پرتو ایکس و یادگیری ماشین، ردپای روش‌های آماده‌سازی نسخه‌های خطی برگ نخل را آشکار کردند
۲۳ مهر ۱۴۰۵ (۱۵ اکتبر ۲۰۲۶)
نویسنده: توماس تسوفال، مرکز سنکروترون الکترونی آلمان (DESY)
ویرایش: گبی کلارک | بازبینی: رابرت ایگان
مردم جنوب و جنوب شرق آسیا قرن‌ها آموزه‌های دینی، آثار ادبی، مقررات حقوقی و دانش علمی خود را روی برگ‌های نخل ثبت می‌کردند. این برگ‌ها پیش از آنکه بتوان چیزی روی آن‌ها نوشت یا حک کرد، باید مراحل آماده‌سازی مفصلی را پشت سر می‌گذاشتند. روش‌های فرآوری برگ‌ها از منطقه‌ای به منطقه دیگر متفاوت بود و احتمالاً هر روش، آثار مادی مشخصی بر ساختار و ترکیب آن‌ها بر جای می‌گذاشت.
امروزه بازسازی شیوه آماده‌سازی این برگ‌ها و تعیین خاستگاه جغرافیایی آن‌ها کار آسانی نیست. گروهی بین‌المللی از پژوهشگران بررسی کرده‌اند که ساختار و ترکیب شیمیایی مواد تشکیل‌دهنده این نسخه‌های خطی چه اطلاعاتی درباره آن‌ها در اختیار ما می‌گذارد. پژوهشگران برای این منظور، تحلیل‌های پرتو ایکس در تأسیسات PETRA III مرکز DESY و مرکز تابش سنکروترونی اروپا (ESRF) را با روش‌های یادگیری ماشین ترکیب کردند. نتایج این پژوهش در مجله علمی npj Heritage Science منتشر شده است.
مقایسه ۱۶۰ نمونه از مواد
در این پژوهش، ۱۶۰ نمونه مورد بررسی قرار گرفت که شامل ۸۵ نسخه خطی و ۷۵ نمونه مرجع امروزی بود. این مواد از مجموعه‌ها و مناطق مختلف جنوب و جنوب شرق آسیا گردآوری شده بودند. هدف پژوهشگران این بود که مشخص کنند آیا ویژگی‌های مادی نمونه‌ها می‌تواند به تشخیص سرده‌های مختلف نخل، شناسایی مراحل گوناگون فرآوری برگ‌ها و یافتن ارتباط احتمالی آن‌ها با خاستگاه جغرافیایی‌شان کمک کند یا خیر.
یکی از مهم‌ترین مزیت‌های این روش، غیرمخرب بودن آن است. برای بررسی نسخه‌های تاریخی ظریف و آسیب‌پذیر، نیازی به جدا کردن نمونه از آن‌ها نیست. در عوض، روش‌های مختلف پرتو ایکس اطلاعاتی درباره ساختار درونی برگ‌ها و ترکیب شیمیایی آن‌ها فراهم می‌کنند.
اندازه‌گیری‌ها در ایستگاه آزمایشی P62 متعلق به منبع پرتو ایکس PETRA III در مرکز DESY و همچنین در مرکز تابش سنکروترونی اروپا (ESRF) در شهر گرونوبل فرانسه انجام شد.
لورا گایاردو، نویسنده نخست این پژوهش و پژوهشگر دانشگاه فناوری هامبورگ (TU Hamburg)، بر اهمیت غیرمخرب بودن این روش تأکید می‌کند و می‌گوید: «برای آثار فرهنگی کمیاب و شکننده، دستیابی به اطلاعات گسترده درباره ساختار و ترکیب شیمیایی آن‌ها بدون نیاز به نمونه‌برداری ضروری است. با ترکیب چند روش مبتنی بر تابش سنکروترونی، می‌توانیم در یک آزمایش، لایه‌های مختلف تاریخچه مادی یک نسخه خطی را بررسی کنیم و شمار زیادی از این آثار را به‌صورت نظام‌مند با یکدیگر مقایسه کنیم.»
