数字复原的北周武帝宇文邕头像

“跨坑拼接”的铜兽驮跪坐人顶尊铜像

“辛追夫人”3D数字人形象

□克莉斯汀

近年来，考古学备受关注。科技考古正在为传统考古学插上双翼。

最近，我国首次以科技考古方式复原了古代帝王容貌——“描绘”出北周武帝宇文邕的头像，让历史以更鲜活的样子呈现在人们眼前。此类考古新发现还有不少：比如研究人员已用人工智能（AI）技术尽可能“真实”地还原出了马王堆汉墓中的“东方睡美人”辛追夫人；我们在四川广汉三星堆博物馆里见到的那尊“铜兽驮跪坐人顶尊铜像”，也是由AI根据出自三星堆不同考古区域的文物“跨坑拼接”而成的……科技考古已渗透到我们所发现的各个古迹遗址。

当人们不断沉浸式体验到像“VR云游敦煌”“AI复刻巴黎圣母院”这样的新鲜事时，不难发现，科技助力考古，正在让我们重新认识历史。

考古科技知多少

遥感技术、三维扫描技术、碳14测年技术、虚拟现实技术……近年来，我国各种考古工作中都可以见到大量科技手段，可谓是花样百出。

中国社会科学院考古研究所研究员、复旦大学科技考古研究院原院长袁靖发表过一篇《从洛阳铲到遥感物探：科技考古在我国的发展》的文章，科普了“什么是科技考古”(原文刊载于《纵横》2024年第2期)。据他介绍，科技考古大概可以分为遥感与物探考古、年代测定、环境考古、人骨考古、动物考古、植物考古、古DNA研究、同位素研究、有机残留物分析、冶金考古、陶瓷器科技考古、玉石器科技考古等十几个领域。

科研人员通过这些高科技手段考古，取得了诸多考古新成果。

比如研究团队通过对宁夏水洞沟遗址的鸵鸟蛋壳珠进行显微CT分析与三维建模，鉴定出我国目前最早的连续旋转钻孔工艺；通过显微形貌、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线粉末衍射（XRD）、稳定同位素13C和放射性14C等分析手段，对梁带村遗址出土春秋早期铜器内的白色残留物进行综合分析，证实其为世界上最早的人造铅白化妆品，是中国目前最早的湿化学实践；利用形态学特征分析、三维视频显微镜、X射线荧光与拉曼光谱、多光谱成像技术以及工业计算机断层扫描（CT）等系列科技手段和方法，对河北灵寿县出土战国时期中山国的贝壳画进行精细研究与重建复原，已将这种独特艺术形式的历史至少追溯到我国的战国时期；利用卫星影像并结合现场调查，发现了古籍《水经注》中新疆罗布泊地区的“注宾城”，并在楼兰古城附近确认了“目”字形和椭圆放射状两种人工灌溉遗迹；借助遥感考古，在丝绸之路西端突尼斯发现10处古罗马时期考古遗存，揭示了古罗马时期南线军事防御系统的布局与农业灌溉系统的结构；通过植钙体、咖啡因和茶氨酸等化学分析手段，鉴定西藏阿里象雄时期距今约1800年的故如甲木寺遗址和西安距今约2100年的汉代阳陵出土腐烂炭化植物为茶叶，是目前为止发现的世界上最早的茶叶实物，为古代长距离的茶叶贸易提供了实证……这些研究正在一点点地细致还原着古代人的生活与面貌。

最值得关注的，当然还有震惊中外的三星堆遗址科考工作中的一系列重大发现。其中以来自中国科学院西安光机所光谱成像技术重点实验室文化光谱团队为主力的三星堆发掘高光谱团队，利用高科技设备“大跨度低照度考古高光谱成像扫描系统”建立起三星堆文物的“病历”——高光谱数据库，在挖掘、清理的同时，也为文物保护留下“诊疗”依据。这样为古文物建档，也正成为目前科技考古最主要的工作内容，为我们保护、修复更多文物争取到更多的时间与空间。

VR、AI也成考古“利器”

近年来兴起的VR（虚拟现实）、AI技术也已迅速成为考古“利器”。

早前有报道称，2019年在大火中被严重损毁的法国巴黎圣母院将于今年年底修复一新，重新对外开放。在该建筑体的修复过程中，虚拟现实技术（VR）首次作为重要的考古调查工具起到了关键性作用——正是因为早期有人曾对巴黎圣母院整体结构的一次全方位VR建模存档，才让重新修复如此顺利与迅速。

纵观各种科技考古现场，VR技术的确给文物保护提供了新思路。近年来兴起的“VR+人文”展呈模式，就令不少无法长期展现在大众面前的考古现场得以大方呈现。比如西安秦始皇兵马俑、甘肃敦煌壁画等，如今都通过VR形式，构建出1:1的数字展品，“神艳重现”。据说，接下来江南名楼滕王阁、云冈石窟第十八窟等都将推出类似的展现模式，值得期待。

