Dessa skriftrullar, begravda av askan från Vesuvius, läses för första gången på årtusenden

Det är den 12 juli 2017 och Jens Dopke går in i ett fönsterlöst rum i Oxfordshire, England, med all sin uppmärksamhet riktad mot en liten, vit ram som han bär i båda händerna. Rummet, som ser ut som ett futuristiskt maskinrum, är överfullt med eleganta metallbord, strömbrytare och plattformar toppade med rör och lådor. Ett virrvarr av rör och ledningar täcker väggarna och golvet som vinrankor.

I mitten av rummet drar Dopke, en fysiker, in ramen i en hållare som är monterad på en skivspelare av metall, medan en röd laser spelar på hans handrygg. Sedan använder han sin mobiltelefon för att ringa sin kollega Michael Drakopoulos, som sitter i ett kontrollrum några meter bort. ”Ge den en halv millimeter till”, säger Dopke. Tillsammans justerar de vridskivan så att lasern är i perfekt linje med en mörk, förkolnad fläck i mitten av bilden.

Dussintals liknande rum, eller ”hutches”, är uppställda runt den här enorma, munkformade byggnaden, en typ av partikelaccelerator som kallas för en synkrotron. Den driver elektroner till nära ljusets hastighet runt sin 500 meter långa ring och böjer dem med hjälp av magneter så att de avger ljus. Den resulterande strålningen fokuseras till intensiva strålar, i det här fallet högenergiröntgenstrålar, som går genom varje hage. Den röda lasern visar vilken väg strålen kommer att ta. En tjock blylucka, fäst vid väggen, är allt som står mellan Dopke och en explosion av fotoner som är tio miljarder gånger ljusare än solen.

Anläggningen, som kallas Diamond Light Source, är en av de mest kraftfulla och sofistikerade röntgenanläggningarna i världen och används för att undersöka allt från virus till jetmotorer. Den här sommareftermiddagen kommer dess episka stråle dock att fokusera på en liten smula papyrus som redan har överlevt en av de mest destruktiva krafterna på planeten – och 2 000 år av historia. Den kommer från en skriftrulle som hittades i Herculaneum, en gammal romersk semesterort vid Neapelbukten i Italien, som begravdes av Vesuvius utbrott år 79 e.Kr. På 1700-talet upptäckte arbetare anställda av kung Karl III av Spanien, som då hade ansvar för stora delar av södra Italien, resterna av en magnifik villa som tros ha tillhört Lucius Calpurnius Piso Caesoninus (känd som Piso), en förmögen statsman och svärfar till Julius Caesar. Det lyxiga residenset hade en välutrustad trädgård omgiven av pelargångar och var fylld av vackra mosaiker, fresker och skulpturer. Och i vad som skulle komma att bli en av de mest frustrerande arkeologiska upptäckterna någonsin hittade arbetarna också cirka 2 000 papyrusrullar.

Rullarna utgör det enda intakta bibliotek som är känt från den klassiska världen, en oöverträffad gömma av antik kunskap. De flesta klassiska texter som vi känner till idag kopierades, och filtrerades och förvrängdes därför, av skrivare under århundraden, men dessa verk kom direkt från de grekiska och romerska lärdas egna händer. Den enorma vulkaniska värme och de gaser som Vesuvius spydde ut förkolnade dock skriftrullarna och gjorde dem svarta och hårda som kolklumpar. Under årens lopp har olika försök att öppna vissa av dem skapat en röra av bräckliga flingor som bara gav korta textstycken. Hundratals papyrusar lämnades därför oöppnade, utan realistiska utsikter att deras innehåll någonsin skulle avslöjas. Och det skulle förmodligen ha förblivit så om det inte vore för en amerikansk datavetare vid namn Brent Seales, chef för Center for Visualization & Virtual Environments vid University of Kentucky.

Seales är i kontrollrummet nu och tittar uppmärksamt på det: han rynkar pannan, har händerna i fickorna och breder ut benen.

