Un pergament carbonizat în urma eruptiei vulcanului Vezuviu, descifrat cu ajutorul Inteligenței Artificiale

O echipa de studenti cercetatori a adus o contributie uriasa la rezolvarea unuia dintre cele mai mari mistere ale arheologiei, dezvaluind continutul unei scrieri grecesti din interiorul unui pergament carbonizat ingropat acum 2.000 de ani de eruptia Muntelui Vezuviu.

Castigatorii unui concurs numit Vesuvius Challenge si-au antrenat algoritmii de invatare automata pe scanarile papirusului rulat, dezvaluind o lucrare filozofica necunoscuta pana acum, care discuta despre simturi si placere. Aceasta realizare deschide calea pentru ca tehnicile de inteligenta artificiala (AI) sa descifreze restul pergamentelor in intregime, ceea ce, potrivit cercetatorilor, ar putea avea implicatii revolutionare pentru intelegerea noastra despre lumea antica.

Aceasta realizare a aprins lumea, de obicei in miscare lenta, a studiilor antice. Este „ceea ce am crezut intotdeauna ca este un vis devenit realitate”, spune Kenneth Lapatin, curator de antichitati la Muzeul J. Paul Getty din Los Angeles, California, care nu a fost implicat in concurs. Textul dezvaluit vorbeste despre surse de placere, printre care muzica, gustul caperelor si culoarea purpurie. „Este un moment istoric”, spune clasicistul Bob Fowler de la Universitatea din Bristol, Marea Britanie, unul dintre membrii juriului premiului.

Cei trei studenti, din Egipt, Elvetia si Statele Unite, care au dezvaluit textul impart un mare premiu de 700.000 de dolari.Trio-ul premiat cu „Vesuvius Challenge” este alcătuit din Youssef Nader, doctorand la Berlin, Luke Farritor, student și stagiar SpaceX din Nebraska, și Julian Schilliger, student elvețian la robotică.

Pergamentul este unul dintre sutele de papirusuri intacte excavate in secolul al XVIII-lea dintr-o vila romana de lux din Herculaneum, Italia. Aceste bucati de cenusa carbonizata – cunoscute sub numele de „Pergamentele de la Herculaneum” – reprezinta singura biblioteca care a supravietuit din lumea antica, dar sunt prea fragile pentru a fi deschise.

Lucrarea castigatoare, anuntata la 5 februarie, dezvaluie sute de cuvinte pe mai mult de 15 coloane de text, ceea ce corespunde la aproximativ 5% dintr-un intreg pergament. „Concursul i-a lamurit pe toti cei care se intrebau daca acest lucru va functiona. Nimeni nu se mai indoieste de asta”, spune Brent Seales, informatician la Universitatea Kentucky, Lexington, si cofondator al premiului.

In secolele care au trecut de la descoperirea pergamentelor, multi oameni au incercat sa le deschida, distrugandu-le pe unele si lasandu-le pe altele in bucati. Papirologii inca lucreaza pentru a descifra si a pune laolalta textele rezultate, extrem de fragmentate. Dar bucatile aflate in cea mai proasta stare – cazurile cele mai disperate, insumand poate 280 de pergamente intregi – au fost lasate intacte. Acestea sunt pastrate, cele mai multe, la Biblioteca Nationala din Napoli, Italia, iar cateva la Paris, Londra si Oxford, Marea Britanie.

Seales a incercat sa citeasca aceste texte ascunse timp de aproape 20 de ani. Echipa sa a dezvoltat un software pentru a „desface virtual” suprafetele papirusurilor rulate, folosind imagini tomografice computerizate (CT) tridimensionale. In 2019, el a transportat doua dintre suluri de la Institut de France din Paris la acceleratorul de particule Diamond Light Source de langa Oxford pentru a face scanari de inalta rezolutie.

Cu toate acestea, cartografierea suprafetelor a necesitat mult timp, iar cerneala pe baza de carbon folosita pentru a scrie pergamentele are aceeasi densitate ca si papirusul in scanarile CT, astfel incat a fost imposibil de diferentiat in imagistica. Seales si colegii sai s-au intrebat daca modelele de invatare automata ar putea fi antrenate pentru a „desface” pergamentele si a distinge cerneala. Dar a da apoi sens tuturor datelor a fost o sarcina uriasa pentru mica sa echipa.

Seales a fost abordat de Nat Friedman, antreprenor din Silicon Valley, care a devenit intrigat de pergamentele de la Herculaneum dupa ce a urmarit online o prezentare a lui Seales. Friedman a sugerat sa fie organizat un concurs. El a donat 125.000 de dolari si a strans alte sute de mii de dolari pe Twitter, iar Seales si-a lansat software-ul impreuna cu scanarile de inalta rezolutie. Echipa a lansat provocarea Vesuvius Challenge in martie 2023, stabilind un mare premiu pentru citirea a 4 pasaje, de cel putin 140 de caractere fiecare, pana la sfarsitul anului.

