Forscher haben künstliche Intelligenz eingesetzt, um einen Text aus einer 2.000 Jahre alten verkohlten Papyrusrolle zu entschlüsseln und enthüllten Überlegungen zur Musik und Kapern.
Ein Team studentischer Forscher hat einen großen Beitrag zur Lösung eines der größten Rätsel der Archäologie geleistet, indem es den Inhalt griechischer Schriften in einer durch den Ausbruch des Vesuvs vor 2.000 Jahren begrabenem verkohlten Schriftrolle offenlegte. Die Gewinner eines Wettbewerbs namens „Vesuvius Challenge“ trainierten ihre maschinellen Lernalgorithmen an Scans des aufgerollten Papyrus und enthüllten ein bisher unbekanntes philosophisches Werk, das die Sinne und das Vergnügen diskutiert. Dieser Erfolg ebnet den Weg für den Einsatz von KI-Techniken, um den Rest der Schriftrollen vollständig zu entschlüsseln, was nach Aussage der Forscher revolutionäre Auswirkungen auf unser Verständnis der antiken Welt haben könnte.
Die Errungenschaft hat die normalerweise langsame Welt der Alt-Historik belebt. Es ist „ein lang gehegter Traum, der wahr wird“, sagt Kenneth Lapatin, Kurator für Antiquitäten im J. Paul Getty Museum in Los Angeles, Kalifornien. Der enthüllte Text diskutiert Vergnügungsquellen einschließlich Musik, den Geschmack von Kapern und die Farbe Purpur. „Es ist ein historischer Moment“, sagt der Klassikexperte Bob Fowler von der Universität Bristol, UK, einer der Preisrichter. Die drei Studenten aus Ägypten, der Schweiz und den Vereinigten Staaten, die den Text enthüllten, teilen sich ein Preisgeld von 700.000 US-Dollar.
Die Schriftrolle ist eine von Hunderten intakten Papyri, die im 18. Jahrhundert aus einer luxuriösen römischen Villa in Herculaneum, Italien, ausgegraben wurden. Diese Klumpen aus karbonisierter Asche – bekannt als die Herculaneum-Schriftrollen – stellen die einzige Bibliothek dar, die aus der antiken Welt erhalten ist, sind aber zu zerbrechlich, um sie zu öffnen.
Der Gewinnereintrag, der am 5. Februar bekannt gegeben wurde, enthüllt Hunderte von Wörtern in 15 Textspalten, was etwa 5% einer Schriftrolle entspricht. „Der Wettbewerb hat allen Skeptikern den Wind aus den Segeln genommen“, sagt Brent Seales, ein Informatiker an der Universität von Kentucky, Lexington, und Mitbegründer des Preises. „Niemand bezweifelt das mehr.“
Zwanzigjährige Mission
In den Jahrhunderten nach der Entdeckung der Schriftrollen haben viele Menschen versucht, sie zu öffnen, wobei einige zerstört und andere in Stücke gerissen wurden. Papyrologen arbeiten immer noch daran, die entstandenen, schrecklich fragmentierten Texte zu entschlüsseln und zusammenzufügen. Die am stärksten verkohlten Stücke – die hoffnungslosesten Fälle, die vielleicht 280 ganze Schriftrollen ausmachen – blieben jedoch intakt. Die meisten befinden sich in der Nationalbibliothek in Neapel, Italien, mit einigen wenigen in Paris, London und Oxford, UK.
Seales versucht seit fast 20 Jahren, diese verborgenen Texte zu lesen. Sein Team entwickelte Software, um die Oberflächen aufgerollter Papyri mit 3D-Computertomografie(CT)-Bildern „virtuell zu entrollen“. Im Jahr 2019 brachte er zwei der Schriftrollen aus dem Institut de France in Paris zum Diamond Light Source Teilchenbeschleuniger in der Nähe von Oxford, um hochauflösende Scans zu erstellen.
Das Kartieren der Oberflächen war jedoch zeitaufwändig, und die kohlenstoffbasierte Tinte, die zum Schreiben der Schriftrollen verwendet wurde, hat die gleiche Dichte wie Papyrus, sodass es in CT-Scans unmöglich war, sie zu unterscheiden. Seales und seine Kollegen fragten sich, ob maschinelle Lernmodelle darauf trainiert werden könnten, die Schriftrollen zu „entrollen“ und die Tinte zu unterscheiden. Doch die Auswertung aller Daten war eine gigantische Aufgabe für sein kleines Team.
Seales wurde von dem Silicon Valley Unternehmer Nat Friedman angesprochen, der durch einen Online-Vortrag von Seales auf die Herculaneum-Schriftrollen aufmerksam geworden war. Friedman schlug vor, die Herausforderung für Wettbewerbsteilnehmer zu öffnen. Er spendete 125.000 US-Dollar, um die Bemühungen zu starten, und sammelte auf Twitter Hunderttausende mehr, während Seales seine Software zusammen mit den hochauflösenden Scans veröffentlichte. Das Team startete die Vesuv-Herausforderung im März 2023 mit einem Hauptpreis für das Lesen von 4 Passagen, von mindestens 140 Zeichen jeder, bis Ende des Jahres.
Der Schlüssel zum Erfolg des Wettbewerbs war seine „Mischung aus Wettbewerb und Zusammenarbeit“, sagt Friedman. Kleinere Preise wurden unterwegs vergeben, um Fortschritte zu incentivieren, wobei der gewinnende maschinelle Lerncode in jeder Phase veröffentlicht wurde, um die Community „aufzuleveln“, sodass die Teilnehmer auf den Fortschritten der anderen aufbauen konnten.