پرتو ایکس ویژگی‌های مادی برگ‌ها را آشکار می‌کند
پژوهشگران سه روش تحلیلی را با یکدیگر ترکیب کردند که هرکدام ویژگی متفاوتی از برگ‌های نخل را آشکار می‌کند. پراکندگی پرتو ایکس در زاویه کوچک (SAXS) اطلاعاتی درباره ساختار و جهت‌گیری شبکه الیاف فراهم می‌کند. پراکندگی پرتو ایکس در زاویه بزرگ (WAXS) سهم نسبی سلولز بلوری و مواد بی‌شکل را مشخص می‌کند. روش فلورسانس پرتو ایکس (XRF) نیز توزیع عناصر شیمیایی را در بخش‌های مختلف ماده نشان می‌دهد.
پژوهشگران برای تحلیل یکپارچه داده‌های حاصل از این اندازه‌گیری‌ها از یادگیری ماشین استفاده کردند. در این رویکرد، به‌جای تکیه بر نتایج یک روش اندازه‌گیری، مجموعه‌ای از ویژگی‌های ساختاری و شیمیایی در کنار یکدیگر بررسی می‌شوند تا بتوان مواد مختلف را از هم تشخیص داد.
فرآوری برگ‌ها ردپایی قابل اندازه‌گیری بر جای می‌گذارد
نتایج نشان می‌دهد که می‌توان دو سرده نخل بررسی‌شده را با اتکای به ویژگی‌های مادی آن‌ها با اطمینان نسبتاً بالایی از یکدیگر تشخیص داد. فرآوری برگ‌ها در این میان نقش مهمی دارد؛ زیرا پس از آماده‌سازی و اعمال عملیات فرآوری، تفاوت‌های میان این دو سرده آشکارتر می‌شود. بنابراین، ویژگی‌های قابل اندازه‌گیری برگ‌ها تنها بازتاب خاستگاه گیاه‌شناختی آن‌ها نیست، بلکه نشان می‌دهد هر یک از این دو سرده در برابر روش‌های ساخت و آماده‌سازی چه واکنش متفاوتی داشته‌اند.
با این حال، تعیین خاستگاه جغرافیایی نمونه‌ها دشوارتر بود. نمونه‌های بررسی‌شده از سریلانکا و جنوب هند شباهت‌های مادی قابل‌توجهی داشتند که ممکن است ناشی از سنت‌های مشابه در فرآوری برگ‌ها باشد. در مقابل، نمونه‌های تایلندی در مجموعه داده‌های پژوهش، ویژگی‌های مادی نسبتاً متمایزی نشان دادند. این تفاوت احتمالاً با شیوه‌های خاص فرآوری برگ نخل در برخی مناطق تایلند ارتباط دارد.
تفاوت‌های مادی منظمی که میان گروه‌های مختلف شناسایی شد، از وجود نوعی اثر انگشت مادی مرتبط با روش‌های منطقه‌ای فرآوری حکایت دارد. با وجود این، هنوز نمی‌توان بر اساس این ویژگی‌ها خاستگاه جغرافیایی نسخه‌ها را با اطمینان تعیین کرد. یکی از دلایل این محدودیت، کم بودن تعداد نمونه‌های متعلق به برخی مناطق جغرافیایی است. افزون بر این، پژوهشگران تنها توانستند بخشی از تأثیر فرسودگی ناشی از گذر زمان و شرایط نگهداری را بر ویژگی‌های مادی نمونه‌ها ارزیابی کنند.
پاتریک هوبر، مدیر مؤسسه مواد و فیزیک پرتو ایکس در دانشگاه فناوری هامبورگ و سرپرست گروه پژوهشی «تحلیل مواد با پرتو ایکس و وضوح بالا» در مرکز DESY، درباره این محدودیت توضیح می‌دهد: «داده‌های مربوط به ویژگی‌های مادی به‌تنهایی هنوز نمی‌توانند خاستگاه جغرافیایی نسخه‌ها را با قطعیت مشخص کنند. ویژگی‌های برگ‌ها تحت تأثیر چندین عامل مرتبط با یکدیگر شکل می‌گیرد و گروه‌های نمونه موجود نیز از نظر تعداد یکسان نیستند. بنابراین، یافته‌ها باید در کنار شواهد تاریخی و نسخه‌شناختی تفسیر شوند.»