2013年10月公布的威海甲午沉舰遗址，现场的水下考古工作已全靠GPS定位和水下三维声呐全景扫描等技术来克服重重困难才得以顺利推进，出水文物的保护与研究还用到激光扫描获取精确数据建档、快速VR建模、互动还原等科技手段。

如果说VR技术重在还原与呈现，AI技术则给考古带来整理与研究上的便利。

湖南马王堆汉墓一号墓出土的辛追夫人遗体是世界上已发现的保存时间最长的湿尸。20世纪70年代刚出土时，受当时医学影像设备局限，仅对其颅骨进行了X光片病理检查与存档。但如今的科技，利用当时留存的X光片以及现场观察和模型测量计算，建构出相应的不同年龄的虚拟数字人形象。湖南博物院还表示，今年下半年可能还会推出一个能说会动的“辛追夫人”智能体——AI技术将赋予它开口说话甚至与人对话的能力，让文物重新“活”过来。

在四川广汉三星堆博物馆里的那尊“铜兽驮跪坐人顶尊铜像”，也是科研人员是借助人机协同模拟技术，通过收集到的数据先完成“数字拼接”，进行AI智能辅助修复，最后再进行实体文物拼接而成。

另外，2023年2月上线的“缀玉联珠”信息库也是AI助力考古的一个优秀实例，它上线不久就达到了300万的访问量。该数据库是由复旦大学出土文献与古文字研究中心的研究团队，通过整合我国甲骨文的海量研究资料，建立起的一个甲骨缀合信息库，为我国甲骨文研究带来诸多便利。这不仅节约劳动量，缩短信息检索时间，也增强了对原材料的识别能力，更好地保护了甲骨文物。

近期国外也有新鲜案例，一卷2000年前维苏威火山喷发时被掩埋的烧焦的莎草纸卷轴，虽已碳化，研究人员却在无法打开卷轴的状态下，利用AI技术破译了其中的希腊文字内容，发现它是一部此前不为人知、讨论“快乐”的哲学作品。

这些全新形式的考古手段，不仅便利了考古研究，同时也有助于大众对文物的理解与关注，令之前可能会让人觉得“死气沉沉”的考古又有了新气象。

科技融入仍需完善

不过，目前科技考古显然还存在不少问题。

中国科学院大学考古学与人类学系主任杨益民教授指出，中国是考古大国，也是陶器发明国，在国际上，陶器的有机残留物分析已颇为成熟。目前在中国，虽然科技考古很多方向已达到国际一流水平，但在陶器吸附有机残留物分析上仍与国际水平有非常大差距，其中一个重要原因就是专用设备的缺乏。

首都师范大学甲骨文研究中心教授莫伯峰也表示，考古会有一些“特别”的需要。比如AI能解决甲骨文考古多方面的通用性任务，像档案留存、材料复合等，但目前数据库中还缺乏“古代语料”的大量“投喂”与录入。所以AI还存在对古代语言理解上的偏差。他认为现在已建立起来的甲骨文数据库中，AI的理解能力可能还只有一二年级小学生的水平，助力考古还任重道远。

科技手段作为一种工具参与考古工作并带来一次次重大课题突破的事实，已证明其影响绝对是不可限量的。

2023年7月，我国首届“考古科学大会”在河北举办。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、旧石器时代人类演化与遗传国家文物局重点科研基地主任高星在会上发表了《中国考古，从行业走向科学》的主旨报告。他认为，未来考古学在中国的发展将出现“方法论体系更加精细化、标准化”“科技考古与考古科学走向融合”“人工智能(AI)技术大显神通”等趋势。

他认为，未来，人工智能技术将渗透考古调查、发掘、材料整理、数据分析甚至论文写作诸环节，其标准化和客观性有助于纠正人类的主观认知偏差。人工智能领域可视化技术的发展与运用，可能会使田野考古发掘(包括水下考古)减少需求，越来越多珍贵的文化遗产可能因此得以原样保留在地下、水下，而其相关信息也能被提取分析并展陈利用。这也会为遗址保存状况的评估和合理保护措施的施加，提供科学依据。此外，考古领域数字化程度会越来越高，借助人工智能技术，越来越多的考古报告、文章将被国际学术界共享。

但高星也指出，目前传统考古学与科技考古之间还存在隔阂，比如前者认为后者不懂考古的问题、需求和规矩，只会作特定、局限的科技分析并就事论事，发表的文章过于“以小见大”，甚至学科的名称也是“大而不当”；后者认为前者缺乏科学思维与分析能力，过于主观、保守、封闭，不能开放共享材料，科学性或科技含量不够。因此二者的合作可能仍会出现“两层皮”的状态，但他相信这种局面正在改变中。