智能時代遺產信息的分析與應用

黃松

摘要：中國文化遺產擁有日益豐富的信息資源，通過傳統的理念、方法以及單一信息化路徑，已無法解決指數增長的數據量和需求。對于大數據的挖掘和梳理，以及進一步的解讀和利用，文博界面臨前所未有的挑戰。目前，以網絡技術為手段，以智能設備為工具，以全息展示為表現形式，以滿足公眾對文化遺產“認知、體驗、學習和分享”的服務需求為出發點，新型智能技術為相關問題的解決奠定了基礎。在這個新時代，通過動態挖掘、整理遺產信息的內容，疏通分布式信息渠道，建設自組織的信息平臺，自恰性的知識存儲，以及全息融合的演示方式，同步信息反饋等幾個環節，將在文化遺產的保護與應用方面形成整體性方案。

關鍵詞：智能時代;文化遺產;信息分析;大數據;全信息視角

智能時代的來臨，為遺產保護帶來契機，從技術到觀念，將構成全新的保護和應用體系。作為人類文明的重要信息載體，不同遺產的屬性、價值與作用，將隨著新的人工智能技術的發展而被重新界定。通過厘清遺產保護層級和應用維度，在遺產信息的發掘、存儲、傳播以及再現等方面，我們可以形成新思路，采用新方法，解決新問題。

一、技術的代際效應

信息技術的快速迭代反映在半個世紀以來，人類經歷了從數字時代，到知識時代，再到智能時代。與之相應的，我們有關文化遺產保護與應用方面的進展，也經歷了幾個不同的階段：

（一）數字化階段

1990年代初，中國歷史博物館開始嘗試在河南班村新石器遺址中使用計算機整理發掘資料;敦煌研究院自1997年開始與浙江大學就壁畫臨摹與修復的數字技術應用展開合作;2009年國家文物局頒布的《田野考古作業工作規程》明確指出：“為了便于檔案的管理、查詢和進一步研究，可建立電子數據庫”。以此為契機，從國家到地方，各級遺產管理單位開始將種類繁多的紙質、膠片以及影像、視頻信息，轉變為計算機可以識別的數字代碼。在考古、文物、博物館領域，完成了最初的數字建檔為主要特征的遺產采集、保存、檢索與管理的信息化探索。李安波等（2004）、張鵬程（2008）、畢碩本等（2009）等人從理論、方法和技術路線對相關信息系統的建設展開了全方位的研究，進一步推動了這一階段的成果應用。

（二）3S技術階段

“3S“是指遙感（RS）、地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS）等空間信息技術在文物普查、考古發掘、大遺址監測等領域的廣泛應用，為文化遺產研究中的數據分析、模型設計、數字形態模擬等方面提供了強有力的技術支撐。張震宇等（2005）、楊瑞霞（2005）、劉建國（2007）等學者在引進技術的基礎上，結合中國環境考古的特點和實際需要，建立了古環境、古遺址、古代人地關系等環境空間信息為核心的數據采集、分析和可視化表達的應用與管理研究體系。

（三）虛擬現實和全息化階段

隨著信息技術的快速升級，虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、3D投影成像技術，也很快納入文物、博物的展示領域。這種將考古學、人類學和文化遺產學的數字成果，通過各種介質進行可視化的形式顯示、并進行交互處理的方式，不僅為向公眾更好地展示古代情境提供了支撐，也為文化遺產保護與利用拓寬了前景。在此應用的帶動下，近十年來，國內出現了一大批數字博物館，通過3D掃描、全息技術為各類文化遺產擺脫地域和時間限制，步入全民共享的智慧時代奠定了基礎（陳剛，2013;姜紅德，2016）。

二、文化遺產的全信息視角

技術的快速發展，也為遺產保護和應用，帶來了觀念上的巨大變化。人們關于文化遺產的價值判斷，也不再局限于單一的層面。基于古董、文物、遺產等不同時期的概念，有關保護與應用的認知，也經歷了由分散到系統、從物質到非物質、以及從被動到主動等的轉變和完善。在此基礎上，信息作為一種“元概念”的引入，將進一步深化我們對于文化遺產及其核心價值的理解。 文化遺產的實質是一種信息的載體和表現，無論物質的，還是非物質的，都可以統合到這個基礎上（趙生才，2004）。本質上，文化遺產對于人類的效用與價值都是基于不同類型的遺產與各類主體之間的信息發掘、交流、加工和反饋過程。因此，有關遺產信息的研究，可使我們在智能時代，對于文化遺產的認識、解讀和應用，獲得一種全新的視角，進而推進遺產保護與利用的各項工作。從狹義的信息技術應用，轉向廣義的遺產信息的分析和理解，并為遺產管理、創意產品開發以及政策制定和資金投放，發揮進一步的引導作用。