تحلیل مواد، مکمل پژوهش‌های نسخه‌شناسی است
تحلیل ویژگی‌های مادی نسخه‌های خطی، راه تازه‌ای برای بررسی آثار تاریخی در اختیار پژوهشگران این حوزه قرار می‌دهد. جووانی چوتی، پژوهشگر نسخه‌های خطی در دانشگاه بولونیا و مرکز مطالعات فرهنگ‌های نسخه‌های خطی، توضیح می‌دهد: «از دیدگاه مطالعات نسخه‌های خطی، هیجان‌انگیزترین جنبه این پژوهش آن است که تحلیل مواد می‌تواند ارتباطاتی را آشکار کند که تنها از طریق بررسی خط، شکل ظاهری یا اطلاعات فهرست‌نویسی قابل مشاهده نیستند. این نشانه‌های فیزیکی زمانی معنای فرهنگی پیدا می‌کنند که در کنار شواهد نسخه‌شناختی و تاریخی تفسیر شوند؛ برای مثال، هنگامی که می‌خواهیم بدانیم آیا آثار مختلف ممکن است در سنت‌های ساخت مشترک بوده باشند یا از مسیرهای یکسان انتقال دانش پیروی کرده باشند.»
هوبر نیز بر اهمیت پیوند دادن روش‌های علمی با پرسش‌های حوزه علوم انسانی تأکید می‌کند و می‌گوید: «تابش سنکروترونی در اینجا به‌خودی‌خود هدف نیست. ارزش واقعی آن زمانی آشکار می‌شود که حساسیت فوق‌العاده این روش‌ها در خدمت پاسخ‌گویی به پرسش‌های دقیق علوم انسانی قرار گیرد. این پژوهش نشان می‌دهد که چگونه یک زیرساخت پژوهشی بزرگ‌مقیاس می‌تواند منابع کاملاً تازه‌ای از شواهد را برای مطالعات فرهنگی و نسخه‌های خطی فراهم کند؛ آن هم به روشی غیرمخرب، کمی و قابل استفاده برای بررسی مجموعه‌های مختلف.»
این پژوهش نشان می‌دهد که ترکیب روش‌های گوناگون پرتو ایکس چگونه می‌تواند جنبه‌های مکملی از ویژگی‌های مادی نسخه‌های خطی برگ نخل را آشکار کند. مجموعه این اندازه‌گیری‌ها امکان شناسایی تفاوت‌های مادی مرتبط با سرده گیاهی و شیوه فرآوری را فراهم می‌کند. همچنین می‌توان بررسی کرد که این ویژگی‌ها تا چه اندازه بازتاب‌دهنده سنت‌های متفاوت ساخت نسخه‌های خطی در مناطق جغرافیایی مورد مطالعه هستند.
هنگامی که نتایج تحلیل‌های علمی در کنار شواهد تاریخی و نسخه‌شناختی قرار می‌گیرند، راه تازه‌ای برای شناخت شیوه تولید، آماده‌سازی و استفاده از نسخه‌های خطی گشوده می‌شود. این رویکرد همچنین می‌تواند به بررسی این موضوع کمک کند که برخی از این سنت‌های منسوخ‌شده چگونه در گذر زمان و در مناطق مختلف جنوب و جنوب شرق آسیا تغییر کرده و به شیوه‌های متنوعی گسترش یافته‌اند.
اطلاعات بیشتر
لورا گایاردو و همکاران، «تحلیل چندروشی نسخه‌های خطی برگ نخل با پرتو ایکس سنکروترونی: نشانه‌های ساختاری و ترکیبی سرده گیاهی، شیوه ساخت و خاستگاه»، مجله npj Heritage Science، سال ۲۰۲۶. شناسه دیجیتال مقاله: 10.1038/s40494-026-03023-3
مطلب ارائه‌شده از سوی مرکز سنکروترون الکترونی آلمان (DESY).