Свинцовые чернила могут помочь прочитать сгоревшие свитки Геркуланума

Почти две тысячи лет назад извержение Везувия превратило библиотеку римской виллы в уголь, и с тех пор слова античных философов остаются запертыми в хрупких чёрных цилиндрах. Новое исследование показывает, что ключ может лежать в тяжёлом металле, которым писали на папирусе. Если в чернилах есть свинец, рентгеновские лучи способны отличить текст от самой бумаги, и это может изменить подход к чтению всей коллекции.

Фото: Sara Stabile et al., CC BY 4.0, Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=129672864 (фрагмент обугленного папируса из Геркуланума на держателе для сканирования, снимок из другой научной работы, а не из описанного эксперимента)

Библиотека, которую нашли случайно

Виллу Папирусов в Геркулануме обнаружили в 1752 году королевские рабочие династии Бурбонов. Когда в 79 году нашей эры Везувий засыпал город вулканическим пеплом и камнем, над городом образовался слой вулканических пород и пепла толщиной, по оценке Live Science, около 20 метров. Жар обуглил свитки, превратив их в нечто, напоминающее древесный уголь. Судя по официальному списку, найдено около 1800 свитков и фрагментов, а хозяином виллы, вероятно, был тесть Юлия Цезаря.

Основная часть собрания принадлежит философам, главным образом эпикурейцам и стоикам. Среди авторов выделяется Филодем, эпикурейский философ и поэт I века до нашей эры, и многие свитки приписывают именно ему. Сегодня большая часть уцелевших рукописей хранится в Национальной библиотеке Неаполя, отдельные свитки есть в Институте Франции и в Бодлианской библиотеке Оксфорда. Но прочитать их всё ещё чрезвычайно трудно.

Как свитки пытались раскрыть раньше

Ранние способы были грубыми и часто губили рукопись. В 1756 году аббат Антонио Пьяджо построил машину для разворачивания, и на первый свиток у него ушло четыре года. В начале XIX века Джон Хейтер размотал и частично расшифровал около 200 папирусов, а в 1819 и 1820 годах Хамфри Дэви химическим методом с хлором частично развернул 23 рукописи. Попытка 1816 года с копией машины Пьяджо уничтожила свиток, а при опыте в Лувре в 1877 году цел остался лишь около четверти папируса.

Поворот случился с появлением рентгеновской томографии. В 2009 году французские исследователи с помощью микротомографии просканировали два нетронутых папируса и оценили длину свёрнутого полотна в 11 или 15 метров, хотя чернил на снимках разглядеть не удалось. Метод позволил «разворачивать» свиток виртуально, не прикасаясь к нему. В феврале 2023 года Ричард Янко с командой Брента Силса прочёл с помощью ИИ часть прежде нечитаемого папируса об Александре Македонском и диадохах.

Соревнование с призом в 700 тысяч долларов

В 2023 году Нат Фридман, Дэниел Гросс и Брент Силс объявили конкурс Vesuvius Challenge, главный приз которого составлял 700 тысяч долларов. В октябре 2023 года студент Люк Фарриттор получил премию в 40 тысяч долларов за первое слово, найденное в нераскрытом свитке: это было «порфирас», то есть «пурпурный». Главный приз 5 февраля 2024 года достался команде, которая открыла около пяти процентов свитка PHerc. Paris 4, а ещё три команды получили по 50 тысяч долларов.

Алгоритмы научились находить следы чернил в трёхмерных снимках, но задача остаётся сложной. Дело в том, что многие папирусы и сами чернила основаны на углероде, поэтому рентгеновские лучи плохо различают их. В 2024 году по результатам сканирования одного из свитков сообщили даже о месте погребения Платона: по этим данным, философ был похоронен в саду Академии. Эти результаты показывают, как много скрыто в обугленных цилиндрах.

Свинец, который видно на рентгене

Идею, как обойти проблему углерода, предложили давно. В 2016 году исследователи сообщили, что в чернилах некоторых геркуланумских папирусов есть металл, свинец, а в 2018 году исследование на синхротроне Diamond Light Source обнаружило чернила со свинцом на одном из свитков. Свинец плотнее углерода и сильнее поглощает рентгеновское излучение, поэтому буквы на снимке получаются контрастными. Оставалось проверить, как это работает на обугленном папирусе и при разном содержании металла.

Ответить на это решила команда Дугласа Сейлера из Калифорнийского университета в Беркли. Среди соавторов Джейкоб Ламанна из Национального института стандартов и технологий США (NIST), Дэвид Креймер и другие. Исследование вышло 16 сентября 2026 года в журнале PLOS One под названием «Модельный обугленный папирусный свиток открывает новый путь к определению читаемых свитков Геркуланумской библиотеки».

Эксперимент с поддельным свитком

Авторы написали на новом папирусе чернилами с разным содержанием свинца. Затем они обуглили свиток, чтобы условия были похожи на те, в которых оказались найденные в Геркулануме рукописи. С помощью рентгеновской флуоресценции, которая определяет элементы по тому, как они отвечают на рентген, исследователи подтвердили, что в обугленных образцах свинец остался и его можно обнаружить.

После этого они использовали рентгеновскую томографию, которая строит трёхмерное изображение, и специальную программу. С её помощью учёные смогли заново прочитать часть слов, которые сами написали. Даже при ничтожных концентрациях свинца текст удавалось отличить от основы. Не всё удалось расшифровать, но метод уловил разницу между письмом и папирусом, на котором оно сделано.

Невероятно, чего можно добиться с помощью электронов.

Так сказал Дуглас Сейлер, исследователь Калифорнийского университета в Беркли и соавтор работы.

Зачем нужен ненастоящий свиток

Главное достоинство модели в том, что содержание текста в ней известно заранее. Значит, алгоритмы искусственного интеллекта можно обучать и проверять на искусственных свитках, не рискуя настоящими. Сами авторы пишут, что это даёт малорисковый способ разрабатывать алгоритмы, не подвергая опасности бесценные артефакты.

Практический вывод такой. Сначала нужно просканировать свитки на свинцовые чернила, и только потом применять к ним новую методику виртуального разворачивания. Так учёные смогут выбирать для чтения те папирусы, у которых шансов на успех больше. По оценке авторов, это даст древним рукописям более высокую вероятность быть успешно прочитанными.

Конечно, одна публикация не откроет всю библиотеку. Но она показывает, что искать нужно не только то, что видно глазу, но и тот химический след, который оставили чернила.