Đột phá công nghệ: Đọc được văn bản trên cuộn giấy cháy sém Pompeii mà không cần mở

Theo tin từ IT ngày 19 tháng 9, trang phys.org đưa tin rằng một nhóm nghiên cứu do Douglas Seiler từ Đại học California, Berkeley dẫn đầu đã phát triển một kỹ thuật giúp trích xuất thông tin văn bản từ các cuộn giấy cổ bị cháy sém và carbon hóa do núi lửa Vesuvius phun trào tại Pompeii bằng cách phát hiện dấu vết của mực chứa chì. Ngay cả khi hàm lượng chì trong mực cực thấp, kỹ thuật này vẫn có thể nhận diện thông qua chụp cắt lớp vi tính (X-ray CT), với độ sáng cao gấp 25 lần so với giấy papyrus bị carbon hóa, từ đó cải thiện đáng kể khả năng hiển thị của các văn bản ẩn.

Theo giới thiệu, để mô phỏng trạng thái của các cuộn giấy cổ bị cháy sém và carbon hóa do núi lửa Vesuvius, Seiler đã đặc biệt chọn mua giấy papyrus, bút sậy truyền thống và mực muội đèn (lamp black ink), đồng thời nhờ một vài học sinh trung học sử dụng các vật liệu này để chép lại các lời thoại từ "Star Wars", Kinh Thánh và bộ phim truyền hình khoa học viễn tưởng thập niên 1960 "The Twilight Zone". Sau đó, ông đặt các cuộn giấy papyrus này vào trong các thùng chứa kín và đưa vào lò nung ở nhiệt độ cao để biến chúng thành trạng thái cháy đen tương tự như các cuộn giấy cổ.

Mục tiêu nghiên cứu của Seiler là sử dụng các vật phẩm mô phỏng để xác định liệu có thể đọc được văn bản bên trong mà không cần mở cuộn giấy hay không. Ông đề xuất rằng, nếu mực cổ có chứa chì, khả năng hấp thụ tia X của chì sẽ cao hơn nhiều so với giấy papyrus bị carbon hóa, từ đó tạo ra tín hiệu rõ rệt trong quá trình quét CT. Kết hợp với các thuật toán máy tính để thực hiện "trải phẳng ảo" (virtual unfolding), các nhà nghiên cứu sẽ có cơ hội khôi phục lại những văn bản ẩn giấu bên trong cuộn giấy.

Kết quả thực nghiệm đã xác nhận hướng đi này. Các nhà nghiên cứu đã thêm chì nitrat đã được hiệu chuẩn vào mực muội đèn để tạo ra các loại mực có nồng độ chì khác nhau, sau đó dùng bút sậy truyền thống viết lên giấy papyrus. Tiếp đó, họ carbon hóa các cuộn giấy này và sử dụng thiết bị tia X trong phòng thí nghiệm để quét CT 3D. Kết quả cho thấy, loại mực chỉ chứa 25 microgram chì trên mỗi cm vuông cũng có thể được phát hiện rõ ràng bằng kỹ thuật X-ray CT và huỳnh quang tia X (X-ray fluorescence). Trong hình ảnh CT, các ký tự được viết bằng mực chứa chì sẽ hiện lên dưới dạng những điểm sáng rõ rệt, tạo sự tương phản sắc nét với nền giấy papyrus bị carbon hóa tối màu.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng một chiếc máy quét huỳnh quang tia X cầm tay với giá thành tương đối rẻ cũng có thể phát hiện chì trong các cuộn giấy bị cháy đen. Do đó, trong tương lai, có thể sử dụng thiết bị này để sàng lọc trước các cuộn giấy có chứa mực chì, sau đó mới tiến hành quét X-ray CT đắt đỏ hơn đối với những mẫu vật tiềm năng. Phương pháp này hứa hẹn sẽ giúp các nhà nghiên cứu ưu tiên xử lý những cuộn giấy dễ đọc hơn.

Jake LaManna, nhà vật lý tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) tham gia nghiên cứu, cho biết bước tiếp theo cần thực hiện các nghiên cứu hệ thống hơn về các nguyên tố và nồng độ trong mực cổ, đồng thời sử dụng các cuộn giấy mô hình được tạo ra trong phòng thí nghiệm để xây dựng tập dữ liệu huấn luyện, từ đó cải thiện hơn nữa các thuật toán đọc các cuộn giấy cổ thật. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng, các cuộn giấy mô hình do con người tạo ra cũng có giá trị quan trọng, bởi ngay cả khi thí nghiệm thất bại, nó cũng không gây tổn hại đến các cổ vật quý giá đã tồn tại hàng ngàn năm.

Hiện nay, Ý, Pháp và Anh vẫn đang lưu giữ khoảng 1.800 cuộn giấy và mảnh vỡ còn sót lại từ thư viện Herculaneum. Các nhà nghiên cứu tại Berkeley hy vọng thông qua việc quét huỳnh quang tia X để sàng lọc trước các mẫu có khả năng chứa mực chì, sau đó sử dụng X-ray CT và AI để thực hiện trải phẳng ảo, nhằm khai thác sâu hơn những văn bản đã bị "đóng băng" trong thế giới cổ đại này. Đối với việc nghiên cứu triết học, khoa học và văn học Hy Lạp - La Mã cổ đại, những cuộn giấy này có thể chứa đựng một lượng lớn các tài liệu gốc mà các học giả hiện đại chưa từng biết đến trước đây.