Ученые ЛЭТИ совместно с СПбИИ РАН восстановили «утраченные» надписи на документах XIV–XV веков

Рукописные памятники, старинные книги и исторические документы представляют собой бесценные артефакты, хранящие ключи к пониманию культурно-исторического и интеллектуального наследия прошлых эпох. Сохранение и изучение таких объектов требует применения передовых научных подходов, среди которых особое место занимают современные лазерные и оптико-электронные технологии.

С течением времени старинные рукописные документы неизбежно подвергаются деградации. Органические чернила, использовавшиеся в древности, имеют свойство со временем выцветать, химически разлагаться на подложке или просто расплываться, из-за чего записи становятся трудночитаемыми или полностью утрачиваются. Эта естественная утрата превращает многие уникальные исторические источники в сложные объекты для исследования, требующие использования специальных неразрушающих методов визуализации.

Кроме того, пергаменная и бумажная основа большинства книг и документов особенно подвержена естественному старению и разрушению под воздействием агрессивных внешних факторов. Также существует серьезный риск появления на них различных микроорганизмов, например плесени или микроскопических грибов. Биологические поражения приводят к необратимым разрушениям материалов, составляющих основу артефактов, а также безвозвратной утере ценнейших текстовой и графической информации.

Обеспечение сохранности таких объектов является приоритетным направлением в сфере защиты культурно-исторического наследия. По этим причинам сегодня требуются методики, позволяющие выявить природу деградации материалов старинных документов без их повреждения.

– Мы применили несколько неинвазивных методов для восстановления читаемости угасших текстов и выявления причин деградации пергаменной основы старинных документов из фондов Санкт-Петербургского института истории РАН. С помощью цифровой фотосъемки в ультрафиолетовом освещении, гиперспектральной съемки и просмотрового детектора банкнот нам удалось проявить как частично, так и полностью утраченные исторические записи. Кроме того, методом инфракрасной Фурье-спектроскопии без взятия проб была получена информация о состоянии пергамена и химическом составе темных пятен неизвестной природы на поверхности одного из документов. Проделанная работа крайне важна для изучения и сохранения культурно-исторического наследия. Визуализация угасших текстов позволила историкам получить доступ к уникальной информации из документов, которая ранее считались утраченной. Инфракрасная спектроскопия, в свою очередь, дала возможность неинвазивно определить природу загрязнений и структурных изменений материала, что необходимо для выбора безопасных методов реставрации и консервации рукописных памятников, – рассказала Татьяна Константиновна Лепехина, аспирант кафедры лазерных измерительных и навигационных систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ», младший научный сотрудник Лаборатории комплексного исследования рукописных памятников Санкт-Петербургского института истории РАН.

Для реализации подхода исследователи провели анализ предоставленных архивом Санкт-Петербургского института истории РАН посланий дожей Венеции XIV–XV веков. Это официальные дипломатические и административные документы, издававшихся от имени главы Венецианской республики, которые представляют собой важнейший исторический источник по изучению внешней политики, дипломатии и торговых связей Венеции эпохи Возрождения.

На первом этапе исследователи визуализировали угасший текст, последовательно применив три различных метода. Сначала они использовали просмотровый детектор банкнот для предварительного сканирования. Несмотря на узкую функциональную направленность, эти приборы также находят применение и в реставрационной практике в качестве доступного инструмента для оперативной диагностики. Детектор помог определить длины волн источника освещения, позволяющие визуализировать угасшие надписи.

Затем они применили разработанный ранее в ЛЭТИ гиперспектральный комплекс для восстановления и анализа архивных документов, исторических артефактов и произведений искусства. Принцип получения изображения комплексом во многом схож с обычным офисным сканером: на подвижной платформе располагается объект для исследования, который затем равномерно освещается белым или ультрафиолетовым источником света. Информация во всех каналах фиксируется с помощью специальной гиперспектральной камеры. В отличие от человеческого глаза, воспринимающего лишь три базовых цвета, она способна фиксировать объект сразу в 224 каналах видимого и ультрафиолетового диапазонов, извлекая в десятки раз больше скрытой информации. Полученные массивы данных ученые обработали методом главных компонент, позволяющий уменьшить количество признаков в данных (понизить размерность), сохранив при этом максимум полезной информации. Финальным инструментом стала цифровая фотосъемка на высокоразрешающую камеру в ультрафиолетовом освещении – именно она дала наилучшую четкость изображения и показала самые высокие результаты для дальнейшего анализа.