目前，信息科學的最新進展，使得人類超越理性分析的時代，進入智性的自由王國。在我們已知的知識領域，都加強了以信息為對象的認識方法和學科理論的研究。許多前沿性課題，如遺傳基因、人工智能、量子計算、虛擬社區、網絡治理、信息安全、腦科學等，也都進一步拓展了信息理論的觀念與體系。在此背景下，信息學已發展成為一門“元學科”，與自然科學、社會科學和人文學科都形成了密切的橫斷性聯系（鄔焜，2005）。

1948年申農（C.E.Shannon）在通訊領域創立“信息論”以來，信息概念已從具體而細分的通信范疇，延伸到人類生產生活以及文化藝術等更廣闊的領域。對信息技術、信息經濟、信息醫學以及信息社會、信息倫理、信息哲學的研究，已涉及到人類大部分的知識體系。就一般意義而論，“文化遺產信息”也是一個很寬泛的對象，從理念到實際操作的研究內容都十分繁雜。為了精準有效地界定研究對象，我們要對“信息”概念進行內涵與外延的充實與拓展，從“檔案”“數據”等單一維度，走向“考慮事物運動狀態及其變化的外在形式，內在含義和效用價值的認識論全信息”的新時代（鐘義信，2013）。

就文化遺產而言，這種全信息包含著三個不同的層次：

（一）規范型信息

揭示遺產的物質結構以及時間、空間等確定的真實內容。對于這類信息的收集、整理和研究，這是考古學的主要內容。其主要價值取向是“求真”，各種智能技術的應用，如前述的3S技術階段，都極大地提升了相關遺產信息的準確度和精確性。

（二）經驗型信息

揭示遺產的意義和個體感受。這一類信息的分析與研究，主要關注的是受眾欣賞、學習各類遺產時的狀態，這也是博物館學的主要內容。其主要價值取向是“求美”，各種新的智能技術手段，如前述的虛擬現實和全息化階段，則更好地提升了相關遺產信息的審美效應，以及教育方面的成效。

（三）關聯型信息

揭示遺產與事物（人、事、技術與環境等）的聯系及其相互作用，屬于社會價值的范疇。在某種意義上說，這一類信息更接近于遺產的常識性知識，涉及民俗學、民族學研究的范疇。其主要價值取向是“求善”，或者說講求和諧與認同。這方面，智能信息技術也具有很廣泛的應用，例如近年來有關“非物質文化遺產及其傳承人”的保護與培養，大多利用了各種信息手段，從記錄到傳播，以及各類在線交流方式等。

三、認知困境和信息變量

從英國1973年發起的“數字考古國際會議”，到聯合國教科文組織1992年開始推動的“世界記憶工程”，再到歐盟的“文化2000計劃”，以及美國谷歌公司在201 2年啟動的“谷歌藝術計劃”，在發達國家倡導下，國際組織、政府機構和相關企業競相將文化遺產轉換為數字形態，形成了一批商業化或公益性的數字化平臺。與此同時，國內學者的成果也使得我們在文化遺產保護與利用上的數據收集、存儲、檢索和管理能力迅速提高（周明全、耿國華，2011）。

雖然上述研究拓寬了文化遺產轉向信息方式的渠道，案例也十分豐富，但總體而言尚處于跟隨先進國家與技術被動選擇階段，應用上仍在形式、含義和效用等層面對信息進行“分離態”處理，缺乏內在邏輯性，故無法確立整體性信息分析框架，明確下一步的研究方向。相比于其他人文社會科學，我們對文化遺產信息的專項研究還很不足。在對待數據的方式、尋找數字背后的意義、控制信息的流動與效應等方面，還缺乏有效的針對性的理論進行分析和預測。雖通過多年的努力，學界大體上構筑起文化遺產研究的知識譜系，進入與自然科學廣泛結合的新時代，但研究上仍是“各自為政”的格局，如同“盲人摸象”，只解決了片面的、局部的信息問題，在更高級的智能策略和應用方面，還存在不少空白點。相關的研究偏重技術應用，缺乏理論框架，導致成果較單一，不系統，不全面，缺乏廣度和深度。 一直以來，中國文化遺產的保護與應用工作側重于物質屬性的維度，因此在智能時代，我們面臨著三重困境： （1）本體論層面的“信息孤島”。由于權屬、流通機制以及行政壟斷等因素，我國各類文化遺產及其所攜帶的信息，常常被隔絕于收藏機構，事實上造成了文物信息資源整合的第一重困境。 （2）方法論層面的“信息鴻溝”。由于投融資、技術和管理上的差異，我國不同地域、部門之間數字化手段和條件的落差，也造成了對文物信息資源使用的第二重困境。（3）價值論與效用層面的“信息失效”。由于理念、信息能力甚至心理的排斥，中國文博界在信息資源利用方面的成效，與發達國家同行以及國內數字產業相比，還有差距，事實上造成了文化遺產影響力拓展的第三重困境。

