L'intelligenza artificiale ha permesso di leggere per la prima volta un papiro di Ercolano

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Uno studente di informatica di 21 anni ha vinto un concorso mondiale riuscendo per primo a leggere il primo testo all'interno di una pergamena carbonizzata proveniente dall'antica città di Ercolano, reso illeggibile dall'eruzione vulcanica del 79 d.C., la stessa che seppellì la vicina Pompei. La scoperta potrebbe rendere accessibili centinaia di testi dell'unica biblioteca intatta dell'antichità greco-romana.

Luke Farritor, che lavora presso l'Università del Nebraska-Lincoln, ha sviluppato un algoritmo di apprendimento automatico che ha individuato alcune lettere greche su diverse righe del papiro arrotolato, tra cui πορϕυρας (porphyras), che significa "viola". Farritor ha utilizzato sottili differenze su piccola scala nella struttura della superficie per addestrare la sua rete neurale ed evidenziare l'inchiostro.

"Quando ho visto la prima immagine, sono rimasta scioccata", dice Federica Nicolardi, papirologa dell'Università di Napoli e membro del comitato accademico che ha esaminato i risultati di Farritor. "Era un sogno", dice. Ora, "riusciamo davvero a vedere qualcosa all'interno di una pergamena".

Centinaia di rotoli furono sepolti dal Vesuvio nell'ottobre del 79 d.C., quando l'eruzione ricoprì Ercolano con 20 metri di cenere vulcanica. I primi tentativi di aprire deii papiri portarono a creare solo massa confusa di frammenti, e gli studiosi temevano che quelli rimanenti non potessero mai essere srotolati o letti. "Sono oggetti così strani, sono tutti accartocciati e schiacciati", dice Nicolardi.

La Vesuvius Challenge prevede una serie di premi, fino al premio principale di 700.000 dollari per la lettura di quattro o più passaggi di un rotolo arrotolato. Il 12 ottobre gli organizzatori hanno annunciato che Farritor ha vinto il premio "prime lettere" di 40.000 dollari per aver letto più di 10 caratteri su un'area di 4 centimetri quadrati di papiro. Youssef Nader, studente laureato presso la Libera Università di Berlino, ha ricevuto 10.000 dollari per il secondo posto.

Una biblioteca unica

Vedere finalmente lettere e parole all'interno di un rotolo è "estremamente emozionante", afferma Thea Sommerschield, storica dell'antica Grecia e di Roma presso l'Università Ca' Foscari di Venezia, Italia. I rotoli sono stati scoperti nel XVIII secolo, quando gli operai si sono imbattuti nei resti di una villa di lusso che potrebbe essere appartenuta alla famiglia del suocero di Giulio Cesare. Secondo Sommerschield, la decifrazione dei papiri potrebbe "rivoluzionare la nostra conoscenza della storia e della letteratura antiche". La maggior parte dei testi classici oggi conosciuti sono il risultato di ripetute copie da parte di scribi nel corso dei secoli. La biblioteca di Ercolano, invece, contiene opere non conosciute da altre fonti, direttamente dagli autori.

Finora i ricercatori hanno potuto studiare solo frammenti aperti. In questo modo hanno identificato alcune opere latine, ma la maggior parte di queste contiene testi greci relativi alla scuola filosofica epicurea. Ci sono parti del De rerum natura, scritto dallo stesso Epicuro, e opere di un filosofo meno conosciuto di nome Filodemo su temi come i vizi, la musica, la retorica e la morte. Qualcuno ha ipotizzato che la biblioteca potesse essere la sua collezione di lavoro. Ma più di 600 rotoli - la maggior parte dei quali conservati presso la Biblioteca Nazionale di Napoli, con alcune copie nel Regno Unito e in Francia - rimangono intatti e non aperti. E altri papiri potrebbero essere trovati nei piani inferiori della villa, che devono ancora essere ispezionati.

Brent Seales, un informatico che ha contribuito alla creazione della Vesuvius Challenge, e il suo team hanno trascorso anni a sviluppare metodi per "sfogliare virtualmente" i sottilissimi strati utilizzando scansioni con tomografia computerizzata (TC) a raggi X e per visualizzarli come una serie di immagini piane. Nel 2016 Seales, che lavora presso l'Università del Kentucky a Lexington, ha riferito¹ di aver utilizzato questa tecnica per leggere un rotolo carbonizzato proveniente da En-Gedi in Israele, rivelando sezioni del Libro del Levitico - parte della Torah ebraica e dell'Antico Testamento cristiano - scritto nel terzo o quarto secolo d.C.

L'inchiostro della pergamena di En-Gedi contiene metallo, quindi si illumina in modo ben visibile nelle scansioni TC. Invece l'inchiostro dei rotoli più antichi di Ercolano è a base di carbonio, essenzialmente fatto di acqua e carbone, e nelle scansioni appare con la stessa densità del papiro su cui si trova, quindi non si vede.

