AI ช่วยถอดรหัสม้วนกระดาษเฮอร์คูเลนียมที่ถูกเผาไหม้โดยภูเขาไฟเวสุเวียส

การค้นพบใหม่ของทีมวิจัยจาก Vesuvius Challenge ทำให้ม้วนกระดาษคลี่ลับจากเมืองเฮอร์คูเลนีอุมที่ถูกเผาไหม้โดยการระเบิดของภูเขาไฟเวสูเวียสเมื่อสองพันปีก่อน ถูกเปิดเผยเป็นข้อความเต็มรูปแบบโดยใช้เทคนิคการสแกนเอกซ์เรย์ระดับสูงร่วมกับปัญญาประดิษฐ์ การอ่านครบทั้งม้วนนี้เปิดประตูสู่แหล่งข้อมูลทางประวัติศาสตร์ที่เคยถูกเก็บซ่อนไว้เป็นศตวรรษ

Overview

เหตุการณ์ระเบิดของ Mount Vesuvius ในปี 79 ค.ศ. ทำให้เมืองเฮอร์คูเลนีอุมและหอสมุดของวิลล่า Papyri ถูกฝังอยู่ในเถ้าถล่มเป็นเวลานานจนถึงศตวรรษที่ 21 การสืบค้นม้วนกระดาษที่ถูกปิดผนึกเหล่านี้เป็นความท้าทายใหญ่ เนื่องจากกระดาษถูกเผาไหม้จนเป็นถ่านและชั้นดินเหนียวทำให้การอ่านโดยตรงเป็นไปไม่ได้

ในปี 2023 นักวิจัยสามารถถอดรหัสคำไม่กี่คำจากม้วนกระดาษโดยอาศัย CT scan ความละเอียดสูงและอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่อง ซึ่งนำไปสู่การชนะรางวัล $700,000** จากการแข่งขัน Vesuvius Challenge ในต้นปี 2024 ทีมชนะรางวัลเหล่านั้นได้เข้าร่วมทีมวิจัยต่อเนื่องเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีใหม่จนสามารถอ่านม้วนกระดาษได้ครบทั้งม้วน

Technical Breakthrough

การอ่านม้วนกระดาษทั้งหมดทำได้โดยใช้ phase‑contrast X‑ray microtomography ที่ศูนย์ **European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) ในฝรั่งเศส เทคนิคนี้ให้ความละเอียดของภาพสูงกว่าการสแกนแบบเดิมหลายเท่า ทำให้รายละเอียดของหมึกบนกระดาษที่เผาไหม้ปรากฏชัดเจน

ทีมวิจัยได้พัฒนา workflow ใหม่ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญต่อไปนี้

• สแกนม้วนกระดาษด้วย micro‑CT เพื่อบันทึกโครงสร้างสามมิติของผิวกระดาษที่บิดงอ
• ตรวจจับรอยหมึกบนกระดาษที่ถูกเผาโดยใช้โมเดล AI ที่ฝึกจากตัวอย่างข้อความที่ทราบแล้ว
• จำลองการคลี่ม้วนกระดาษในรูปแบบดิจิทัลโดยคำนวณพื้นผิวที่บิดงอและสร้างภาพเรียงต่อกัน
• ใช้ machine‑learning เพื่อระบุอักขระและเชื่อมต่อเป็นข้อความต่อเนื่อง

การเปลี่ยนแปลงจากการฟื้นฟูส่วนเล็ก ๆ เป็นการฟื้นฟูระดับม้วนทั้งหมดทำให้ทีมสามารถอ่านข้อความจากม้วน PHerc.1667 ได้ครบจากต้นจนจบ

New Findings

ม้วน PHerc.1667 ที่ได้รับการคลี่โดยดิจิทัลปรากฏเป็นตำราปรัชญา Stoic ที่เน้นเรื่องจริยธรรม เนื้อหาส่วนหนึ่งระบุว่า “**Having certainly strained ourselves to the utmost through research and learning, we will no longer be inferior to them in any respect, accomplishing in like manner the things that befit them and possessing the same practical wisdom as they.” ข้อความนี้สะท้อนความคิดของนักปรัชญาเช่น Zeno, Marcus Aurelius และ Epictetus

นอกจากนี้ ทีมยังสามารถระบุม้วน PHerc.139 ว่าเป็นสำเนาหนังสือเล่มที่ 8 ของ Philodemus เรื่อง *On Gods* ซึ่งช่วยให้นักประวัติศาสตร์ทราบล่วงหน้าว่าม้วนนี้เกี่ยวข้องกับศาสนาปรัชญาเอพิคิวรีส

