Een crew van studentonderzoekers heeft een gigantische bijdrage geleverd aan het oplossen van een van de grootste mysteries in de archeologie door de inhoud van het Griekse schrift te onthullen in een verkoolde boekrol die 2000 jaar geleden werd begraven door de uitbarsting van de Vesuvius. De winnaars van een wedstrijd genaamd de Vesuvius Problem trainden hun machine learning-algoritmen op scans van de opgerolde papyrus en onthulden een voorheen onbekend filosofisch werk dat zintuigen en plezier bespreekt. Deze prestatie maakt de weg vrij voor kunstmatige intelligentie (AI)-technieken om de relaxation van de rollen in hun geheel te ontcijferen, wat volgens onderzoekers revolutionaire implicaties zou kunnen hebben voor ons begrip van de antieke wereld.

AI leest voor het eerst tekst uit de oude Herculaneum-rol

Deze prestatie heeft de doorgaans traag bewegende wereld van de antieke research in vuur en vlam gezet. Het is “wat ik altijd dacht dat een droom was die werkelijkheid werd”, zegt Kenneth Lapatin, conservator oudheden van het J. Paul Getty Museum in Los Angeles, Californië, die niet bij de wedstrijd betrokken was. De onthulde tekst bespreekt bronnen van plezier, waaronder muziek, de smaak van kappertjes en de kleur paars. “Het is een historisch second”, zegt classicus Bob Fowler van de Universiteit van Bristol, Verenigd Koninkrijk, een van de prijsjuryleden. De drie studenten uit Egypte, Zwitserland en de Verenigde Staten die de tekst hebben onthuld, delen een hoofdprijs van 700.000 greenback.

De boekrol is een van de honderden intacte papyri die in de achttiende eeuw zijn opgegraven in een luxe Romeinse villa in Herculaneum, Italië. Deze brokken verkoolde as – bekend als de Herculaneum-rollen – zijn de enige bibliotheek die overleeft uit de antieke wereld, maar zijn te kwetsbaar om te openen.

De winnende inzending, aangekondigd op 5 februari, onthult honderden woorden verspreid over meer dan 15 tekstkolommen, wat overeenkomt met ongeveer 5% van een hele boekrol. “De wedstrijd heeft de lucht opgehelderd voor alle mensen die zich afvragen of dit wel zal werken”, zegt Brent Seales, computerwetenschapper aan de Universiteit van Kentucky, Lexington, en medeoprichter van de prijs. “Niemand twijfelt daar nog aan.”

Twintigjarige missie

In de eeuwen nadat de rollen werden ontdekt, hebben veel mensen geprobeerd ze te openen, waarbij ze sommige vernietigden en andere in stukken achterlieten. Papyrologen zijn nog steeds bezig met het ontcijferen en aan elkaar plakken van de resulterende, vreselijk gefragmenteerde teksten. Maar de brokken in de slechtste staat – de meest hopeloze gevallen, die misschien wel 280 hele boekrollen beslaan – bleven intact. Ze worden voornamelijk bewaard in de Nationale Bibliotheek van Napels, Italië, en een paar in Parijs, Londen en Oxford, VK.

Seales probeert deze verborgen teksten al bijna twintig jaar te lezen. Zijn crew ontwikkelde software program om de oppervlakken van opgerolde papyri ‘virtueel uit te pakken’ met behulp van driedimensionale computertomografiebeelden (CT). In 2019 droeg hij twee van de rollen van het Institut de France in Parijs naar de deeltjesversneller Diamond Gentle Supply nabij Oxford om scans met hoge resolutie te maken.

Het in kaart brengen van de oppervlakken was echter tijdrovend en de op koolstof gebaseerde inkt die werd gebruikt om de rollen te schrijven heeft dezelfde dichtheid als papyrus op CT-scans, dus het was onmogelijk om onderscheid te maken in de beeldvorming. Seales en zijn collega’s vroegen zich af of machine-learning-modellen getraind zouden kunnen worden om de rollen ‘uit te pakken’ en de inkt te onderscheiden. Maar het begrijpen van alle gegevens was een gigantische taak voor zijn kleine crew.

Seales werd benaderd door Silicon Valley-ondernemer Nat Friedman, die geïntrigeerd was geraakt door de Herculaneum-rollen nadat hij on-line een lezing van Seales had gezien. Friedman stelde voor de uitdaging open te stellen voor deelnemers. Hij doneerde $ 125.000 om het initiatief te lanceren en haalde nog eens honderdduizenden {dollars} op by way of Twitter, en Seales bracht zijn software program uit samen met de scans met hoge resolutie. Het crew lanceerde in maart 2023 de Vesuvius Problem, waarmee een hoofdprijs werd toegekend voor het lezen van vier passages van elk minimaal 140 tekens vóór het einde van het jaar.

De sleutel tot het succes van de wedstrijd was de “combine van competitie en samenwerking”, zegt Friedman. Er werden gaandeweg kleinere prijzen uitgereikt om de vooruitgang te stimuleren, waarbij de winnende machine-learningcode in elke fase werd vrijgegeven om de gemeenschap een “level-up” te geven, zodat deelnemers op elkaars vooruitgang konden voortbouwen.