Den papyrusskrot i den vita ramen, som hålls mellan två lager genomskinlig orange film, är bara tre millimeter i diameter och har en knappt synlig bokstav: ett gammaldags grekiskt tecken som kallas lunat sigma, som ser ut som ett smått ”c”. Bredvid skivspelaren, avskärmad i ett volframrör, finns en högupplöst röntgendetektor, kallad HEXITEC, som har tagit ingenjörerna tio år att utveckla. Seales tror att den kommer att fånga upp den desperat svaga signal han letar efter och på så sätt ”läsa” den lilla grekiska bokstaven. ”När jag började tänka på detta fanns den här tekniken inte”, säger han. ”Jag tror inte att det finns någon annan detektor i världen just nu som kan göra den här typen av mätningar.” Om det fungerar kan avbildningen av den enda bokstaven på den här förkolnade smulan hjälpa till att avslöja hemligheterna i hela biblioteket.

Ett klagande larm ljuder när Dopke går ut ur hagen innan Drakopoulos svänger igen den 1 500 kilo tunga, blyklädda dörren. Tillbaka i kontrollrummet visar datorskärmar en direktsändning av papyrus från flera olika vinklar när Drakopoulos klickar på sin mus för att höja luckan och översvämma hägnet med strålning. Bredvid honom sitter en ingenjör och förbereder sig för att fånga in data från detektorn. ”Redo?” frågar han. ”Jag ska trycka på Play.”

**********

Seales, som är 54 år, har vida ögon under en framträdande panna och en air av uppriktig och bestående optimism. Han är en osannolik pionjär inom papyrusstudier. Han är uppvuxen i närheten av Buffalo, New York, och har ingen utbildning i klassiker. Medan europeiska konservatorer och textforskare längtar efter att upptäcka förlorade verk av klassisk litteratur i Herculaneumrullarna, drömmer Seales, en evangelisk kristen, om att hitta brev skrivna av aposteln Paulus, som sägs ha rest runt i Neapel åren innan Vesuvius fick ett utbrott.

Seales växte upp på 1970- och 80-talen – de tidiga videospelenas tid, när kalifornier med stora drömmar byggde datorer i sina garage – och han var teknikintresserad från tidig ålder. Seales hade inga pengar till college, men en hjärna för komplex matematik och musik (han spelade violin i sin lokala kyrka) och vann ett dubbelt stipendium från University of Southwestern Louisiana för att studera datavetenskap och musik. När han senare doktorerade vid University of Wisconsin blev han fascinerad av ”datorseende” och började skriva algoritmer för att omvandla tvådimensionella fotografier till 3D-modeller – en teknik som senare till exempel gjorde det möjligt för fordon som Marsrovers att navigera i terrängen på egen hand. Seales började arbeta vid University of Kentucky 1991, och när en kollega tog med honom till British Library för att fotografera ömtåliga manuskript fann Seales, som var fascinerad av tanken på att se det osynliga, utmaningen spännande.

Projektet vid British Library var en del av en ”digital renässans” där miljontals böcker och hundratusentals manuskript fotograferades för eftervärlden och lagrades online. Seales hjälpte till att göra en digital version av den enda bevarade kopian av den gamla engelska episka dikten Beowulf och använde ultraviolett ljus för att förbättra den bevarade texten. Men när han arbetade med de förvridna, kockiga sidorna insåg han att tvådimensionella fotografier var otillräckliga, eftersom orden kan förvrängas eller döljas i veck och veck.

Så år 2000 skapade han tredimensionella datormodeller av sidorna i ett skadat manuskript, Otho B.x (en samling av helgonliv från 1000-talet), och utvecklade sedan en algoritm för att sträcka ut dem, vilket gav en artificiell ”platt” version som inte existerade i verkligheten. När detta fungerade undrade han om han kunde gå ännu längre och använda digital avbildning inte bara för att platta ut skrynkliga sidor utan också för att ”virtuellt packa upp” oöppnade skriftrullar – och avslöja texter som inte hade lästs sedan antiken. ”Jag insåg att ingen annan gjorde detta”, säger han.

