Bí ẩn trong mực cổ: Cách đọc những cuộn giấy bị than hóa từ 2.000 năm trước

Làm thế nào để phục dựng những văn bản cổ đại đã bị ngọn lửa của núi lửa Vesuvius biến thành những khối vật chất giòn và bị than hóa, mà không làm chúng vụn nát khi chạm vào? Một phương pháp mới đã mở ra cơ hội giải mã một thư viện bị thời gian “đóng băng”: không phải là mở các cuộn giấy bằng tay, mà là sử dụng tia X để tìm kiếm những dấu vết hóa học ẩn giấu bên trong mực viết. [1]

Thư viện bị than hóa và bài toán khó giải

Năm 79 sau Công nguyên, núi lửa Vesuvius phun trào, vùi lấp thành phố Herculaneum của La Mã cổ đại dưới lớp tro nóng bỏng. Sự kiện này đã vô tình bảo tồn một thư viện gồm hơn một nghìn cuộn giấy papyrus, biến chúng thành những khối vật chất bị than hóa hoàn toàn. Trong nhiều thế kỷ, những cuộn giấy này là niềm khao khát của các học giả, bởi chúng có thể chứa đựng những triết lý, tác phẩm văn học hoặc ghi chép khoa học chưa từng được biết đến. [1]

Tuy nhiên, việc tiếp cận nội dung bên trong là một thách thức cực lớn. Từ khi được phát hiện vào năm 1752, nhiều nỗ lực mở trực tiếp các cuộn giấy đã dẫn đến thảm họa: những trang giấy giòn như bánh quy lập tức vụn nát thành tro bụi ngay khi bị tác động. Những mảnh giấy còn sót lại sau các nỗ lực đó dù cho thấy đây là các tác phẩm triết học, như của triết gia Philodemus, nhưng cái giá phải trả cho việc mở chúng là quá đắt đỏ và hủy hoại di sản. [1]

Tại sao chì là "chìa khóa" cho văn bản cổ?

Câu hỏi cốt lõi mà các nhà nghiên cứu đặt ra là làm thế nào để "đọc" mà không cần "mở". Giải pháp nằm ở sự khác biệt giữa thành phần hóa học của mực viết và giấy papyrus đã bị cháy. Trong các cuộn giấy bị than hóa, cả giấy và mực truyền thống làm từ bồ hóng đều chủ yếu là carbon, khiến độ tương phản cực kỳ thấp khi quét bằng tia X. Điều này khiến việc nhận diện chữ viết trở nên gần như không thể. [1]

Giả thuyết mới tập trung vào chì. Nếu mực cổ đại có chứa chì – một loại kim loại nặng – nó sẽ hấp thụ tia X mạnh hơn nhiều so với giấy papyrus carbon hóa. Trong các thử nghiệm, các nhà nghiên cứu nhận thấy chì trong mực có thể hấp thụ tia X mạnh gấp 25 lần papyrus bị cháy xung quanh. Sự chênh lệch về khả năng hấp thụ tia X này tạo ra một tín hiệu rất rõ ràng, giúp chữ viết nổi bật lên như những vệt sáng trên phim âm bản. [1]

Từ thử nghiệm trên bản sao đến công nghệ hiện đại

Để chứng minh lý thuyết này, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thử nghiệm kiểm soát. Họ tìm kiếm giấy papyrus và bút sậy truyền thống, sau đó tự tạo ra các loại mực có pha chì với nồng độ khác nhau. Những cuộn giấy này sau đó được đốt trong lò nhiệt độ cao để mô phỏng trạng thái bị than hóa do thảm họa núi lửa Vesuvius gây ra. Kết quả cho thấy phương pháp quét X-ray CT (chụp cắt lớp vi tính bằng tia X) có thể dễ dàng phát hiện ra chữ viết chứa chì ngay cả ở nồng độ cực thấp, khoảng 25 microgram trên mỗi centimet vuông. [1]

Một công cụ khác được đưa vào quy trình là máy quét huỳnh quang tia X (XRF) cầm tay. Thay vì đưa toàn bộ cuộn giấy vào máy CT đắt tiền và mất thời gian, các nhà khoa học có thể dùng XRF để sàng lọc nhanh xem cuộn nào có chứa mực pha chì. Đây là một bước phân loại thông minh, giúp ưu tiên nguồn lực để quét những cuộn giấy “hứa hẹn” nhất, giảm thiểu tối đa rủi ro cho các hiện vật quý giá. [1]

Giải mã qua thuật toán và quét kỹ thuật số

Phần khó nhất của quá trình này không chỉ là chụp ảnh, mà là "làm phẳng" các cuộn giấy ảo. Một công nghệ đột phá đã được chuyển đổi mục đích từ ngành công nghiệp năng lượng: các thuật toán vốn được thiết kế để phân tích cấu trúc của các cuộn pin lithium-ion bên trong vỏ bọc. Khi được áp dụng vào papyrus, phần mềm này có thể tự động nhận diện các lớp giấy, xử lý độ dày không đều và “mở” cuộn giấy trên màn hình máy tính. [1]

Sự kết hợp giữa công nghệ này và trí tuệ nhân tạo (AI) đã tạo nên những bước tiến lớn trong những năm gần đây. AI không chỉ giúp nhận diện các hình thái chữ viết mơ hồ mà còn hỗ trợ khôi phục các cột văn bản hoàn chỉnh. Những gì từng là các cuộn giấy than hóa câm lặng giờ đây đã bắt đầu cất tiếng, cho thấy những thảo luận về triết học của người Hy Lạp và La Mã cổ đại. [1]

Cánh cửa mở ra di sản nhân loại

Việc áp dụng công nghệ mới không chỉ là một bài toán kỹ thuật, mà là nỗ lực bảo tồn những gì còn sót lại của trí tuệ nhân loại. Đối với các nhà nghiên cứu, thư viện Herculaneum là thư viện nguyên vẹn duy nhất được biết đến còn tồn tại từ thời cổ đại. Việc tìm thấy chì trong mực không chỉ có thể giúp đọc được chữ, mà còn là một dấu hiệu để các nhà sử học phân tích kỹ thuật chế tạo mực thời đó, và thậm chí phân biệt từng người viết dựa trên đặc trưng hóa học của mực. [1]

Hướng đi tiếp theo của nghiên cứu là sàng lọc thêm các cuộn giấy còn lại và nghiên cứu kỹ hơn thành phần, nồng độ của mực trong các bộ sưu tập hiện có tại Ý, Pháp và Anh. Nếu việc sàng lọc tìm thấy thêm các cuộn có mực chứa chì, các nhà nghiên cứu có thể ưu tiên chúng để chụp CT, qua đó có cơ hội đọc được thêm những tác phẩm từ lâu tưởng chừng đã mất vĩnh viễn và mở ra hiểu biết mới về các vòng tròn tri thức của xã hội La Mã xưa. [1]