意大利的科学家们成功地解读了来自赫库兰尼姆的一卷严重烧焦的纸莎草卷轴上的文字,赫库兰尼姆是公元 79 年与庞贝古城一起被维苏威火山爆发摧毁的城镇。他们使用的成像技术可能使考古学家能够分析以前被认为损坏太严重而无法阅读的其他文本。
数百卷碳化的纸莎草卷轴于 1754 年从赫库兰尼姆的“纸莎草别墅”中出土,据说其中包含古代唯一幸存的图书馆。许多文本后来被存放在那不勒斯国家图书馆,其中一些在 1802 年作为礼物赠送给了拿破仑·波拿巴。
“这些卷轴对于专家来说是非常著名和重要的资源,因为我们已经失去了古代的大部分文本,”来自意大利国家研究委员会微电子和微系统研究所的研究作者维托·莫切拉说。
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莫切拉和他的同事们渴望阅读这卷扭曲的烧焦纸莎草卷轴内部的文字,但他们不想展开它,因为这会不可逆转地损坏文物。该团队认为 X 射线计算机断层扫描 (XCT) 可能为这个问题提供解决方案。这是因为 XCT 可以通过使用 X 射线生成横截面 2D 图像堆栈(然后可以组合)来构建样本内部的 3D 概览。
莫切拉指出,然而,这种基本原理不足以产生在烧焦的纸莎草上成像墨水所需的对比度。“XCT 无法区分化学观点非常相似的材料,”他解释说。“在古代,墨水基本上是碳基的,而[正在研究的]纸莎草已经被碳化了。” 这种化学相似性意味着墨水和纸莎草都以相似的水平吸收 X 射线,文字就丢失了。
该团队设法通过使用 X 射线相位衬度断层扫描 (XPCT) 来解决这个问题。这种改进形式的 XCT 不依赖于不同程度的吸收,而是依赖于 X 射线通过每种不同材料时如何折射来生成所需的高对比度。一旦纸莎草就位,它就会在 X 射线束扫描时旋转 360°,并收集发射的 X 射线以生成 3D 图像。
在暴露卷轴后,莫切拉和他的同事们能够通过古代纸张的致密层成像出几个希腊字母。清晰的对比度还允许该小组将损坏的卷轴的写作风格与另一张打捞出来的纸莎草进行比较,以确定样本的年代和作者。文本最有可能部分来自菲洛德姆斯之手,这位哲学家将其作品建立在伊壁鸠鲁的教义之上。莫切拉说,假以时日,应该可以阅读“文本的很大一部分”,而这完全是改进当前数据分析技术的问题。
格雷厄姆·戴维斯,英国伦敦玛丽女王大学的 X 射线显微断层扫描专家,认为这项工作是“向前迈出的重要一步”。戴维斯告诉《化学世界》:“显然现在还处于早期阶段,但它回答了一个基本问题。”“真正的问题是,是否有一种方法可以检索用碳墨水书写的文本,而这就是答案。”