Исследователь Дуглас Сайлер создал обугленные копии папирусных свитков, чтобы проверить способ чтения древних текстов без их физического разворачивания. Для эксперимента он приобрёл папирус и тростниковые перья из Египта, а также традиционные чернила на основе сажи из Японии. Старшеклассники записали ими отрывки из «Звёздных войн», Библии и научно-фантастического телесериала «За гранью возможного» 1960-х годов.
Затем Сайлер, сотрудничающий с Berkeley SETI, свернул папирус, поместил его в контейнер и обжёг в высокотемпературной печи почти без доступа кислорода. Так он воспроизвёл условия, в которых около двух тысяч лет назад оказались свитки из библиотеки Геркуланума. После извержения Везувия в 79 году нашей эры вулканический пепел накрыл город в Италии, превратив более тысячи папирусов в хрупкие обугленные остатки; соседние Помпеи также были погребены извержением.
Геркуланумская коллекция считается единственной известной полностью сохранившейся библиотекой античности. Сейчас в собраниях Италии, Франции и Англии находятся около 1,8 тыс. свитков и их фрагментов. Попытки разворачивать их вручную, начавшиеся после обнаружения библиотеки в 1752 году, нередко заканчивались превращением папируса в пепел, поэтому итальянские власти в итоге прекратили такую практику.
Сайлер предположил, что металл в составе чернил может помочь увидеть буквы на компьютерных снимках. Свинец поглощает рентгеновское излучение значительно сильнее, чем обугленный папирус, поэтому надписи должны выделяться на фоне материала. В статье, опубликованной 16 сентября в журнале PLOS ONE, исследователь и его коллеги сообщили, что даже небольшое количество свинца действительно позволяет обнаруживать символы с помощью рентгеновской компьютерной томографии.
В ходе испытаний свинец поглощал до 25 раз больше рентгеновских лучей, чем окружающий обугленный папирус. Надпись оставалась различимой при содержании свинца от 25 микрограммов на квадратный сантиметр, причём результат подтвердили как компьютерная томография, так и рентгенофлуоресцентный анализ. «Если в чернилах есть свинец, вы получите огромный, чёрт возьми, сигнал, поэтому действительно нужно искать свитки со свинцом», — сказал Сайлер.
Учёные также установили, что наличие свинца можно предварительно проверять сравнительно недорогим портативным рентгенофлуоресцентным сканером. Это позволит отбирать наиболее перспективные свитки для детальной томографии, не подвергая древние артефакты опасному физическому разворачиванию. Для виртуального раскрытия изображений использовали программу, первоначально созданную для цифрового разворачивания «рулетиков» внутри литий-ионных аккумуляторов.
Потенциальная ценность метода связана с тем, что многие тексты Геркуланума могли исчезнуть из истории. Успешно раскрытые вручную свитки содержали ранее неизвестные произведения, в том числе труды эпикурейского философа Филодема, жившего в Геркулануме примерно за столетие до извержения Везувия. Археолог Лия Паккард-Грэмс назвала значение проекта «практически неизмеримым», отметив, что речь идёт о важнейших находках в истории греческой литературы.
Исследовательница изучала химический состав чернил на папирусах из египетской коллекции Центра папирусов Тебтуниса Калифорнийского университета в Беркли. С помощью портативного сканера она обнаружила свинец и медь в некоторых образцах, датируемых периодом от 300 года до нашей эры до 300 года нашей эры; такие чернила чаще встречались в документах, созданных после первого века нашей эры. По словам Паккард-Грэмс, химические особенности чернил могут помочь различать писцов и точнее восстанавливать буквы.
Для эксперимента Сайлер вместе с бывшими химиками Беркли Дэвидом и Еленой Краймер приготовил чернила с разной концентрацией нитрата свинца. После обжига свитки просканировал физик Джейк ЛаМанна из Национального института стандартов и технологий в Гейтерсберге, штат Мэриленд. Тысячи отдельных изображений объединили в трёхмерную модель, где буквы со свинцом выглядели яркими отметками на более тёмном фоне.
Работа продолжает исследования по цифровому чтению свитков Геркуланума. В 2023 году Брент Силс из Университета Кентукки и группа венчурных инвесторов при разрешении Италии запустили конкурс Vesuvius Challenge с призом 700 тыс. долларов. Участникам требовалось расшифровать четыре фрагмента общей длиной не менее 140 символов из двух свитков, просканированных методом рентгеновской компьютерной томографии.
Через пять месяцев исследователи с помощью искусственного интеллекта распознали первое слово — πορφύραc, греческое обозначение пурпурного цвета. В 2024 году та же команда восстановила 15 полных колонок из свитка Института Франции, а в 2026 году команда Силса прочитала части свитка PHerc. 1667, почти уничтоженного прежней попыткой ручного раскрытия; текст, вероятно, посвящён философии древних стоиков.
Сайлер надеется, что рентгенофлуоресцентное обследование всей коллекции позволит находить свитки со свинцовыми чернилами и направлять их на томографию в первую очередь. Реплики дают возможность совершенствовать сканирование и алгоритмы на заменяемых образцах, не рискуя артефактами возрастом около двух тысяч лет. Исследование Сайлер финансировал самостоятельно; он стал первым автором статьи, а среди соавторов — ЛаМанна, Догерти, Дэвид Краймер, Майкл МакОскер из Университетского колледжа Лондона и Йенс Допке из лаборатории Резерфорда — Эпплтона.