Lead-based ink detection tech restores ancient scroll text

不用展开就能读：研究人员开发含铅墨水检测技术，让庞贝古城碳化卷轴文字重现于世

IT之家 9 月 19 日消息，据 phys.org 报道，美国加州大学伯克利分校研究人员 Douglas Seiler 带领的团队开发出一种通过检测含铅墨水痕迹获取庞贝古城中遭维苏威火山喷发烧焦、碳化的古代卷轴内文字信息的技术，即使墨水中的铅含量极低，也能通过 X 射线计算机断层扫描（X-ray CT）识别，其亮度最高可达到碳化纸莎草的 25 倍，从而显著提高隐藏文字的可见度。 据介绍，为了模拟遭维苏威火山喷发烧焦、碳化的古代卷轴的状态，Seiler 专门采购了纸莎草、传统芦苇笔以及灯黑墨，并让几名高中生用这些材料在纸莎草上抄写《星球大战》、圣经以及 20 世纪 60 年代科幻电视剧《迷离时空》的台词。随后，他将卷起的纸莎草放入密闭程度较高的容器中，再置于高温炉内烧制，使其变成类似古代卷轴的焦黑状态。 Seiler 的研究目标，就是利用模拟物件判断能否在不展开卷轴的情况下读取其中的文字。他提出，如果古代墨水中含有铅，那么铅对 X 射线的吸收能力远高于碳化纸莎草，在 CT 扫描中就能够形成明显信号，再结合计算机算法进行“虚拟展开”，便有机会还原卷轴内部隐藏的文字。 实验结果证实了这一思路。研究人员在灯黑墨中加入经过校准的硝酸铅，制作出不同铅浓度的墨水，并用传统芦苇笔写在纸莎草上。随后，他们将这些卷轴碳化，再使用实验室 X 射线设备进行三维 CT 扫描。结果显示，每平方厘米仅含 25 微克铅的墨水也能被 X 射线 CT 和 X 射线荧光技术清晰检测出来。在 CT 图像中，含铅墨水形成的文字会以明显亮点呈现，与较暗的碳化纸莎草形成鲜明对比。 研究人员还发现，一款价格相对低廉的手持式 X 射线荧光扫描仪就能够检测焦黑卷轴中的铅，因此未来可以先利用这种设备筛选含铅墨水的卷轴，再对其中具有潜力的样本进行更昂贵的 X 射线 CT 扫描。这种方法有望帮助研究人员优先处理更容易读取的卷轴。 参与研究的美国国家标准与技术研究院（NIST）物理学家 Jake LaManna 表示，下一步还需要对古代墨水中的各种元素和浓度展开更加系统的研究，并利用实验室制作的模型卷轴建立训练数据集，从而进一步改进读取真实古代卷轴的算法。研究人员强调，人工制作的模型卷轴也具有重要价值，因为即使实验失败，也不会损伤拥有数千年历史的珍贵文物。 目前，意大利、法国和英国仍保存着赫库兰尼姆图书馆遗留下来的约 1800 卷卷轴及残片。伯克利研究人员希望通过 X 射线荧光扫描先筛选出可能含铅墨水的样本，再利用 X 射线 CT 和 AI 进行虚拟展开，进一步挖掘这些“冻结”在古代世界中的文字。对于研究古希腊、古罗马哲学、科学和文学而言，这些卷轴可能包含大量此前从未被现代学者知晓的原始文献。