Røntgenbillede markerer stedet i elementær analyse af det 15. århundredes trykpressemetoder

I 1400-tallets Tyskland udviklede Johannes Gutenberg en trykpresse, en maskine, der tillod masseproduktion af tekster. Det anses af mange for at være et af de mest betydningsfulde teknologiske fremskridt i det sidste årtusinde.

Selvom Gutenberg ofte modtager kredit som opfinderen af ​​trykpressen, engang tidligere, omkring 5.000 miles væk, havde koreanerne allerede udviklet en bevægelig trykpresse.

Der er ingen tvivl om, at østasiater var først. Der er heller ingen tvivl om, at Gutenbergs opfindelse i Europa havde en langt større betydning.

"Det, der ikke vides, er, om Gutenberg kendte til den koreanske trykning eller ej. Og hvis vi kunne kaste lys over det spørgsmål, ville det være verdensomspændende," siger Uwe Bergmann, professor i fysik ved University of Wisconsin-Madison, der, med UW–Madison fysik kandidatstuderende Minhal Gardezi, er en del af et stort, tværfagligt team, der analyserer historiske tekster.

"Men selvom vi ikke gør det, kan vi lære meget om tidlige trykmetoder, og det vil allerede være en stor indsigt," tilføjer Bergmann.

Disse tekster inkluderer sider fra en Gutenberg-bibel og konfucianske tekster, og de hjælper med at undersøge disse spørgsmål. Holdet omfatter koreanske teksteksperter fra det 15. århundrede, Gutenberg-eksperter, papireksperter, blækeksperter og mange flere.

Hvordan endte to fysikere med at deltage i et tilsyneladende meget ikke-fysisk kulturarvsprojekt? Bergmann havde tidligere arbejdet på andre historiske tekstanalyser, hvor han var banebrydende for anvendelsen af ​​en teknik kendt som røntgenfluorescens (XRF) billeddannelse.

I XRF-billeddannelse sender en kraftfuld maskine kaldet en synkrotron en intens og meget lille røntgenstråle - omkring diameteren af ​​et menneskehår - på en side med tekst i en 45-graders vinkel. Strålen exciterer elektroner i atomerne, der udgør teksten, hvilket kræver, at en anden elektron udfylder det mellemrum, den første har efterladt (alt stof består af atomer, som indeholder endnu mindre komponenter kaldet elektroner).

Den anden elektron mister energi i processen, og den energi frigives som et lille lysglimt. En detektor placeret strategisk i nærheden opfanger det lys eller dets røntgenfluorescens og måler både dets intensitet og den del af lysspektret, som det tilhører.

"Hvert enkelt grundstof i det periodiske system udsender et røntgenfluorescensspektrum, der er unikt for det atom, når det rammes med en højenergi røntgenstråle. Baseret på dets 'farve' ved vi præcis, hvilket grundstof der er til stede," siger Gardezi . "Det er et instrument med meget høj præcision, der fortæller dig alle de elementer, der er på hvert sted i en prøve."

Med disse oplysninger kan forskere effektivt skabe et elementært kort over dokumentet. Ved hurtigt at scanne en side hen over røntgenstrålen kan de oprette en registrering af XRF-spektret ved hver pixel. En side kan producere flere millioner XRF-spektre.

Denne sommer var Bergmann og Gardezi en del af et team, der brugte XRF-scanning på SLAC National Accelerator Laboratory i Californien til at producere elementære kort over flere store områder fra originalsider i en førsteudgave, 42-linjers Gutenberg-bibel (dateret tilbage til 1450) til 1455 e.Kr.) og fra koreanske tekster, der går tilbage til den tidlige del af det århundrede.

De scannede teksterne med en hastighed på omkring en pixel hvert 10. millisekund og filtrerede derefter dataene efter elementær signatur, hvilket gav højopløselige kort over, hvilke elementer der er til stede og i hvilke relative mængder.

På en måde er arbejdet som at grave efter skatte fra et gammelt kort – Gardezi siger, at forskerne ikke ved præcis, hvad de leder efter, men de er mest interesserede i det uventede.

For eksempel præsenterede hun for nylig tidlige resultater af scanninger for holdet for at demonstrere, at tilgangen havde fungeret, og at forskerne kunne adskille forskellige elementer. Det viser sig, at dette ikke er det, holdet fandt mest interessant.

"I stedet brugte disse lærde 15 til 20 minutter på at tale om, "Hvorfor er (dette element) til stede?" og komme med hypoteser," siger Gardezi. "Som fysikere ville vi ikke engang erkende, om noget er overraskende eller ej. Det er virkelig dette tværfaglige aspekt, der fortæller os, hvad vi skal kigge efter, hvad den rygende pistol er."

Efterhånden som der opstår flere spørgsmål baseret på elementaranalyserne, vil Bergmann og Gardezi hjælpe med at guide teamet til at løse disse spørgsmål kvantitativt. De planlægger allerede at genskabe nogle tidlige udskrifter i laboratoriet – med kendte typer, papirer og blæk – og derefter sammenligne disse XRF-scanninger med originalerne.

Forskningen vil måske aldrig endeligt afgøre, om Gutenberg kendte til de koreanske presser, eller om han udviklede sin presse uafhængigt. Men uden adgang til selve de originale presser rummer disse tekster de eneste spor til at forstå naturen af ​​disse transformative maskiner.

"Jo mere du læser om det, jo mere lærer du, at der er mindre sikkerhed for flere ting i forbindelse med tidlige trykpresser," siger Bergmann. "Måske vil denne teknik give os mulighed for at se disse print som en tidskapsel og få uvurderlig indsigt i dette vandskeløjeblik i menneskets historie." + Udforsk yderligere

Brug af AI til at udfylde de manglende huller i gamle tekster