作者:李木子 来源:中国科学报 发布时间:2024/2/7 9:05:56
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揭开考古学最大谜团
AI破译2000年前烧焦古卷

 

赫库兰尼姆卷轴。图片来源:维苏威火山挑战赛

本报讯2月5日,来自埃及、瑞士和美国的3名学生利用人工智能(AI)技术破译了2000年前烧焦的古代卷轴的文字,为揭开考古学最大谜团之一作出了巨大贡献。他们在维苏威火山挑战赛中胜出,并分享了70万美元大奖。

维苏威火山挑战赛旨在利用现代科技解码公元79年维苏威火山喷发后被埋在地下、现已碳化的赫库兰尼姆城图书馆的古代卷轴。当天公布的获奖作品展示了超过15列文本中的数百个单词,相当于整个卷轴单词的5%左右。

获胜者通过扫描这卷莎草纸训练他们的机器学习算法,从而揭示了一部不为人知的哲学作品。这为AI技术完整破译其余卷轴铺平了道路。研究人员表示,这可能对人们理解古代世界产生革命性的影响。

这一成就推动了通常进展缓慢的考古研究的发展。“美梦成真了。”美国保罗·盖蒂博物馆古文物馆长Kenneth Lapatin不禁赞叹。

此次通过AI破译的卷轴文字讨论了快乐的来源,包括音乐、刺山柑的味道和紫色。该奖项评委之一、英国布里斯托大学古典学家Bob Fowler表示:“这是一个历史性的时刻。”

这幅卷轴出自18世纪从意大利赫库兰尼姆一座豪华罗马别墅中发掘出的数百卷完整莎草纸。这些碳化的灰烬块被称为赫库兰尼姆卷轴。它们虽然被保存下来,但由于太脆弱而根本无法打开。

在这些卷轴被发现后的几个世纪里,许多人试图打开它们,也因此毁坏了一些卷轴,留下了一堆碎片。莎草纸学家仍在努力破译和拼凑由此产生的极其零散的文本。目前,仍有280幅卷轴被完好无损地保存下来,它们大多存放在意大利那不勒斯国家图书馆。

近20年来,美国肯塔基大学莱克星顿分校计算机科学家、该奖项的联合创始人Brent Seales一直试图解读卷轴中隐藏的文字。他的团队开发了一种软件,可以使用三维计算机断层扫描(CT)图像“虚拟打开”卷轴。2019年,他将其中两幅卷轴从法国法兰西研究院带到英国牛津,利用钻石光源粒子加速器进行了高分辨率扫描。

然而,这是非常耗时的,由于书写卷轴的碳基墨水的密度与CT扫描的莎草纸的密度相同,因此无法在成像中加以区分。Seales和同事想知道,机器学习模型是否可以被训练用来“打开”卷轴并区分墨水。

一个关键的创新出现在去年。当时,美国企业家和物理学家Casey Handmer在扫描中注意到一种微弱的纹理,类似于开裂的泥浆,他称其为“裂纹”。这些“裂纹”似乎形成了希腊字母的形状。于是,美国内布拉斯加大学林肯分校计算机专业本科生Luke Farritor利用“裂纹”训练了一种机器学习算法,最终破译了一个单词——porphyras,即“紫色”。一位埃及博士生Youssef Nader紧随其后,获得了更清晰的图像。最终,Farritor、Nader以及瑞士联邦理工学院机器人专业学生Julian Schilliger的作品完全符合获奖标准。

“结果令人难以置信,我们都被他们展示的图片惊呆了。”意大利那不勒斯费德里科二世大学莎草纸学家Federica Nicolardi说,她和同事正在分析已经披露的文本。

“对我来说,最令人兴奋的不是这幅卷轴说了什么,而是它预示着我们将破译之前放弃的数百幅卷轴。”Lapatin说。(李木子)

《中国科学报》 (2024-02-07 第2版 国际)
 
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