De kleur paars

Een belangrijke innovatie kwam halverwege vorig jaar, toen de Amerikaanse ondernemer en voormalig natuurkundige Casey Handmer een vage textuur in de scans opmerkte, vergelijkbaar met gebarsten modder – hij noemde het ‘craquelé’ – die de vorm leek te hebben van Griekse letters. Luke Farritor, een pupil computerwetenschappen aan de Universiteit van Nebraska-Lincoln, gebruikte het gekraak om een ​​machinaal leeralgoritme te trainen, waardoor het woord werd onthuld porfyras‘paars’, waar hij de prijs voor opleverde onthulling van de eerste letters eind oktober. Een Egyptische promovendus in Berlijn, Youssef Nader, die volgde met nog duidelijkere afbeeldingen van de tekst, werd tweede.

Hun code werd vrijgegeven met minder dan drie maanden waarin de deelnemers hun leesresultaten konden opschalen vóór de deadline voor de eindprijs van 31 december. “We waren op onze nagels aan het bijten”, zegt Friedman. Maar in de laatste week ontving de wedstrijd 18 inzendingen. Een technische jury controleerde de code van de deelnemers en gaf twaalf inzendingen door aan een commissie van papyrologen die de tekst transcribeerden en elke inzending beoordeelden op leesbaarheid. Slechts één voldeed volledig aan de prijscriteria: een crew gevormd door Farritor en Nader, samen met Julian Schilliger, een Zwitserse roboticastudent aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich.

De resultaten zijn “ongelooflijk”, zegt rechter Federica Nicolardi, papyroloog aan de Universiteit van Napels Federico II. “We waren allemaal totaal verbaasd over de beelden die ze lieten zien.” Zij en haar collega’s zijn nu bezig met het analyseren van de tekst die is onthuld.

Muziek, plezier en kappertjes

De inhoud van de meeste eerder geopende Herculaneum-rollen heeft betrekking op de epicurische filosofische college en lijkt de werkbibliotheek te hebben gevormd van een volgeling van de Atheense filosoof Epicurus, die leefde van 341 tot 270. bc, genaamd Philodemus. In de nieuwe tekst wordt de auteur niet genoemd, maar op foundation van een ruwe eerste lezing, zeggen Fowler en Nicolardi, is deze waarschijnlijk ook van Philodemus. Naast plezierige smaken en bezienswaardigheden, bevat het ook een figuur genaamd Xenophantus, mogelijk een fluitspeler met die naam genoemd door de oude auteurs Seneca en Plutarchus, wiens suggestieve spel er blijkbaar voor zorgde dat Alexander de Grote naar zijn wapens greep.

Lapatin zegt dat de onderwerpen die Philodemus en Epicurus bespreken nog steeds related zijn. “De fundamentele vragen die Epicurus stelde, zijn de vragen waarmee wij als mensen allemaal worden geconfronteerd. Hoe leven wij een goed leven? Hoe kunnen we pijn vermijden?” Maar “de echte winst ligt nog voor ons”, zegt hij. “Wat voor mij zo opwindend is, is niet zozeer wat deze boekrol zegt, maar dat de ontcijfering van deze boekrol een goed voorteken is voor de ontcijfering van de honderden boekrollen waar we eerder mee hadden afgezien.”

Er zit waarschijnlijk meer Griekse filosofie in de rollen: “Ik zou het geweldig vinden als hij wat werken van Aristoteles had”, zegt papyroloog en prijsrechter Richard Janko van de Universiteit van Michigan in Ann Arbor. Ondertussen bestrijken sommige van de geopende rollen, geschreven in het Latijn, een breder onderwerpgebied, waardoor de mogelijkheid van verloren poëzie en literatuur van schrijvers van Homerus tot Sappho toeneemt. De rollen “zullen wie weet welke nieuwe geheimen opleveren”, zegt Fowler. “We zijn allemaal erg enthousiast.”

De prestatie zal waarschijnlijk ook het debat aanwakkeren over de vraag of er verder onderzoek moet worden gedaan in de Herculaneum-villa, waarvan hele verdiepingen nooit zijn opgegraven. Janko en Fowler zijn ervan overtuigd dat de hoofdbibliotheek van de villa nooit is gevonden en dat er nog duizenden boekrollen ondergronds kunnen liggen. Meer in het algemeen zouden de machinale leertechnieken die zijn ontwikkeld door Seales en de deelnemers aan de Vesuvius Problem nu kunnen worden gebruikt om andere soorten verborgen tekst te bestuderen, zoals kartonnage, gerecyclede papyri die vaak wordt gebruikt om Egyptische mummies in te pakken.

De volgende stap is het ontcijferen van één volledig werk. Friedman heeft een nieuwe reeks Vesuvius Problem-prijzen aangekondigd voor 2024, met als doel om tegen het einde van het jaar 85% van een boekrol te lezen. Maar in de tussentijd voelt het als een marvel om zo ver te komen, zegt hij. “Ik kan niet geloven dat het werkte.”