當考古遇上新科技

“拼對”成功，離不開AI

2023年6月10日，三星堆遺址祭祀區兩件“跨坑拼對”成功的大型青銅器再次引發人們的關注，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清晰地展現在大眾視野中。

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。

兩尊銅像能實現“跨坑”拼對，這跨越了考古發掘工作的數十年。這背后，人機智能協同考古發揮了重要的作用。

彼時，新一輪文物出土清理工作逐步推進，專家發現，三星堆許多在不同“祭祀坑”先后出土的文物其實是“一家人”。

然而，由于文物脆度高，且通身高度較高，實物拼對將面臨風險，若不小心，會對文物造成不可逆的損害。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，并基于掃描數據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相應匹配度。接下來，工作人員需要具體分析“碎片”的受力情況，通過是否能達到受力平衡來判斷不同拼接組合的可能性，并通過量化數據驗證兩件器物“合體”拼接的可行性。最后，團隊基于專業文獻，結合三維技術確定合理的拼接方式，并對青銅文物進行研究性材質復原。

在這個過程中，智能計算能根據三維模型，便捷地計算和分析出文物的各項數據，以及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。

“鳥槍換炮”的考古現場

事實上，三星堆的首次發現是在20世紀20年代，但受戰亂影響，當時并未形成大規模的挖掘。直到1986年，隨著三星堆一、二號器物坑的發掘，沉睡數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偉瑰麗的文物讓考古界震驚。

然而，受當時的技術條件限制，文物發掘和后續保護措施都比較簡單。考古工作組缺乏人手時，會臨時招募當地農民參與發掘工作。據一位參與發掘的村民回憶，當時的發掘現場，只是用竹竿搭建個圍欄，挖出來的文物大多用紙包住后，就直接放進木箱運出去了。

到了2021年，新一輪發掘“鳥槍換炮”，發掘坑上不僅蓋起了“空調房”，在發掘坑周圍還建立了“考古發掘艙”。有了它們，發掘現場就能達到恒溫恒濕的狀態，盡可能避免文物在出土時有所損壞。

在勘探與測繪階段，考古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測量文物數據，另一方面要用超景深顯微鏡發現在器物上附著的纖維紡織品或血液等物質，以便立刻提取送檢，避免后續的粉化和飛化。

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據搜集；通過3D打印機打印出石膏模型，據此制作硅膠保護套；將保護套貼合在文物上后，再使用套箱的方式提取文物。

對于特別脆弱的文物，考古人員還會使用新材料提取。例如，碰到象牙時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，現場還備有多功能的考古工作艙。有機實驗室、無機實驗室、應急分析實驗室、微痕應急保護實驗室等，使得文物出土后很快就可以在現場進行理化實驗。

能“斷案”，還能“尋蹤”

“沉睡三千年，再醒驚天下。”三星堆遺址的發掘經歷展現了我國科技考古的巨大進步。然而，考古界對于科技的應用絕不只在三星堆。

2009年，河南省南陽市公布過一項考古發現：曹操墓找到了。然而，這則新聞引發了廣泛的爭議。原來，數年前，安徽省亳州市也發現過曹操墓。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，并最終確認亳州的曹操墓是真的。

在遼寧省葫蘆島市，出土了7枚“蜻蜓眼”（鑲嵌玻璃珠），這一物件在古埃及、西亞、中亞都出現過。那么，如何判斷這些“蜻蜓眼”來自哪里呢？

考古工作者利用超景深顯微分析、X射線熒光光譜等技術，對7枚“蜻蜓眼”進行了無損分析研究。最終通過玻璃化程度、玻璃工藝等特征，確定“蜻蜓眼”為“進口貨”。

除了使“斷案”精準，遙感技術、衛星影像、CT掃描等科技在考古“尋蹤”中也發揮著重要作用。

在陜西，來自中國空間技術研究院的科研人員利用無人機航攝以及空間數據建模等遙感技術，成功復原了秦始皇帝陵地貌；他們還根據遙感信息中細微的人類生存痕跡，還原了古代護陵人的生活軌跡。

在新疆，通過衛星影像和實地考察，考古人員以較小的成本，在新疆羅布泊發現了《水經注》記載的“注賓城”，并在樓蘭古城附近確認了“目”字形和橢圓放射狀兩種人工灌溉遺跡。

在四川，電子科技大學與中國地質調查局成都中心等多家單位組成的聯合探測團隊，對“江口沉銀”水下遺址開展了CT掃描試驗，并運用了水上電阻率成像法、高精度磁法、頻率域電磁法、兩棲雷達等探測技術，建構了約70萬平方米的“3D藏寶圖”，大大提升了未來江口沉銀遺址的發掘效率。

如今，當我們再次叩開歷史之門時，以科技為名的燈光已然可以穿過層層迷霧，幫助我們呈現出更加完整、豐富、生動的歷史面貌。