從“全信息”的角度看，解決上述三類問題，先要厘清三種遺產信息的變量及其效應：

（一）遺產信息的基礎變量

這方面的變量分析，主要包括靜態和動態兩個維度，包括信息源以及相關信息流的組織。如對于考古遺址的發掘、整理、形成考古報告，并與其他同類型遺址進行比較研究等;在此基礎上，是針對遺產信息的系統與相關機制的分析，如考古發掘后的信息系統的加工、存檔與檢索;以及通過信息分析，對遺產進行真偽的判定，包括公眾對于信息的接受和反饋等，我們可以用框圖來標明其關系（圖1）。

圖1中，基于人工智能理論，在規范型知識體系基礎上，通過功能模擬方法（專家系統），開展基礎變量的研究，分析遺產信息的認知要素。從遺產存續環境、使用狀態、管理體系等方面來進行動態和靜態的分解，分別形成三級指標，在具體應用方面，可以指導遺產普查和元數據庫建設。

（二）遺產信息的傳導變量

這方面的變量分析，主要針對遺產信息在不同的傳播系統中，在不同環節的狀態。包括人際、組織、大眾傳播以及具有綜合性的互聯網傳播，對遺產信息的控制者、內容的解讀者、媒體分析以及受眾的接受度和反饋等。如在博物館的布展中，對于文化遺產相關信息的篩選、組織以及場館空間、展示技術等.我們可以用框圖來標明其關系（圖2）。

圖2中，基于人工智能理論，在經驗型知識體系的基礎上，通過結構模擬方法（人工神經網絡）分析遺產信息的傳播因子，進行傳導變量的研究。從控制、內容、媒介和對象來分析不同階段，人際、組織、大眾以及網絡等不同機制的作用，提煉遺產影響力形成的模式，可以指導遺產教育，以及基于深度學習方法的軟件模型設計。

（三）遺產信息的價值分析

這方面的變量分析，主要針對文化遺產主客體關聯因子的耦合關系，包括客觀性因素和主題判斷兩個維度：遺產信息的基本狀態——屬性、特色、效用和規模，以及在此基礎上的增殖能力與延展空間;另一方面是圍繞人的感知所形成的需求，如遺產的經濟價值、科學價值、美學價值以及文史價值等，如圖3所示。

圖3中，基于人工智能理論，在關聯型知識體系基礎上，通過行為模擬方法（感知動作系統）分析遺產信息的價值測度。結合信息的屬性與特色、規模和效用、增殖能力及延展拓撲狀態等，展開效果變量的研究，從受眾的認知、態度和行為等角度研究其社會、經濟、文化效應，并進行不同評價因子間的耦合研究，以此為遺產監測等提供工作導則。

四、信息過程及其應用

在了解遺產信息的問題和需求的基礎上，要進一步研究信息變量的轉換規律，從中采用新的技術手段加以控制與應用。在文化遺產的領域里，實際發生、發展和產生影響的各類信息是豐富多彩、千變萬化的，但抽絲剝繭，其中最重要和最典型的信息過程及其變量的產生，是與人們認識遺產并改善遺產的狀態，使之服務于人類的需要相關的。從信息學的角度看， “這種信息過程既是研究信息科學和智能科學的根本出發點，也是它的全部歸宿：改善人類認識世界和優化世界的能力” （鐘義信，2004）。圖4所示為信息全過程的基本模型。

圖中的外部世界，可以作為我們面臨的文化遺產各種類型以及相關問題、也包括各種環境的約束條件。這是全部遺產信息的來源;作為被人類智能系統優化后的結果，這個外部世界又是各種信息作用，包括物化后的歸宿。以往我們認知遺產，通過感覺器官獲取相關信息，再通過神經網絡傳遞給思維器官，由大腦加工成為關于文化遺產的各類知識，實現認知。在此基礎上，針對所出現的各種現象和問題，形成價值判斷和解決問題的智能策略，作出決策;再通過神經網絡傳遞給效應器官，產生相應的智能行為，作用于外部世界的文化遺產，在一定約束條件下，解決問題，達到目標。這個過程中，知識和智能是遺產信息的兩類高級產物，兩種特殊的信息類型。