Cheia succesului concursului a fost „amestecul sau de competitie si cooperare”, spune Friedman. Pe parcurs au fost acordate premii mai mici pentru a stimula progresul, iar codul de invatare automata castigator a fost lansat in fiecare etapa pentru a „ridica nivelul” comunitatii, astfel incat concurentii sa se poata baza pe progresele fiecaruia.

O inovatie cheie a aparut la mijlocul anului trecut, cand antreprenorul american si fostul fizician Casey Handmer a observat o textura slaba in scanari, asemanatoare cu noroiul crapat – el a numit-o „crackle” – care parea sa aiba forme de litere grecesti. Luke Farritor, un student care studiaza informatica la Universitatea Nebraska-Lincoln, a folosit crapaturile pentru a antrena un algoritm de invatare automata, dezvaluind cuvantul porphyras, „purpuriu”, ceea ce i-a adus premiul pentru dezvaluirea primelor litere la sfarsitul lunii octombrie. Un doctorand egiptean din Berlin, Youssef Nader, care a venit cu imagini si mai clare ale textului, a ocupat locul al doilea.

Secventa animata care arata segmentarea manuala si automata in Volume Cartographer

In ultima saptamana, concursul a primit 18 propuneri. Un juriu tehnic a verificat codurile participantilor, apoi a transmis 12 lucrari unui comitet de papirologi care au transcris textul si au evaluat fiecare lucrare in functie de lizibilitate. Doar una singura a indeplinit in totalitate criteriile de atribuire a premiului: o echipa formata din Farritor si Nader, impreuna cu Julian Schilliger, un student elvetian la robotica de la Institutul Federal Elvetian de Tehnologie din Zurich.

Rezultatele sunt „incredibile”, a declarat jurata Federica Nicolardi, papirolog la Universitatea Federico II din Napoli. „Am fost cu totii complet uimiti de imaginile pe care le aratau”. Ea si colegii ei se analizeaza acum textul care a fost dezvaluit.

Continutul majoritatii manuscriselor de la Herculaneum deschise anterior se refera la scoala filosofica epicureeana si pare sa fi format biblioteca de lucru a unui adept al filosofului atenian Epicur, care a trait intre 341 si 270 i.Hr. si care se numea Philodemus. Noul text nu este semnat, dar, dupa o prima lectura aproximativa, spun Fowler si Nicolardi, este probabil tot de Philodemus.

Pe langa descrierea gusturilor si privelistilor placute, acesta include un personaj numit Xenophantus, posibil un cantaret la flaut, acest nume fiind mentionat  si de autorii antici Seneca si Plutarh, al carui cantec evocator se pare ca l-a facut pe Alexandru cel Mare sa puna mana pe arme.

Lapatin spune ca subiectele discutate de Philodemus si Epicur sunt inca relevante. „Intrebarile de baza pe care le punea Epicur sunt cele cu care ne confruntam cu totii ca oameni. Cum putem trai o viata buna? Cum evitam durerea?”.

Dar „adevaratele castiguri sunt inca in fata noastra”, spune el. „Ceea ce este atat de interesant pentru mine este mai putin ceea ce spune acest pergament, ci faptul ca descifrarea acestui pergament este de bun augur pentru descifrarea sutelor de pergamente la care am renuntat anterior”.

Este posibil sa existe mai multa filozofie greaca in pergamente: „Mi-ar placea daca ar avea cateva lucrari de Aristotel”, spune papirologul Richard Janko de la Universitatea Michigan din Ann Arbor. Intre timp, unele dintre pergamentele deschise, scrise in latina, acopera o arie mai larga de subiecte, ridicand posibilitatea existentei unor poezii si scrieri pierdute ale unor scriitori precum Homer si Sappfo. Pergamentele „vor aduce cine stie ce fel de noi secrete”, spune Fowler. „Suntem cu totii foarte incantati”.

Realizarea promite sa alimenteze dezbaterea cu privire la oportunitatea de a efectua investigatii suplimentare la vila Herculaneum, ale carei niveluri intregi nu au fost niciodata excavate. Janko si Fowler sunt convinsi ca biblioteca principala a vilei nu a fost gasita niciodata, iar alte mii de pergamente ar putea fi inca sub pamant. In sens mai larg, tehnicile de invatare automata introduse de Seales si de concurentii de la Vesuvius Challenge ar putea fi folosite acum pentru a studia alte tipuri de texte indescifrabile acum, cum ar fi papirusurile reciclate folosite pentru a inveli mumiile egiptene.

Urmatorul pas este descifrarea unei opere intregi. Friedman a anuntat un nou set de premii Vesuvius Challenge pentru 2024, cu scopul de a citi 85% dintr-un pergament pana la sfarsitul anului. Dar, intre timp, doar faptul ca s-a ajuns atat de departe „se simte ca un miracol”, spune el. „Nu-mi vine sa cred ca a functionat”.