Второй, не менее важный этап был посвящен анализу деградации пергамена и выявлению природы загадочных темных пятен на грамоте 1360 года. Для этого применялась инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (метод, определяющий химический состав, структуру и свойства веществ) в режиме зеркального отражения. Поиск скрытых закономерностей и классификация массивов полученных спектральных данных осуществлялись методами хемометрики на базе языка программирования Python. В частности, математический анализ ИК-спектров был реализован с помощью метода главных компонент. Это позволило разделить исследуемые участки документа по степени их деструкции, отличить следы естественного старения пергамена, чернил, пятен, продуктов жизнедеятельности микроорганизмов-биодеструкторов, а также выявить причины их возникновения.

– В результате проделанной работы удалось прочесть надписи, оставленные на обороте десяти дожеских посланий, адресованных подеста и капитанам Тревизо. Удалось установить, что все надписи были сделаны одной и той же рукой XVI–XVII в. Это позволило подтвердить общее происхождение документов – не из фамильных архивов лиц, занимавших должности подеста, а из старинного разрозненного фонда подестерии, уцелевшая часть которого в настоящее время хранится в Государственном архиве Тревизо. Можно предположить, что надписи были смыты в процессе пересмотра архива и снабжения документов новыми атрибуционными записями на фрагментах бумаги, приклеенных поверх стертых записей. Либо же архивные отметки вместе с бумажными аннотациями были удалены в XIX в., в момент попадания документов на антикварный рынок – чтобы скрыть их принадлежность к государственному архиву, откуда они были похищены. Восстановленные в результате визуализации надписи представляют собой краткие отметки о содержании посланий с упором на реалии, значимые для юридической практики и для истории Тревизо.
В двух случаях прочтение этих утраченных помет позволило уточнить сведения, упоминаемые в самих посланиях, критическое издание которых готовится в рамках проекта «От средневекового скриптория к канцелярии Нового времени: Письменные практики России и Западной Европы» (грант РНФ 25-78-20012). Так, например, только утраченная архивная запись содержала фамилию кондотьера Джанантонио Гаттамелаты. Это было личное прозвище, унаследованное военачальником от его знаменитого отца Эразмо да Нарни, известного на весь мир благодаря конной статуе Донателло в Падуе. Поэтому в официальной документации оно не использовалось. В послании дожа Франческо Фоскари 1456 г. кондотьер назван просто по имени с титулом «magnificus», что существенно затрудняло атрибуцию.
Математический анализ спектральных данных позволил установить, что темные пятна на послании 1360 г. не являются ни следами чернил (так называемые, пробы пера), ни следствием естественного старения материала, а с высокой долей вероятности представляют собой следы жизнедеятельности микроорганизмов, занесенных на пергамен во время его хранения в архиве Тревизо личинками какого-то насекомого, – рассказал старший научный сотрудник Отдела источниковедения Санкт-Петербургского института истории РАН, к.и.н. Александра Викторовна Чиркова.

Интеграция подходов, примененных исследователями из ЛЭТИ, позволила сформировать практическую методологию неинвазивной диагностики, где цифровая фотосъемка в УФ-освещении выступает самым быстрым и эффективным инструментом для чтения текста, а ИК-Фурье спектральный анализ служит надежным средством выявления признаков деградации без повреждения хрупких рукописных артефактов.

– Лаборатория комплексного исследования рукописных памятников Санкт-Петербургского института истории РАН начала свою работу относительно недавно, но результаты проведенных в ней исследований уже помогают нам приоткрыть завесу тайны над документами, фрагменты которых еще десять лет назад считались безвозвратно утраченными. Сотрудники Лаборатории, привлеченные для работы из СПбГЭТУ «ЛЭТИ», одного из ведущих естественно-научных центров страны, каждые несколько месяцев предоставляют отчеты о новых открытиях, сделанных в результате работы с документами нашего Архива. Одной из первых задач, поставленных перед ними, было прочтение угасших надписей на посланиях дожей Венецианской республики XIV-XV веков к капитанам и подеста города Тревизо. Венецианские lettere ducali – герцогские письма – представляют собой один из наиболее больших и интересных с точки зрения содержания комплексов документов из собрания академика Николая Петровича Лихачева, и в результате проделанной в Лаборатории работы нам впервые за много лет удалось успешно прочесть надписи, помогающие нам глубже вникнуть в содержание документов и понять пройденный ими за много веков путь, а также обогатить новой информацией готовящуюся масштабную публикацию текстов дожеских посланий, – сообщил младший научный сотрудник отдела источниковедения Санкт-Петербургского института истории РАН, ответственный хранитель Западноевропейской секции Архива Иван Дмитриевич Травин.

В ближайшее время планируется начать работы над видовой идентификацией различных микроорганизмов, поражающих исторические документы, с использованием методов инфракрасной Фурье-спектроскопии и хемометрики.

Результаты исследования представлены на Общероссийской конференции с международным участием XIII (XVIII) Научные чтения памяти О.А. Добиаш-Рождественской (1874-1939 гг.).

Фото: пресс-служба СПбГЭТУ "ЛЭТИ" им. В​. И. Ульянова (Ленина)