Han började experimentera med en medicinsk datortomograf (CT), som använder röntgenstrålar för att skapa en tredimensionell bild av ett föremåls inre struktur. Först försökte han avbilda färgen på en modern hoprullad duk. Sedan skannade han sitt första autentiska objekt – ett bokband från 1400-talet som tros innehålla ett fragment av Predikaren gömt inuti. Det fungerade.

Suget av sin framgång föreställde sig Seales att han skulle läsa fragment av Dödahavsrullarna, som innehåller de äldsta bibliska skrifter som någonsin har hittats och som dateras så långt tillbaka som till det tredje århundradet f.Kr. och vars delar förblir oöppnade i dag. År 2005 tog en klassikerkollega med honom till Neapel, där många av de utgrävda Herculaneumrullarna visas på nationalbiblioteket, några steg från ett fönster med utsikt över bukten till självaste Vesuvius. De förvrängda, sönderfallande rullarna, som brännskadades av gaser på hundratals grader Celsius och överhettade vulkaniska material som med tiden hårdnade till 60 fot sten, ansågs av de flesta forskare vara själva definitionen av en förlorad sak.

För Seales var det en ”nästan utomvärldslig” upplevelse att se dem, säger han. ”Jag insåg att det fanns många dussintals, förmodligen hundratals, av dessa intakta rullar, och ingen hade den första idén om vad texten kunde vara. Vi tittade på manuskript som representerar de största mysterier som jag kan föreställa mig.”

**********

Han är inte den förste som försöker lösa dessa mysterier. När Karl III:s arbetare 1752 hittade de förkolnade klumparna inne i det som nu är känt som Villa dei Papiri antog de att det var kolbitar och brände dem eller kastade dem i havet. Men när de väl identifierades som rullar började Camillo Paderni, en konstnär med ansvar för de återfunna antikviteterna, att öppna de återstående rullarna. Hans metod bestod i att skära rullarna på mitten, kopiera all synlig text och sedan skrapa bort varje lager i tur och ordning för att avslöja vad som fanns därunder. Hundratals rullar transkriberades på detta sätt – och förstördes i processen.

1754 kom en präst och konservator i Vatikanen vid namn Antonio Piaggio på ett nytt sätt: Han limmade guldbaggeskinnet (en kalvs extremt tunna men ändå tåliga tarmhinna) på rullarnas yta, och använde sedan en konstruktion med vikter på strängar för att lätta på rullarna. Konstnärerna iakttog denna olidligt långsamma process och kopierade all exponerad skrift i blyertsskisser, så kallade disegni. Många av de fjälliga yttre skikten på rullarna avlägsnades innan den inre delen kunde rullas upp, och papyrusen slets ofta av i smala remsor och lämnade lager som var sammanfogade. Hundratals rullar drogs isär med hjälp av Piaggios maskin, men de avslöjade endast begränsad text.

Forskare som söker i de transkriberade fragmenten efter förlorade litterära verk har i stort sett blivit besvikna. Några få delar av latinska verk har upptäckts, bland annat delar av Annales av Quintus Ennius, en episk dikt från andra århundradet f.Kr. om Roms tidiga historia, och Carmen de bello Actiaco, som berättar om Antonius och Kleopatras sista timmar. Den stora majoriteten av de öppnade rullarna innehöll grekiska filosofiska texter som rörde idéer från Epikur, en atensk filosof från slutet av det fjärde och början av det tredje århundradet f.Kr. som trodde att allt i naturen består av atomer som är för små för att synas. En del är skrivna av Epikur själv, till exempel en del av Om naturen, ett enormt verk som tidigare var känt men försvunnet. Men de flesta är skrivna av Philodemus, en epikuréer som anställdes av Piso på det första århundradet före Kristus, och omfattar Epikurus åsikter om etik, poesi och musik.

