный пиксель) в современном томографическом скане свитка имеет размер, сопоставимый с толщиной нити шелка.
- Вычислительные мощности: для анализа этих гигантских массивов данных используются кластеры графических процессоров Nvidia, выполняющие миллиарды операций в секунду.
- Искусственный интеллект: нейросети обучаются распознавать тончайшие изменения текстуры папируса в местах, где нанесены углеродные чернила. Все разработанные программные инструменты ученые выкладывают в открытый доступ на платформе GitHub.
В настоящее время команда Силза находится в процессе перехода от полуавтоматического режима работы к полностью автономной системе, где развертывание будет происходить по нажатию одной кнопки. Текущая амбициозная цель на этот год — сделать высококачественные сканы первой сотни неповрежденных свитков. По словам Силза, опираясь на технический оптимизм своей команды и обсуждения с инвестором Натом Фридманом, ученые рассчитывают восстановить более 90% текста для каждого из этих документов.
Большинство уже вскрытых фрагментов написаны на древнегреческом языке, который доминирует в коллекции Филодема, однако ученые надеются обнаружить и латинскую часть библиотеки, поскольку в римских виллах коллекции традиционно разделялись по языковому признаку.
🏛️ Тексты мечты и скрытые архивы планеты 24:17
До наших дней дошло не более 5–10% всей античной литературы, что профессор называет огромной трагедией для человечества. Брент Силз поделился своими сокровенными желаниями относительно того, какие именно тексты он мечтает найти на нижних уровнях Виллы Папирусов.
На первом месте стоят утраченные исторические труды, например, недошедшие книги знаменитой «Истории Рима» Ливия. Исторические хроники ценны тем, что они открывают новые направления для исследований, давая перекрестные ссылки на другие события и авторов. Вторая мечта ученого — обнаружить документы, проливающие свет на зарождение мировых религий в первом веке, в частности, раннего христианства или иудаизма. Согласно библейским хроникам, апостол Павел посещал христианские общины в районе Неаполитанского залива около 50 года нашей эры — за два десятилетия до катастрофы. Любой христианский текст из Геркуланума мгновенно стал бы самым ранним физическим свидетельством эпохи.
Помимо Геркуланума, разработанная технология цифрового развертывания может быть успешно применена к множеству других поврежденных архивов по всему миру:
- Палимпсесты и книжные переплеты: в Средние века старые пергаментные рукописи часто смывали или разрезали, используя их в качестве укрепляющего материала для переплетов новых книг. Томография позволяет читать скрытые внутри обложек древние слои.
- Обугленные архивы Петры: в Иордании хранится крупный архив папирусов, сильно пострадавших от пожара, которые невозможно открыть вручную.
- Глубоководные кораблекрушения: корабли, перевозившие книги для Александрийской библиотеки, тонули в Черном море. Благодаря анаэробной (безкислородной) среде, там отсутствуют микроорганизмы, уничтожающие органику, что дает надежду на обнаружение идеально законсервированных библиотек и даже человеческих тел. Схожий потенциал имеют и холодные воды Балтийского моря.
Удивительным историческим фактом является то, что шесть свитков из Геркуланума в свое время были преподнесены в дар французскому императору Наполеону Бонапарту и отправлены в Институт Франции. Брент Силз, выступая с лекцией в Париже, обратил внимание аудитории на потрясающую историческую преемственность: исследователи сегодня смотрят на те самые свитки, которые, возможно, держал в руках сам Наполеон. Технологии XXI века позволяют стереть временные границы и услышать голоса людей, живших два тысячелетия назад.