Die Farbe Purpur
Eine Schlüsselinnovation kam Mitte letzten Jahres, als der US-Unternehmer und ehemalige Physiker Casey Handmer eine schwache Textur in den Scans bemerkte, ähnlich wie rissiger Schlamm – er nannte es „Krakelee“ –, das die Formen griechischer Buchstaben zu bilden schien. Luke Farritor, ein Informatikstudent an der Universität von Nebraska–Lincoln, verwendete das Krakelee, um einen maschinellen Lernalgorithmus zu trainieren und enthüllte das Wort porphyras, ‚purpur‘, was ihm den Preis für die Enthüllung der ersten Buchstaben im Oktober einbrachte. Ein ägyptischer Doktorand der Informatik an der Freien Universität Berlin, Youssef Nader, folgte mit noch klareren Bildern des Textes und kam auf den zweiten Platz.
Ihr Code wurde mit weniger als drei Monaten für die Teilnehmer veröffentlicht, um ihre Leseergebnisse vor der Frist am 31. Dezember für den Hauptpreis zu skalieren. „Wir haben uns die Nägel abgebissen“, sagt Friedman. Doch in der letzten Woche erhielt der Wettbewerb 18 Einreichungen. Eine technische Jury überprüfte den Code der Teilnehmer und leitete 12 Einreichungen an ein Komitee von Papyrologen weiter, die den Text transkribierten und jede Einreichung auf Lesbarkeit bewerteten. Nur eine erfüllte vollständig die Preisbedingungen: ein Team, bestehend aus Farritor und Nader, zusammen mit Julian Schilliger, einem Robotikstudenten an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich.
Die Ergebnisse sind „unglaublich“, sagt die Richterin Federica Nicolardi, eine Papyrologin an der Universität Neapel Federico II. „Wir waren alle völlig verblüfft von den Bildern, die sie zeigten.“ Sie und ihre Kollegen arbeiten nun daran, den enthüllten Text zu analysieren.
Musik, Vergnügen und Kapern
Der Inhalt der meisten zuvor geöffneten Herculaneum-Schriftrollen bezieht sich auf die epikureische Schule der Philosophie, gegründet vom athenischen Philosophen Epikur, der von 341 bis 270 v. Chr. lebte. Die Schriftrollen scheinen die Arbeitsbibliothek eines Anhängers von Epikur namens Philodemus zu bilden. Der neue Text nennt den Autor nicht, aber nach einer groben ersten Lesung, sagen Fowler und Nicolardi, ist er wahrscheinlich auch von Philodemus. Neben angenehmen Geschmäcken und Anblicken bezieht er sich auf eine Figur namens Xenophantus, möglicherweise ein Flötenspieler dieses Namens, der von den antiken Autoren Seneca und Plutarch erwähnt wird, dessen eindringliches Spiel anscheinend Alexander den Großen dazu veranlasste, nach seinen Waffen zu greifen.
Lapatin sagt, die von Philodemus und Epikur diskutierten Themen sind immer noch relevant: „Die grundlegenden Fragen, die Epikur stellte, sind die, die uns alle als Menschen betreffen. Wie führen wir ein gutes Leben? Wie vermeiden wir Schmerz?“ Aber „die eigentlichen Gewinne stehen uns noch bevor“, sagt er. „Was mich so aufregt, ist weniger, was diese Schriftrolle sagt, sondern dass die Entzifferung dieser Schriftrolle gut für die Entzifferung der Hunderte von Schriftrollen aussieht, bei denen wir zuvor aufgegeben hatten.“
Es ist wahrscheinlich, dass in den Schriftrollen mehr griechische Philosophie zu finden ist: „Ich würde mich freuen, wenn er einige Werke von Aristoteles hätte“, sagt der Papyrologe und Preisrichter Richard Janko von der Universität Michigan in Ann Arbor. Inzwischen decken einige der geöffneten Schriftrollen, die auf Latein geschrieben sind, ein breiteres Themengebiet ab und werfen die Möglichkeit verlorener Poesie und Literatur von Schriftstellern von Homer bis Sappho auf. Die Schriftrollen „werden wer weiß welche neuen Geheimnisse preisgeben“, sagt Fowler. „Wir sind alle sehr gespannt.“
Die Errungenschaft wird wahrscheinlich auch die Debatte darüber anheizen, ob weitere Untersuchungen in der Villa Herculaneum durchgeführt werden sollten, deren gesamte Ebenen nie ausgegraben wurden. Janko und Fowler sind überzeugt, dass die Hauptbibliothek der Villa nie gefunden wurde und dass Tausende weiterer Schriftrollen noch unter der Erde liegen könnten. Im weiteren Sinne könnten die von Seales und den Teilnehmern der Vesuv-Herausforderung entwickelten maschinellen Lerntechniken nun verwendet werden, um andere Arten von verborgenen Texten zu studieren, wie zum Beispiel Kartonnagen, recycelte Papyri, die oft verwendet wurden, um ägyptische Mumien einzuwickeln.
Der nächste Schritt ist die Entzifferung eines gesamten Werkes. Friedman hat für 2024 eine neue Reihe von Vesuvius Challenge-Preisen angekündigt, mit dem Ziel, bis Ende des Jahres 90% einer Schriftrolle zu lesen. Aber bis dahin „fühlt es sich wie ein Wunder an“, sagt er. „Ich kann nicht glauben, dass es funktioniert hat.“