Ingen av Herculaneumrullarna har öppnats sedan 1800-talet, och forskarna har i stället koncentrerat sig på att pressa fram information ur de redan avslöjade texterna. Ett steg framåt togs på 1980-talet, när Dirk Obbink vid Oxfords universitet och Daniel Delattre vid Frankrikes nationella centrum för vetenskaplig forskning oberoende av varandra tog reda på hur man kunde sätta ihop fragment som dissekerats under Paderni. På 1990-talet fotograferade forskare från Brigham Young University de överlevande öppnade papyrierna med hjälp av multispektral avbildning, som använder en rad olika våglängder av ljus för att belysa texten. Särskilt infrarött ljus ökade kontrasten mellan det svarta bläcket och den mörka bakgrunden. Det var ett ”enormt genombrott”, säger Obbink. ”Det gjorde det möjligt för oss att läsa mycket mer av de utrullade rullarna.”

De nya bilderna utlöste en våg av forskning om den epikureiska filosofin, som hade varit dåligt förstådd jämfört med de rivaliserande idéerna hos Platon, Aristoteles eller stoikerna. Men texterna var fortfarande ofullständiga. Början av alla manuskript saknas fortfarande. Och prosan är ofta förvirrad, eftersom bokstäver och ord från olika lager av en skriftrulle hamnade bredvid varandra i tvådimensionella återgivningar. ”Vad vi verkligen skulle vilja göra”, säger Obbink, ”är att läsa en text från början till slut.”

Det trodde man var omöjligt, tills Seales såg rullarna i Neapel och insåg att hans forskning hade lett till just denna stora utmaning. ”Jag tänkte att jag är ett år bort”, säger Seales. ”Allt jag behöver göra är att få tillgång till rullarna, så kan vi lösa detta.”

Det var för 13 år sedan.

**********

Seales underskattade kraftigt, bland annat svårigheten att få tillstånd ens för att studera rullarna. Konservatorer är förståeligt nog ovilliga att dela ut dessa fruktansvärt ömtåliga föremål, och biblioteket i Neapel vägrade Seales begäran om att få skanna en av dem. Men en handfull papyrusar från Herculaneum hamnade i England och Frankrike, som gåvor från Ferdinand, son till Karl III och kung av Neapel och Sicilien. Seales samarbetade med Delattre och Institut de France, som har sex rullar i sin ägo. Två av rullarna är i hundratals bitar efter tidigare försök att öppna dem, och Seales fick så småningom tillstånd att studera tre små fragment.

Det första problemet som han hoppades kunna lösa var hur man kan upptäcka bläck som är gömt inuti ihoprullade rullar. Från slutet av det tredje århundradet e.Kr. och framåt tenderade bläck att innehålla järn, som är tätt och lätt att upptäcka på röntgenbilder. Men de papyrusar som hittades i Herculaneum, som skapades före år 79 e.Kr., var skrivna med bläck som främst bestod av träkol blandat med vatten, vilket är extremt svårt att skilja från den förkolnade papyrus som det sitter på.

I sitt labb i Kentucky utsatte Seales papyrusskropparna för ett batteri av icke-invasiva tester. Han letade efter spårämnen i bläcket – allt som skulle kunna synas i datortomografi – och upptäckte små mängder bly, kanske föroreningar från ett bläckhorn eller ett vattenrör av bly. Det räckte för att Institut de France skulle ge honom tillgång till två intakta papyrier: svärtade korvformade artefakter som Seales gav smeknamnet ”Banana Boy” och ”Fat Bastard”. Seales ordnade så att en 600 pund tung högupplösande datortomograf skickades med lastbil från Belgien, och han gjorde intrikat detaljerade skanningar av rullarna. Men efter att ha analyserat uppgifterna i flera månader konstaterade Seales till sin stora besvikelse att bläcket i rullarna, trots spåren av bly, var osynligt.

Vad värre var, skanningarna visade att lagren inuti rullarna var så förkolnade att det på många ställen inte gick att upptäcka någon separation mellan dem. ”Det var helt enkelt för komplicerat för våra algoritmer”, medger Seales. Han spelade upp en video med data från datortomografin för mig, som visar en av rullarna i tvärsnitt. Papyrusvirvlarna glödde vita mot en mörk bakgrund, som tätt lindade silkessträngar. ”Ta bara en titt på det där”, sade Seales. ”Det var då vi visste att vi var dömda för tillfället.”