Seales si è reso conto che, anche senza differenze di luminosità, le scansioni TC potrebbero catturare minuscole differenze di consistenza in grado di distinguere le aree di papiro rivestite di inchiostro. Per dimostrarlo, ha addestrato una rete neurale artificiale a leggere le lettere nelle immagini a raggi X dei frammenti di Ercolano aperti. Poi, nel 2019, ha trasportato due pergamene intatte dall'Institut de France di Parigi alla Diamond Light Source, una struttura di sincrotrone a raggi X vicino a Oxford, nel Regno Unito, per scansionarle alla massima risoluzione finora raggiunta (4-8 micrometri per elemento di immagine 3D, o voxel).

Anche così, la lettura di pergamene intatte restava un compito proibitivo, quindi il team ha reso pubbliche tutte le scansioni e il codice e ha lanciato la Vesuvius Challenge. "Eravamo tutti d'accordo che avremmo preferito arrivare prima alla lettura di ciò che c'è all'interno, piuttosto che cercare di accumulare tutto", dice Seales.

Circa 1.500 squadre hanno presto iniziato a discutere e collaborare attraverso Discord, una piattaforma di chat per videogiocatori. I premi sono stati organizzati per fasi e, una volta raggiunta ogni obiettivo intermedio, il codice vincente viene pubblicato perché tutti possano utilizzarlo e perfezionarlo. Farritor, che è sempre stato interessato alla storia e ha imparato il latino da bambino, è stato coinvolto fin dall'inizio.

In parallelo, il team di Seales lavorava allo sfoglio virtuale, rilasciando immagini dei pezzi appiattiti che i concorrenti potevano analizzare. Un momento chiave è arrivato alla fine di giugno, quando un concorrente ha fatto notare che in alcune immagini l'inchiostro era occasionalmente visibile a occhio nudo, sotto forma di una sottile texture che è stata presto ribattezzata "crackle". Farritor si è concentrato immediatamente su questa texture, alla ricerca di ulteriori indizi di lettere.

Una sera di agosto, mentre era a una festa, ha ricevuto la notifica della pubblicazione di un nuovo segmento, con un crackle particolarmente evidente. Collegandosi al telefono, ha lanciato l'algoritmo sulla nuova immagine. Un'ora dopo, tornando a casa, ha tirato fuori il telefono e ha visto cinque lettere sullo schermo. "Ho iniziato a saltare ", racconta. "Oh mio Dio, sta funzionando davvero". Da lì in poi sono bastati pochi giorni per perfezionare il modello e identificare le dieci lettere necessarie per il premio.

Anche i papirologi sono entusiasti. La parola "viola" non era ancora stata letta nei rotoli di Ercolano aperti. La tintura viola era molto ricercata nell'antica Roma e veniva ricavata dalle lumache di mare, quindi il termine potrebbe riferirsi al colore viola, alle vesti, al rango delle persone che potevano permettersi la tintura o anche ai molluschi. Ma più importante della singola parola è la lettura di qualsiasi cosa, dice Nicolardi. Il risultato "ci dà potenzialmente la possibilità di recuperare il testo di un intero rotolo", compresi il titolo e l'autore, in modo da poter identificare e datare le opere.

Vedere l'invisibile

Secondo Yannis Assael, ricercatore presso Google DeepMind a Londra, la Vesuvius Challenge è "unica e stimolante". Ma fa parte di una tendenza più ampia, spiega, in cui l'intelligenza artificiale (AI) sta aiutando sempre più lo studio dei testi antichi. L'anno scorso, ad esempio, Assael e Sommerschield hanno reso pubblico uno strumento di intelligenza artificiale chiamato Ithaca, progettato per aiutare gli studiosi a individuare la data e l'origine di iscrizioni greche antiche non identificate e a suggerire testi per colmare eventuali lacune². Attualmente riceve centinaia di richieste alla settimana, e sforzi simili sono in corso per le lingue, dal coreano all'accadico, usato nell'antica Mesopotamia.

Seales spera che l'apprendimento automatico possa creare quella che chiama una "biblioteca invisibile". Si tratta di testi che esistono fisicamente, ma che nessuno può vedere, come la pergamena usata nelle rilegature medievali, i palinsesti, in cui una scrittura successiva oscura uno strato sottostante, e il cartonnage, in cui ritagli di vecchio papiro sono stati usati per realizzare custodie e maschere di mummie dell'antico Egitto.

Per ora, tuttavia, tutti gli occhi sono puntati sulla Vesuvius Challenge. La scadenza per l'assegnazione del primo premio è il 31 dicembre e Seales descrive l'atmosfera come di "ottimismo sfrenato". Farritor, per esempio, ha già fatto girare i suoi modelli su altri segmenti del rotolo e sta vedendo comparire molti altri personaggi.