按照上述信息過程圖，我們結合智能技術的最新發展，可以將遺產信息的開發與控制，應用于以下六個方面：

（一）從靜態轉向動態地挖掘遺產信息內容

如前所述，在信息獲取的環節，以往通過人工的考古發掘、數據整理以及計算機錄入等，完成最初的靜態遺產信息的數據庫建設。隨著人工智能技術的不斷發展，針對這一類規范型信息，以功能模擬方法為基礎的專家系統，已經可以實現按照設定目標，在元數據技術的支持下，實現動態的信息挖掘和識別工作，為包括文物普查、數據采集以及智能分類處理提供更好的應用支持。

（二）從單向性轉向分布式疏通信息渠道

在遺產信息的傳輸環節，一些文博機構和個人仍較多采用單線、封閉式的人際傳播、組織傳播方式;在大眾傳播方面，也僅限于部分旅游熱點，或文博會展方面的渠道，極大地束縛了文化遺產影響力的形成和鞏固。網絡時代的來臨和快速發展，在很短的時間內就重塑了人類社會的整個信息環境。全天候、跨地域、多頻道、全網端，以及高效、快捷的全媒體方式，使得包括文化遺產信息在內的所有傳播方式得到整合和重塑，互聯網、物聯網、云計算、5G通信、三網融合、GIS等“智能技術”分布式體系的廣泛應用，也徹底改變了遺產信息傳遞的單維度，形成了智能傳輸的格局。

（三）從有限性轉向自組織建設信息平臺

在考古與文物保護及應用工作的信息化初期，信息平臺建設的主要方式是采用數據錄入，將種類繁多的紙質、膠片以及影像、視頻信息，轉變為計算機可以識別的數字代碼，完成了最初的數字建檔為主要特征的遺產采集、保存、檢索與管理的平臺建設。這一時期，也出現了一批分散、獨立以及相對低端的門戶網站和以單位為主體的數據庫。隨著人工網絡技術、超鏈接，以及基于深度學習方法的軟件、APP應用程序的成熟，使得“世界記憶工程”“谷歌藝術計劃”、維基百科、百度百科等自組織數字化平臺得以快速發展。

（四）從確定性轉向自恰的知識存儲

從廣義的角度看，各類文化遺產就是不同類型和體量的文化信息的載體，通過現代考古和文博系統的建立，我們可以將這些分散、獨立以及隱蔽的信息單元，組織成為較為系統、確定性強的知識存儲庫，為不同需求和地域的人們提供相應的觀賞、檢索和研究服務。在新的智能時代，通過高階計算機、移動終端、智能設備的應用，各類智慧圖書館、數字博物館不斷涌現，各地各部門在文化遺產保護與利用上的數據收集、存儲、檢索和管理能力迅速提高（王云慶，彭鑫，2017），形成了自恰性的文化遺產信息數據庫。

（五）從多媒體轉向全息融合的演示方式

如圖4所示，滿足公眾對文化遺產“認知、體驗、學習和分享”服務需求，是整個信息過程的最終目的所在。以往通過設立博物館、展示廳以及多媒體網站、信息平臺為手段，向公眾提供關聯型知識展演服務，伴隨著智能時代的來臨，以“數字考古”“智慧旅游”“智能管理”為表現形式，人工智能的發展為融合式的“全息展示”奠定了基礎。

（六）從間接性轉向同步信息反饋機制

在計算機與互聯網時代來臨以前，遺產信息的發現、傳遞和反饋的過程是間接、分散和被動性的，伴隨著智能技術的涌現，尤其是移動互聯網的快速普及，同步、即時的信息反饋機制也得到了廣泛應用。在此基礎上，結合遺產信息的屬性與特色、規模和效用、增殖能力及延展拓撲狀態等，從受眾的認知、態度和行為等反饋狀態，研究其社會、經濟、文化效應，并進行不同評價因子間的耦合研究，可以為遺產監測等提供強有力的支撐。

五、結語

如何“讓文物說話、把歷史智慧告訴人們，激發我們的民族自豪感和自信心”，“既需要薪火相傳、代代守護，更需要與時俱進、勇于創新”。所謂智能時代，是我們對于信息的認識進一步加深、加強的新階段，有關信息技術的應用，已不止于單純的數據傳輸和顯示，在文化遺產信息的認識理念與方式;文化遺產信息的解讀與傳達機制;文化遺產信息的價值分析等不同維度，都需要我們與時俱進，不斷開拓創新。

（責任編輯：孫秀麗）