Det som gör den virtuella avplockningen till en så komplex utmaning är att även om man avbildar insidan av en hoprullad skriftrulle som är skriven med bläck som lyser starkt i skanningar, skulle man ändå bara se en svindlande röra av tätt packade bokstäver som svävar i rymden, likt ett tredimensionellt pussel – men utan en slutlig bild som kan användas som vägledning. För att dechiffrera detta virrvarr av bokstäver var Seales viktigaste innovation att utveckla en programvara för att lokalisera och modellera ytskiktet i en upprullad skriftrulle, som analyserar varje punkt i så många som 12 000 tvärsnitt. Sedan letar han efter täthetsförändringar som motsvarar bläcket och tillämpar filter eller andra tekniker för att öka kontrasten i bokstäverna så mycket som möjligt. Det sista steget är att figurativt ”rulla ut” bilden för läsning.

Seales tillbringade 2012 och 2013 som gästforskare vid Googles kulturinstitut i Paris och förstärkte sina algoritmer för att klara av de komplexa strukturer som datortomografierna hade avslöjat. Han fick chansen att pröva sitt nya tillvägagångssätt kort därefter, när Pnina Shor, vid Israel Antiquities Authority, eller IAA, i Jerusalem, kontaktade honom om en karboniserad pergamentrulle som hittats i den antika staden Ein Gedi, på den västra stranden av Döda havet. Rullen grävdes ut från resterna av en synagoga som förstördes av en brand på 600-talet e.Kr. Den förkolnade, cigarrformade klumpen var alldeles för ömtålig för att öppnas, men israeliska forskare hade nyligen gjort en datortomografi av den. Skulle Seales kunna ta en titt på uppgifterna? Shor överlämnade en hårddisk och Seales och hans kollegor började arbeta.

Under tiden jagade Seales en ny idé för att läsa kolbaserat bläck: Röntgenfaskontrasttomografi, en mycket känslig form av avbildning som kan upptäcka subtila täthetsförändringar i ett material – den typ som kan uppstå när bläck appliceras på papyrus – genom att mäta den förändrade intensiteten hos strålen när den passerar genom ett objekt. Det är dock bara en stor partikelaccelerator som kan producera en sådan stråle. En av de närmaste var Synchrotron Soleil utanför Paris. Seales begäran om ”stråltid” där avslogs, men han och Delattre kontaktades senare av en italiensk fysiker vid namn Vito Mocella, som hade nära kopplingar till en annan synkrotron i Grenoble i sydöstra Frankrike. Seales tillhandahöll skräddarsydda lådor för rullarna, byggda med hjälp av data från hans datortomografi, men hans schema tillät honom inte att resa. Så i december 2013 tog Delattre Banana Boy och en annan rulle till Grenoble utan honom.*

Seales väntade ivrigt på de utlovade uppgifterna, men filerna kom inte. I januari 2015 publicerade sedan Mocellas grupp resultaten utan honom. Det var, säger Seales, en ”olidligt frustrerande” upplevelse. ”Jag trodde att vi samarbetade, tills jag insåg att känslan inte var ömsesidig.”

Nyhetsartiklar runt om i världen rapporterade att Herculaneumrullarna äntligen hade dechiffrerats. Men i själva verket hade Mocella hävdat att han bara hade läst bokstäver, och vissa forskare är försiktiga till och med när det gäller dessa, inte minst eftersom gruppen inte publicerade tillräckligt med information för att andra skulle kunna replikera analysen. Mocella delade slutligen sina uppgifter med Seales och andra efter publiceringen. Efter att ha granskat dem drog Seales slutsatsen att resultaten var ett fiasko. ”Datasetet gav ingen kontrast vid bläcket”, berättade han. Seales tror att forskarna, som saknade programvara för att modellera ytorna i rullarna, såg ”spöken” – slumpmässiga mönster i papyrusens fiberstruktur som bara råkar se ut som bokstäver. Han är nu övertygad om att enbart fas-kontrasttomografi inte räcker för att läsa Herculaneum-rullarna på något meningsfullt sätt. (Mocella insisterar på att bokstäverna han såg var äkta, och han ifrågasatte Seales version av händelsen. ”Ur min synvinkel arbetar jag och mitt team fortfarande med Brent, eftersom vi har gett honom, liksom andra specialister som han, de flesta av skanningarna”, sade Mocella.)