สำหรับม้วน PHerc.Paris.4 การสแกนความละเอียดสูงใหม่ทำให้รอยหมึกที่เคยตรวจจับได้จากอัลกอริทึมกลายเป็นภาพที่มองเห็นได้โดยตรง โดยไม่มีความต้องการการสกัดคำจาก CT อีกต่อไป การจับคู่ผลกับการถอดรหัสในปี 2023 ยืนยันความถูกต้องของทีมชนะรางวัลเดิม

Historical Context

หอสมุดที่เหลืออยู่ของวิลล่า Papyri ถือเป็น “หอสมุดที่ยังคงอยู่ครบรูปแบบจากสมัยโบราณ” เพียงแห่งเดียวในโลก ม้วนกระดาษที่ถูกปิดผนึกหลายร้อยม้วนนี้เป็นแหล่งข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับปรัชญา, วรรณกรรม, และวิทยาศาสตร์ของยุคโรมัน การพยายามเปิดม้วนด้วยมือตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 จนถึงทศวรรษ 1960‑1980 ทำให้ชั้นนอกของม้วนหลายม้วนเสียหายอย่างรุนแรง

ม้วน PHerc.1667 ปัจจุบันเหลือเพียงแกนกลางสูง 8 เซนติเมตร จากขนาดเดิมประมาณ 19‑24 เซนติเมตร เนื่องจากการพยายามเปิดโดยมือในอดีตทำให้ชั้นนอกถูกทำลาย การใช้เทคโนโลยี X‑ray จึงเป็นวิธีเดียวที่สามารถรักษาและอ่านข้อความที่เหลือได้โดยไม่ทำให้เสียหายเพิ่มเติม

Challenges & Future Prospects

แม้ความสำเร็จครั้งนี้จะเปิดประตูสู่การฟื้นฟูข้อมูลจากม้วนกระดาษหลายร้อยม้วน แต่ยังคงมีอุปสรรคที่ต้องแก้ไข ทีมวิจัยระบุว่าการคาดการณ์พื้นผิวที่บิดงออย่างซับซ้อนอาจทำให้ภาพที่คลี่ออกมาอ่านยาก หรืออาจเกิด “geometric challenges” ที่ทำให้การแปลงเป็นข้อความไม่ต่อเนื่อง

ด้านการระบุหมึกก็เผชิญ “radiometric challenges” เนื่องจากสูตรหมึกโบราณมีความหลากหลายและอาจไม่ตอบสนองต่อรังสี X‑ray อย่างสม่ำเสมอ การพัฒนาโมเดล AI ที่สามารถปรับตัวต่อความแปรปรวนเหล่านี้เป็นเป้าหมายต่อไป

ทีม Vesuvius Challenge เชื่อว่า workflow ที่พัฒนาขึ้นสามารถขยายใช้กับม้วนกระดาษอื่น ๆ ได้อย่างรวดเร็ว หากสามารถปรับปรุงอัลกอริทึมให้รับมือกับความซับซ้อนของพื้นผิวและการกระจายหมึกอย่างมีประสิทธิภาพ

Impact

การเปิดเผยข้อความจากม้วน PHerc.1667 อย่างต่อเนื่องเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ ทำให้นักประวัติศาสตร์มีแหล่งข้อมูลใหม่เกี่ยวกับปรัชญา Stoic ซึ่งอาจส่งผลต่อการตีความแนวคิดจริยธรรมของยุคโรมันและอาจเปลี่ยนมุมมองต่อการสืบสานความคิดของ Zeno, Marcus Aurelius และ Epictetus

การยืนยันผลการถอดรหัสของม้วน PHerc.Paris.4 ด้วยภาพสแกนความละเอียดสูงยังเสริมความน่าเชื่อถือของการแข่งขัน Vesuvius Challenge และกระตุ้นให้สถาบันวิจัยทั่วโลกให้ความสนใจต่อการใช้เทคโนโลยี X‑ray และ AI ในการสำรวจวัตถุโบราณ

หาก workflow นี้สามารถนำไปใช้กับม้วนกระดาษที่เหลือทั้งหมด คาดว่าจะเกิด “explosion” ของข้อมูลใหม่ที่ส่งผลต่อหลายสาขาวิชา ตั้งแต่ปรัชญา, ประวัติศาสตร์ศิลปะ, ถึงวิทยาการการแพทย์โบราณ

Summary

ทีม Vesuvius Challenge ใช้เทคโนโลยี phase‑contrast X‑ray microtomography และ machine learning เพื่ออ่านม้วนกระดาษโบราณจากเฮอร์คูเลนีอุมอย่างครบทั้งม้วนเป็นครั้งแรก ผลลัพธ์เปิดเผยข้อความปรัชญา Stoic และยืนยันการถอดรหัสของม้วนอื่น ๆ ทำให้การศึกษาประวัติศาสตร์โบราณอาจเข้าสู่ยุคใหม่ของข้อมูลที่เปิดเผยเต็มรูปแบบ.