TiaSang
Chủ nhật, Ngày 5 tháng 7 năm 2020
Đổi mới sáng tạo

Máy gia tốc “lật giở” và “đọc” thư tịch cổ mục nát 2000 năm tuổi

10/12/2019 07:15 -

Chuyên gia tạo tác cổ đại nổi tiếng - giáo sư Brent Seales, giám đốc của chương trình Sáng kiến Phục hồi Kỹ thuật số tại Đại học Kentucky (Hoa Kỳ) cùng các đồng sự sẽ sử dụng máy gia tốc synchrotron Diamond Light Source đặt tại trung tâm Oxfordshire để “đọc” một bộ sưu tập các cổ vật nổi tiếng thế giới thuộc sở hữu của Viện nghiên cứu Pháp, gồm các cuộn giấy Herculaneum cổ có niên đại 2000 năm tuổi.


Một đầu của một trong hai cuộn giấy Herculaneum do Viện nghiên cứu Pháp cung cấp, đang được quét tại từ L’Institut de France đang được quét bởi Diamond Light Source (Máy gia tốc synchrotron thế hệ thứ 3 đặt gần Oxford mang tên Nguồn sáng kim cương), tại Đại học Kentucky, nhóm Sáng kiến Phục hồi Kỹ thuật số. Nguồn: Diamond Light Source.

Chương trình mà Giáo sư Seales phụ trách là một chương trình nghiên cứu dành riêng cho việc phát triển các công cụ phần mềm cho phép khôi phục các văn bản mỏng manh đến mức không thể đọc được. Các nội dung, chữ viết từ thế giới cổ đại rất hiếm và quý giá, không thể tiếp cận, đọc thông một cách bình thường bằng cách lật, giở được. Nhờ cơ hội nghiên cứu các cuộn giấy bằng cỗ máy Diamond Light Source, do Quỹ Quốc gia cho Nhân văn và Quỹ Andrew Mellon tài trợ, các nhà khoa học mới có thể chạm tới một bước tiến lớn về khả năng đọc và hình dung về tài liệu này. Bản quét hứa hẹn sẽ là một mốc quan trọng trong hành trình tìm ra cách đáng tin cậy và khả thi nhất để đọc được những thư tịch vô giá nhưng mong manh tới mức gần như “vô hình” này. 
Trong suốt hai thập kỷ qua, Giáo sư Seales và cộng sự đã dùng phương pháp kỹ thuật số để khôi phục và đọc một lượng lớn tài liệu trong “thư viện vô hình” của các bản thảo bị hư hỏng không thể khắc phục. Vào năm 2015, họ đã đạt được thành công khi mô phỏng được văn bản bên trong năm cuộn hoàn chỉnh của một cuốn sách bằng tiếng Do Thái cổ từ En Gedi. Lần đầu tiên, một văn bản hoàn chỉnh từ một cuộn sách bị hư hỏng nặng đến mức không bao giờ có thể mở được về mặt vật lý đã được lấy ra và tái tạo lại bằng kỹ thuật số, đây chính là một bước đột phá kỹ thuật thực sự. Và đó chính là công nghệ mà nhóm của Seales có kế hoạch triển khai trên dữ liệu được thu thập bằng máy Diamond.
Mục tiêu dài hạn mà giáo sư Seales tiết lộ chính là việc đọc được nội dung của các cuốn sách nổi tiếng nhất trong “thư viện vô hình”: các cuộn Herculaneum. Bị chôn vùi và carbon hóa bởi vụ phun trào chết người của núi Vesuvius vào năm 79 sau Công nguyên, những cuộn giấy này quá mỏng manh để mở ra. Đây chính là một trong những đại diện tiêu biểu nhất của một loạt các văn tự cổ đại với đặc điểm chung: rất quan trọng nhưng lại chịu thiệt hại cực lớn, cực kỳ dễ vỡ và vết mực thì lại khó phát hiện.
Những bản giấy cói nổi tiếng này được phát hiện vào năm 1752 trong một biệt thự La Mã cổ đại gần vịnh Naples. Chúng được cho là thuộc về gia đình Julius Caesar. Như vậy, chúng đại diện cho thư viện duy nhất còn sót lại từ thời cổ đại. Phần lớn trong số 1.800 cuộn giấy được đặt tại Biblioteca Nazionale di Napoli, mặc dù một số ít được Quốc vương Naples dùng làm quà tặng cho các vị chức sắc và cuối cùng được đưa về thư viện Bodleian tại Đại học Oxford, Thư viện Anh và Viện nghiên cứu Pháp.
Tháng 5 năm ngoái, Giáo sư Seales cùng với một nhóm nhỏ các sinh viên đại học ở Paris khảo sát bộ sưu tập Herculaneum của Viện nghiên cứu Pháp. Họ đã nghiên cứu hai cuộn hoàn toàn nguyên vẹn, cùng với bốn mảnh nhỏ từ các cuộn đã được mở ra vào cuối những năm 1800, và tất cả được quét tại Diamond. Bởi vì bốn mảnh nhỏ chứa nhiều lớp và chữ viết có thể nhìn thấy ở trên cùng, chúng sẽ cung cấp dữ liệu cần thiết để phát triển lần phiên bản tiếp theo của phần mềm “gỡ sách ảo” của nhóm, hay một thuật toán để có thể mô phỏng mực carbon. 
Việc sử dụng mực carbon chính là một trong những lý do chính khiến cho việc giải mã những cuộn giấy trở nên khó khăn. Không giống như các loại mực làm từ kim loại, chẳng hạn như sắt, được sử dụng để viết các tài liệu thời trung cổ, mực carbon có mật độ tương tự như loại giấy cói được carbon hóa trên đó. Do đó, nó gần như vô hình khi quét tia X.


