科技，讓考古如此“炫酷”

崔興毅

半空中，“嗡嗡”作響的無人機在盤旋拍攝；實驗室里，碳-14測年、DNA分析；探方外，考古工作者依然與文物隔空“對話”……如今，在中國大地上，從挖掘到保護，有高科技的加持，讓現(xiàn)代考古可謂如虎添翼。

“拼對”成功，離不開AI

2023年6月10日，三星堆遺址祭祀?yún)^(qū)兩件“跨坑拼對”成功的大型青銅器再次引發(fā)人們的關(guān)注，通過三維掃描和3D模型等科技手段，兩件國寶以完整的形態(tài)清晰地展現(xiàn)在大眾視野中。

其中，銅獸馱跪坐人頂尊銅像通高1.589米，由2021年三號坑出土的銅頂尊跪坐人像和1986年二號坑出土的銅尊口沿、2022年八號坑出土的銅神獸組合而成。

而銅罍尊倒立鳥足頂尊神像通高2.53米，包括1986年二號坑出土的銅鳥足人像、2021年三號坑出土的爬龍銅器蓋和2022年八號坑出土的銅頂尊撐罍曲身人像、銅持龍立人像、銅杖形器等部分。

兩尊銅像不僅實現(xiàn)了“跨坑”拼對，也跨越了考古發(fā)掘工作的數(shù)十年。在這背后，人機智能協(xié)同考古發(fā)揮了重要的作用。

彼時，新一輪文物出土清理工作逐步推進，專家發(fā)現(xiàn)，三星堆許多先后出土在不同“祭祀坑”的文物其實是“一家人”。

然而，由于文物脆度高，且通身高度較高，實物拼對將面臨風(fēng)險，對文物會造成不可逆的損害。于是，一支由文物考古與前沿科技組成的聯(lián)合團隊誕生了。

首先，團隊要對文物進行全方位的掃描，并基于掃描數(shù)據(jù)對文物進行三維建模，再通過AI智能計算分析，提取各個神像“碎片”的幾何特征信息，通過計算特征相似性得到匹配度。

其次，工作人員需要具體分析“碎片”的受力，通過是否能達到受力平衡來判斷不同拼接組合的可能性，并通過量化數(shù)據(jù)驗證兩件器物“合體”拼接的可行性。

在三星堆遺址考古發(fā)掘現(xiàn)場，考古人員利用特制的升降設(shè)施在3號“祭祀坑”內(nèi)作業(yè)，以減少對坑內(nèi)文物的影響

最后，團隊基于專業(yè)文獻，結(jié)合三維技術(shù)確定合理的拼接方式，并對青銅文物進行研究性材質(zhì)復(fù)原。

在這個過程中，智能計算能根據(jù)三維模型，便捷地計算和分析出文物的各項數(shù)據(jù)，不同拼接位置的匹配程度、整體姿勢和受力情況等，全程為文物考古專家提供量化支撐依據(jù)。

“鳥槍換炮”的考古現(xiàn)場

事實上，三星堆的首次發(fā)現(xiàn)是在20世紀(jì)20年代，但受戰(zhàn)亂影響，當(dāng)時并未形成大規(guī)模的挖掘。

直到1986年，隨著三星堆一、二號器物坑的發(fā)掘，沉睡數(shù)千年的古蜀文明才真正重見天日，縱目面具、青銅立人、青銅神樹、黃金面具等一系列奇?zhèn)ス妍惖奈奈镒尶脊沤缯痼@。

然而，受當(dāng)時的技術(shù)條件限制，文物發(fā)掘和后續(xù)保護措施都比較簡單。考古工作組缺乏人手時，會臨時派遣當(dāng)?shù)剞r(nóng)民參與發(fā)掘工作。據(jù)一位曾參與發(fā)掘的村民回憶，當(dāng)時的發(fā)掘現(xiàn)場，只用竹竿搭建個圍欄，挖出來的文物大多用紙包住后，就直接放進木箱運出去。

到了2021年，新一輪發(fā)掘“鳥槍換炮”，發(fā)掘坑上不僅蓋起了“空調(diào)房”，在發(fā)掘坑周圍還建立了“考古發(fā)掘艙”。有了它們，發(fā)掘現(xiàn)場就能達到恒溫恒濕的狀態(tài)，盡可能避免文物在出土?xí)r有所損壞。

在勘探與測繪階段，考古工作人員一方面要用高精度的激光全站儀與三維激光掃描技術(shù)測量文物數(shù)據(jù)，另一方面，還要用超景深顯微鏡發(fā)現(xiàn)在器物上附著的纖維紡織品或血液等物質(zhì)，以便立刻提取送檢，避免后續(xù)的粉化和風(fēng)化。

在提取文物的過程中，考古工作人員則會先用3D掃描儀進行文物以及其周邊的信息數(shù)據(jù)搜集，通過3D打印機打印出石膏模型。對于特別脆弱的文物，考古人員還會使用新材料。例如，象牙會先用輕便的高分子材料進行提取，快速進行完剔除工作后再加入保護劑。

此外，現(xiàn)場還備有多功能考古工作艙。有機實驗室、無機實驗室、應(yīng)急分析實驗室、微痕應(yīng)急保護實驗室等，使得文物出土后很快就可以在現(xiàn)場進行理化實驗。

沉睡三千年，再醒驚天下。三星堆遺址的發(fā)掘經(jīng)歷展現(xiàn)了我國科技考古的巨大進步。

能“斷案”，還能跨時空對話

然而，考古界對于科技的應(yīng)用絕不只是在三星堆。

2009年，河南省南陽市曾公布過一項考古發(fā)現(xiàn)，曹操墓找到了。然而，這則新聞卻引發(fā)了廣泛的爭議。原來數(shù)年前，安徽省亳州市也曾發(fā)現(xiàn)過曹操墓。那么，究竟哪個才是真正的曹操墓呢？

隨后，考古專家前往亳州，通過古DNA生物科技鑒定法對亳州曹操墓中的出土牙齒進行了DNA提取，在對比曹操后人的DNA后進行反推，最終確認亳州的曹操墓是真的。

實現(xiàn)與歷史的跨時空對話，也是考古工作的重要目的之一。在這一方面，科技的“魔力”同樣令人驚嘆。

“以往出土的珍貴文物，每年展出次數(shù)極其有限，像一些書畫等有機質(zhì)文物，經(jīng)常展出很容易造成損壞。”中國電科文保裝備專家郭青松曾經(jīng)對如何平衡文物保護與利用之間的矛盾很是糾結(jié)。

郭青松說：“這幾年可大不一樣了！通過數(shù)字化手段，我們把整個三峽都‘搬進了展廳！”

不久前，重慶中國三峽博物館“體驗三峽”數(shù)字展廳對外開放。展廳內(nèi)，滾滾長江“近在眼前”，西起重慶奉節(jié)白帝城，東至湖北宜昌南津關(guān)，全長193千米的風(fēng)光盡收眼底……

“不只是壯美的自然風(fēng)光，我們還深度挖掘并關(guān)聯(lián)，形成了包含三峽軍事、詩歌、考古、石刻、書畫等歷史文化的龐大知識圖譜，游客只要動動手指，就能‘穿越到長江三峽的不同歷史時期，沉浸式飽覽三峽的‘前世今生。”郭青松感嘆道。

3D掃描和成像技術(shù)則成就了數(shù)字化文物與游客的“跨時空邂逅”。

從“手鏟釋天書”到“慧眼覽古幽”，有了科技的助力，考古愈現(xiàn)魅力！

（摘自《光明日報》）