I det läget hade Seales avslutat en preliminär analys av Ein Gedi-rullen, och i juli 2015 tillkännagav han och IAA sina resultat. ”Vi slog absolut till med en hemkörning”, säger Seales.

I motsats till författarna till Herculaneumrullarna hade de hebreiska skribenterna blandat metaller i sitt bläck. Seales programvara kartlade bokstäverna korrekt på det hoprullade pergamentet och vecklade sedan ut det virtuellt, vilket avslöjade all överlevande text i perfekt ordning på var och en av de fem omslagen av rullen. Det fanns 35 rader text i två kolumner, bestående av hebreiska bokstäver som bara var två millimeter höga. Israeliska forskare identifierade texten som de två första kapitlen i 3:e eller 4:e århundradet e.Kr. Det var ett enormt viktigt fynd för bibelforskare: den äldsta bevarade kopian av den hebreiska Bibeln utanför Dödahavsrullarna, och en glimt av Bibelns historia under en period från vilken det knappt finns några texter bevarade.

Och det var ett bevis på att Seales’ metod fungerade. Efter Mocellas publikation vägrade dock Institut de France ytterligare tillgång till sina Herculaneumrullar. Därför riktade Seales sin uppmärksamhet mot Oxford.

**********

Bodleian Libraries vid Oxfords universitet har fyra Herculaneumrullar som anlände 1810 efter att ha presenterats för prinsen av Wales. De förvaras djupt inne i byggnaden, på en plats som är så hemlig att till och med David Howell, Bodleians chef för kulturarvsforskning, säger att han inte vet var den finns.

Seales fick inte tillåtelse att se de intakta papyrerna, än mindre skanna dem. Men en av de fyra, känd som ”P.Herc. 118”, skickades till Neapel 1883 för att rullas ut med hjälp av Piaggios maskin. Den kom tillbaka som en mosaik av smulor, som limmades på silkespapper och monterades bakom glas i 12 träramar. Texten verkar vara en historia om den epikureiska filosofin, troligen av Philodemus, men den har varit särskilt utmanande för forskare att tolka. Ett fragment kan tyckas täckt av kontinuerliga skrivlinjer, säger Obbink, ”men i själva verket hoppar man för varje centimeter upp eller ner ett lager.”

För att bevisa värdet av sitt tillvägagångssätt bad Seales Bodleian att låta honom analysera P.Herc. 118. Om allt gick bra, hoppades han, skulle han kanske få en chans att skanna de intakta rullarna senare. ”Vi skulle inte nödvändigtvis ha valt att engagera oss, om det inte vore för Brents entusiasm”, säger Howell. Så i juli 2017 togs de 12 ramarna ur lagret och fördes till Howells kontor på tredje våningen – något av en kupp för Seales, med tanke på deras ovärderliga karaktär. Howell har arbetat med konservering i nästan 35 år, och till och med han kände sig avskräckt när de skyddande glasramarna avlägsnades och den ömtåliga papyrus som fanns därunder avslöjades. ”Det här är de mest skrämmande föremål jag någonsin har hanterat”, säger han. ”Om du nyser skulle de blåsa iväg.”

Seales och en annan kollega skannade dessa rullfragment med hjälp av en handhållen 3D-skanner som kallas Artec Space Spider. Under tiden utförde Howell hyperspektral avbildning, som använder hundratals våglängder av ljus. Howell lyssnade på Pink Floyd med hjälp av brusreducerande hörlurar för att slippa undan skannerns gnisslande buller, säger han, plus vetskapen om att om något gick fel ”kan jag lika gärna packa mina väskor och åka hem och inte komma tillbaka”.”