Nhóm nghiên cứu phục hồi thư tịch cổ của GS Brent Seales.

Chúng ta không mong đợi sẽ thấy ngay các văn bản từ những lần quét đầu tiên, nhưng chúng sẽ cung cấp nền tảng quan trọng để cho phép chúng ta có thể mô phỏng chúng. Đầu tiên, chúng ta có thể thấy được cấu trúc bên trong của cuộn giấy với độ chi tiết chưa từng có, và chúng tôi cần điều đó để có thể phân tích được các lớp giấy được nén chặt. Ngoài ra, chúng tôi tin tưởng mạnh liệt rằng chụp cắt lớp thực sự có thể thu được những bằng chứng tinh vi, không hề dựa trên mật độ của mực, ngay cả khi nó không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Công cụ học máy mà chúng tôi đang phát triển sẽ khuếch đại tín hiệu mực bằng cách huấn luyện thuật toán máy tính để nhận ra từng pixel từ các bức ảnh chụp các mảnh rời rạc cho thấy chính xác vị trí của mực, trong dữ liệu chụp cắt lớp tương ứng của các mảnh. Công cụ sau đó có thể sử dụng cho dữ liệu từ các cuộn giấy không thể mở ra, xác định chữ viết bằng mực ẩn bên trong và làm cho nó hiển thị rõ hơn đối với bất kỳ người đọc nào", giáo sư Seales nói. 
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Kentucky sẽ sử dụng Diamond Light Source và các kỹ thuật hình ảnh kỹ thuật số để gần như “mở ra” bằng phần mềm máy tính các cuộn giấy đến từ Viện nghiên cứu Pháp. Việc quét các vật phẩm mỏng manh này thực sự là một nhiệm vụ “khủng khiếp” đối với tất cả những người liên quan. Do các cuộn giấy cực kỳ dễ vỡ, nhóm Seales đã chế tạo các hộp đựng phù hợp có thể tùy chỉnh, nhằm giữ cho các cuộn ít phải xử lý nhất có thể. Chỉ những người làm công tác bảo quản có trình độ cao mới được phép xử lý các mẫu vật. Đích thân giám đốc thư viện tại Viện nghiên cứu Pháp, bà Françoir Bérard sẽ đóng gói các cuộn giấy vào các hộp đặc biệt để mang đến Vương quốc Anh, và sau khi đến, chúng sẽ được đưa vào chùm tia I12 Diamond. Chùm tia I12 hoặc tia sáng JEEP là một chùm tia X năng lượng cao dùng để chụp ảnh, nhiễu xạ và tán xạ, hoạt động ở mức năng lượng photon 53-150 keV.
Trong lịch sử, đã có những người cố gắng mở các cuộn giấy từ thời Herculaneum, nhưng cuối cùng thì không ai có thể tiết lộ các văn bản hoàn chỉnh từ hàng trăm cuộn giấy vẫn bị đóng chặt. Nhà khoa học nghiên cứu nguyên lý chùm tia trên Diamond I12 Beamline, tiến sĩ Thomas Conncar, cho biết: “Đây là lần đầu tiên một cuộn giấy nguyên vẹn được quét chi tiết đến vậy tại Diamond Light Source. Chúng tôi rất vui mừng được làm việc với nhóm nghiên cứu, góp phần vào điều mà chúng tôi hi vọng sẽ là một bước tiến lớn trong việc mở khóa những bí mật mà cuộn sách chứa đựng”. □

Minh Châu dịch
Nguồn bài và ảnh: https://phys.org/news/2019-10-team-year-old-herculaneum-scrolls.htm

Tags: