Il sogno di poter decifrare il contenuto dell’unica biblioteca dell’antichità greco-romana che sia arrivata fino a noi comincia a diventare realtà e il percorso attraverso il quale si stanno ottenendo i primi risultati è una storia che merita certamente di essere raccontata.

Partiamo dall’inizio e dall'eruzione vulcanica del Vesuvio che nel 79 d.C. distrusse Pompei ed Ercolano, provocando la morte di tutti gli abitanti che non riuscirono a fuggire e seppellendo sotto le ceneri tutta la vita, quotidiana e culturale, che le caratterizzava. Le due città rimasero per molti secoli inesplorate fino a quando i primi scavi archeologici avviati nel corso del XVIII secolo ne riportarono alla luce i resti, rivelando che si erano mantenuti in uno stato di conservazione che non ha uguali: come una sorta di fotografia di quel tragico giorno. 

Nel 1752 durante alcuni scavi archeologici in una lussuosa villa romana di Ercolano, sepolta dall’eruzione e appartenuta probabilmente al suocero di Giulio Cesare, fu scoperta una biblioteca con centinaia di rotoli di papiro. I volumi erano completamente carbonizzati ma la cenere vulcanica li aveva preservati, “cristallizzandoli” in un tesoro inestimabile ma al tempo stesso inaccessibile, se non a costo di frantumare i papiri durante i tentativi di srotolamento. Per questo motivo a partire dagli anni '80 i papiri non sono più stati toccati e i tentativi di provare a decifrarne il contenuto sono stati rimandati, con l'idea di riprovare non appena fossero stati disponibili metodi non invasivi. 

I primi importanti passi in questa direzione sono arrivati qualche anno fa con lo sviluppo di tecniche avanzate di tomografia a raggi X, portate avanti anche grazie ad una collaborazione tra il Cnr e l’European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble (Francia) che aveva permesso di amplificare il contrasto tra la scrittura e il papiro, così da individuare e distinguere al meglio il testo al suo interno. I sincrotroni sono acceleratori di elettroni che producono radiazione elettromagnetica, utilizzata per studiare la struttura della materia con una risoluzione inferiore ai nanometri, cioè a un miliardesimo di metro. Normalmente questi grandi macchinari sono impiegati per effettuare ricerche nell'ambito della fisica, della medicina, della farmacologia o dell'ingegneria ma negli ultimi dieci anni è maturata l'intuizione di usare le potenzialità del sincrotrone per "vedere" dentro ai papiri ercolanesi.

Nel 2015 questa tecnica era stata usata con successo anche per leggere un rotolo carbonizzato proveniente dalla sinagoga di En Gedi in Israele, rivelando sezioni del Libro del Levitico scritto nel terzo o quarto secolo d.C. Alla guida del team di scienziati che aveva eseguito lo srotolamento virtuale di una parte di questo testo bruciato 1500 anni prima c'era Brent Seales, un informatico che già a partire dal 2005 aveva cominciato a lavorare a questo filone di ricerca. Ritroveremo il suo nome tra poco, quando parleremo della competizione internazionale che ha consentito per la prima volta nella storia di leggere una parola, contenuta in un rotolo di papiro chiuso, abbinando l'intelligenza artificiale all'imaging tridimensionale. 

Il compito di decifrare il contenuto dei papiri ercolanesi, conservati in gran parte nella Biblioteca Nazionale di Napoli, ha infatti continuato a presentare difficoltà di non poco conto perché seppure riuscire a sfogliarli virtualmente sia stato un traguardo fondamentale, la lettura dei testi celati sotto la cenere rimaneva quasi proibitiva. Il motivo è che le informazioni restituite dall'analisi con il sincrotrone non sono immediatamente interpretabili ma richiedono dei software che sappiano "tradurre" le differenze di densità all'interno dell'oggetto indagato, comprese quelle dovute ai segni lasciati da chi scrisse sui papiri di Ercolano.

La svolta decisiva è arrivata con l'aiuto dell'intelligenza artificiale e con l'organizzazione di un concorso internazionale, lanciato nel marzo di quest'anno proprio da Brent Seales e dall'università del Kentucky, con l'obiettivo di chiamare a raccolta esperti di informatica in grado di dare un loro contributo a questo filone di studi. L'iniziativa, denominata Vesuvius Challenge e sostenuta finanziariamente da numerosi investitori della Silicon Valley, è una vera e propria competizione (a cui hanno aderito circa 1500 informatici) che prevede una serie di riconoscimenti progressivi in denaro, fino al premio principale di 700.000 dollari per la lettura di quattro o più passaggi di un papiro entro il 31 dicembre 2023.

Recentemente, per la precisione il 12 ottobre, Luke Farritor, uno studente di informatica dell'università del Nebraska, è riuscito a leggere per primo una parola in un papiro di Ercolano, identificando la presenza del vocabolo πορϕυρας, ossia "porpora". Ci è riuscito perfezionando un algoritmo di machine learning precedentemente sviluppato dallo stesso team di scienziati università del Kentucky che ha lanciato la sfida e, poco dopo, la stessa parola è stata decifrata (in modo ancora più chiaro dal punto di vista visivo) anche da Youssef Nader, un altro studente di informatica che ha preso parte alla competizione. 

Making great progress on ink detection for @scrollprize. In these images, the ink detection model is trained on letters found in other parts of the scroll, and then tested on another region (the same region discussed in @CJHandmer 's blog post). Letters are emerging!

a week ago… pic.twitter.com/ZuxPYmNAu7

— Luke Farritor (@LukeFarritor) August 19, 2023

In un post pubblicato ad agosto sul suo profilo su X, Luke Farritor, 21 anni, mostrava come le lettere stessero cominciando ad emergere. Poco dopo lo studente è riuscito a decifrare la prima parola, ma la notizia è stata diffusa solo un paio di mesi più tardi perché prima era necessario che il team tecnico della Vesuvius Challenge e i papirologi membri del comitato accademico che supervisiona il progetto completassero tutte le verifiche necessarie per accertarsi che non fossero stati commessi errori.

Del team scientifico che ha il compito di valutare la credibilità delle parole lette dall'intelligenza artificiale nel papiro ercolanese oggetto della sfida fa parte anche Federica Nicolardi, papirologa dell'università Federico II di Napoli. 

"Siamo decisamente davanti a un punto di svolta sia perché per la prima volta riusciamo a leggere rotoli chiusi, in maniera totalmente non invasiva, sia perché leggere materiale non srotolato significa accadere a un materiale meno danneggiato e quindi avere a che fare soltanto con i danni dell’eruzione e non anche con quelli provocati dallo svolgimento meccanico. In questo caso siamo davanti alla potenzialità di leggere un rotolo intero senza lacune, senza danni al suo interno, completamente preservato all’interno di questo guscio che piano piano stiamo andando ad aprire con l’intelligenza artificiale", ha commentato Nicolardi a Il Bo Live.

Vesuvius Challenge: come nasce questa competizione tra informatici di tutto il mondo

Gli oggetti di indagine della Vesuvius Challenge sono due rotoli ercolanesi carbonizzati e non aperti appartenenti all’Institut de France di Parigi. Il montepremi complessivo è di un milione di dollari e la fetta più consistente, 700mila dollari, andrà a chi entro il 31 dicembre 2023 riuscirà a decifrare quattro frasi.

"Per parlare della storia della Vesuvius Challenge dobbiamo tornare un po’ indietro negli anni perché già tra il 2005 e il 2006 Brent Seales, professore di computer science dell’università del Kentucky, aveva sviluppato l’idea di cercare di praticare uno svolgimento virtuale dei rotoli ercolanesi. Nel 2009 era già stata fatta una scansione tridimensionale, una tomografia computerizzata di questo stesso rotolo ercolanese conservato a Parigi. Il rotolo poi è stato nuovamente digitalizzato in condizioni diverse nel 2019 presso il sincrotrone del Diamond Light Source nel Regno Unito e da quel momento si è cercato di lavorare sull’individuazione dell’inchiostro", spiega Federica Nicolardi.

Lo srotolamento virtuale dei rotoli è un passaggio necessario ma purtroppo non sufficiente per arrivare alla lettura delle parole che vi sono impresse. "I rotoli carbonizzati di Ercolano hanno un inchiostro a base carbonio e questo rende molto difficile l’identificazione dell’inchiostro rispetto al substrato generale del papiro che pure ha una forte componente di carbonio. Questo implica che quando si cerca di leggere direttamente una scansione anche isolando i diversi strati del rotolo, l’occhio umano non riesce a visualizzare l’inchiostro, ad eccezione di piccolissime tracce che non permettono però la lettura di lettere e ancor meno di parole o frasi.

Il team dell’università del Kentucky in realtà aveva già dimostrato la presenza di inchiostro e quindi la conservazione di informazioni testuali all’interno delle tomografie e aveva dimostrato che l’intelligenza artificiale poteva tirare fuori questa informazione. Ma le varie fasi di questo difficile processo di svolgimento virtuale non erano ancora mai state messe insieme", continua la papirologa dell'università di Napoli. 

E qui entra il gioco Nat Friedman, il principale investitore che ha lavorato al progetto della Vesuvius Challenge insieme a Brent Seales. Friedman, informatico e azionista di molte aziende tecnologiche americane (è stato anche amministratore delegato di GitHub, popolare servizio di hosting per progetti software che favorisce la collaborazione tra gli sviluppatori), durante il lockdown del 2020 si è imbattuto in un libro sull'Impero romano, finendo per appassionarsi alla storia del papiri di Ercolano. Dopo aver letto online i risultati dei precedenti lavori condotti da Seales lo ha contattato proponendogli di aiutarlo a dare un impulso a queste ricerche.

"Da qui è nata l’idea di lanciare una sfida. Il vantaggio è che questa competizione ha messo alla portata di tutti dei dati piuttosto complessi che derivavano non solo dalle indagini fatte presso il sincrotrone ma anche da anni di ricerche. Questo ha dato la possibilità anche a giovanissimi ricercatori come i due vincitori del First Letter Prize di lavorare su dati molto avanzati e di ottenere dei risultati eccezionali", spiega Federica Nicolardi.

Una volta raggiunto ogni obiettivo intermedio, il codice vincente viene reso pubblico sul sito della competizione affinché tutti possano utilizzarlo e dare il proprio contributo al miglioramento dell'algoritmo.

πορϕυρας (porpora): a cosa potrebbe riferirsi questa parola?

La prima parola decifrata in uno dei due papiri ercolanesi su cui è incentrata la Vesuvius Challenge è ορϕυρας, cioè “porpora” in greco antico. E' emersa nell’immagine ricavata da Luke Farritor, il vincitore del premio per le prime lettere identificate ed è stata visualizzata in modo ancora più nitido dalla successiva immagine ottenuta da Youssef Nader, secondo classificato in questa fase della sfida. Si tratta di una parola che fino ad ora non era mai stata trovata all'interno dei papiri precedentemente srotolati e, in assenza di altre informazioni di contesto, è difficile dire a cosa possa riferirsi. 

"Potrebbe riferirsi al materiale, quindi alla porpora, oppure al colore degli indumenti. Ma potrebbe anche far parte di una metafora. Per il momento è un termine difficile da contestualizzare", puntualizza Nicolardi. Ma potrebbe essere solo questione di tempo perché l'algoritmo sta cominciando a rivelare altri pezzi di colonne precedenti e successive rispetto a quella in cui è presente la parola porpora. 

"Nelle altre colonne si comincia ad avere la possibilità di leggere brevi parti di frasi, ma quello che mi ha maggiormente colpita è stata l’enorme velocità con cui siamo passati da una singola parola a più porzioni di colonne consecutive. Questo mi fa molto ben sperare per il futuro perché mi fa pensare che siamo veramente solo all’inizio di una grande svolta che ci darà la possibilità leggere non solo questo rotolo ma tutti i rotoli non svolti nella collezione di Ercolano", afferma l'esperta.

Leggere l'invisibile (agli occhi umani)

Federica Nicolardi rivela di aver provato una forte emozione quando è stata messa di fronte all'immagine che permetteva di leggere la parola porpora nel papiro ercolanese. "E’ stato incredibile perché, soprattutto per chi ha ben presenti gli oggetti di cui stiamo parlando, è incredibile pensare di poterli leggere. I papiri ercolanesi, i rotoli non svolti che sono conservati presso la Biblioteca nazionale di Napoli, sono veramente degli oggetti particolari: prima di tutto sono completamente neri, poi sono accartocciati, corrugati, compressi. E quindi risulta veramente incredibile la possibilità di leggerli senza toccarli e danneggiarli. Per me è stato molto significativo trovarmi lì nel momento in cui mi è stata mostrata quell’immagine. Ero in contatto con il team della Vesuvius Challenge nei giorni precedenti alla conferenza stampa, quando sono arrivata in Kentucky ho avuto la possibilità di vedere l’immagine finale e il fatto di trovarmi lì ha reso il momento ancora più emozionante".

Il controllo da parte del team tecnico e del team papirologico

Adesso manca la fase più grande della Vesuvius Challenge, il Grand Prize, che verrà assegnato a chi rivelerà molto più testo rispetto a quanto è stato fatto finora.

Ma come si ottiene la certezza che quanto rivelato dall'intelligenza artificiale non contenga degli errori? "Il controllo viene fatto da due team, quello tecnico e quello papirologico. Il team tecnico verifica i codici utilizzati e prova a ricreare quella stessa immagine per essere certi che sia stata ottenuta con i giusti criteri e parametri e quindi che il risultato finale sia attendibile. Il team papirologico, composto da esperti internazionali tra cui anche Gianluca Del Mastro, dell’università della Campania “L. Vanvitelli”, ha la compito di verificare la credibilità del testo dal punto di vista paleografico, quindi della forma della scrittura, e anche dal punto di vista contenutistico e sintattico", spiega Federica Nicolardi.

"Inoltre - aggiunge la ricercatrice dell'università Federico II di Napoli - un dettaglio molto importante è legato al fatto che non sono stati individuati soltanto caratteri greci, ma anche dei segni di punteggiatura che sono tipici dei testi antichi e che troviamo molto frequentemente nei papiri ercolanesi e indicano delle pause. Il fatto che troviamo in posizioni corrette dei caratteri che gli ingegneri informatici certamente non conoscono è un’ulteriore garanzia", 

La Biblioteca di Villa dei Papiri

I primi risultati della Vesuvius Challenge sono altamente promettenti anche rispetto alla possibilità di datare, identificare l'autore e scoprire l'argomento di molti altri papiri ercolanesi che non era ancora stato possibile analizzare. 

"L’idea di quello che possiamo trovare in questo testo e negli altri rotoli non svolti è fortemente influenzata da ciò che sappiamo esserci nel resto della Biblioteca.  Quella di Villa dei Papiri è una biblioteca specializzata in testi filosofici che restituisce prevalentemente testi epicurei: ci sono testi del fondatore della scuola, quindi di Epicuro, poi un altro epicureo che è l’autore maggiormente rappresentato Filodemo di Gadara, ci sono poi testi di altri epicurei che prima erano noti solo per il loro nome o non ci erano noti affatto. Quindi ci aspettiamo sicuramente di rimanere in linea con questa tipologia di testi. Questo però non significa che non ci aspettiamo testi nuovi. Al contrario, la biblioteca della Villa dei Papiri restituisce solo testi che non sono noti dalla tradizione manoscritta medievale: ci aspettiamo quindi testi nuovi, con alta probabilità di contenuto filosofico, non necessariamente epicureo perché nella biblioteca abbiamo anche alcuni testi stoici. Le scuole ellenistiche erano in forte dibattito tra di loro e quindi è anche possibile che ci troviamo davanti a un’altra filosofia, non necessariamente epicurea", conclude Nicolardi.