在四川省廣漢市三星堆遺址，文保人員操縱專業(yè)設(shè)備對(duì)5號(hào)“祭祀坑”內(nèi)進(jìn)行顯微觀察。 新華社記者 王曦 攝

　　100年前，也是在這樣的深秋，位于河南省澠池縣的仰韶村遺址迎來(lái)科學(xué)發(fā)掘的第一鏟，中國(guó)現(xiàn)代考古學(xué)也由此發(fā)軔。

　　如今，走過(guò)百年歷程。在仰韶文化發(fā)現(xiàn)和中國(guó)現(xiàn)代考古學(xué)誕生100周年之際，習(xí)近平總書記致信祝賀，希望廣大考古工作者增強(qiáng)歷史使命感和責(zé)任感，更好展示中華文明風(fēng)采，弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。

　　說(shuō)起考古，不少人想到的，是一把鐵鏟、一把刷子、一個(gè)卷尺、一臺(tái)顯微鏡……然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，考古早已不是我們想象中的模樣。

　　取而代之的，是半空中嗡嗡作響的探測(cè)無(wú)人機(jī)，是自帶監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)的考古大棚，是碳十四測(cè)年、DNA分析等技術(shù)在價(jià)值闡釋中的廣泛應(yīng)用……

　　那么，當(dāng)考古遇上科技，將會(huì)碰撞出什么樣的火花？那些出土的千年文物，又如何為我們“講述”古老的故事？

　　遙感技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)……考古探測(cè)更精準(zhǔn)更高效

　　“沉睡三千年，再醒驚天下。”今年，被譽(yù)為“20世紀(jì)人類最重大考古發(fā)現(xiàn)之一”的三星堆遺址再次驚艷世界。

　　前不久，三星堆遺址祭祀?yún)^(qū)階段性重大考古成果對(duì)外公布，再度引發(fā)了大眾的關(guān)注。

　　截至9月5日，8號(hào)坑已提取文物4288件，其中銅器3508件，金器345件，玉器253件……如此詳實(shí)的文物統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)背后，離不開科技助力。

　　記者了解到，為方便后續(xù)研究，自中國(guó)考古學(xué)誕生伊始，給文物“上戶籍”——對(duì)每一件文物進(jìn)行細(xì)致的編號(hào)和信息采集，就成了考古工作的標(biāo)配。

　　過(guò)去，受技術(shù)限制，每一件文物的“戶籍”信息有限。而如今，借助電子全站儀，考古人員便可獲得一件文物的高精度三維坐標(biāo)。

　　電子全站儀是近年來(lái)在考古工作中使用的一種新型測(cè)繪儀器，可采集水平角、豎直角、傾斜距離三種基本數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)部微處理器計(jì)算，可得到坐標(biāo)、方位角、高差等數(shù)據(jù)。電子全站儀的使用方便、精準(zhǔn)，也帶來(lái)了考古工作思路的轉(zhuǎn)變。

　　這只是科技助力考古探測(cè)的一個(gè)例子。

　　測(cè)繪、勘探是現(xiàn)代考古工作中重要環(huán)節(jié)。如今，遙感技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)等在考古探測(cè)中應(yīng)用廣泛。

　　天上遙感縱覽全局。此前，中國(guó)空間技術(shù)研究院的科研人員，就利用無(wú)人機(jī)航拍以及空間數(shù)據(jù)建模等遙感技術(shù)，加上實(shí)地探測(cè)，收集了陜西秦陵遺址約60平方公里的地表信息。通過(guò)在電腦里建立地表模型，對(duì)碎片、色彩、場(chǎng)景等進(jìn)行復(fù)原，并結(jié)合已有的秦漢建筑和地宮模型，復(fù)原了秦始皇帝陵地貌，甚至可以根據(jù)遙感信息中細(xì)微的人類生存痕跡，還原古代護(hù)陵人的生活軌跡。

　　據(jù)有關(guān)考古學(xué)家介紹，相比地面的考古勘察，衛(wèi)星、飛機(jī)等遙感技術(shù)提供了不一樣的視角，也提供了不可替代的信息?！斑b感考古多使用可見光、紅外光等成像方法，站得高看得廣，可以獲取大面積的影像資料。根據(jù)不同物體的電磁波特征，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)城址、河道等大型遺存?！?br/>
　　前不久，在西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期擴(kuò)建考古工地，一種新一代考古預(yù)探測(cè)智能機(jī)器人開展了部分應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

　　“這是一種柔性機(jī)器人，尺寸小、身體柔性高、通過(guò)能力強(qiáng)，可用于識(shí)別深埋于地下的遺存環(huán)境及種類等，是考古發(fā)掘前的預(yù)探測(cè)?！眹?guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“文物出土現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急保護(hù)技術(shù)體系研究”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、陜西省考古研究院副院長(zhǎng)趙西晨告訴記者，柔性機(jī)器人形似蜈蚣，集照明、溫濕度及氣體檢測(cè)、攝像等功能于一體，可對(duì)地下環(huán)境進(jìn)行初步的圖形記錄和信息采集。借助它，可以提高遺存信息獲取的精度以及對(duì)出土文物保護(hù)的針對(duì)性。

　　先進(jìn)理念和科技帶來(lái)的，不僅是讓探測(cè)更加精準(zhǔn)，也更加高效。

　　此前，在雄安考古中，裝載激光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)，讓海量數(shù)據(jù)瞬間獲得，所生成的地圖上，屋舍、街巷、河流、田地的形狀位置大小等一目了然，聯(lián)合考古隊(duì)很快完成雄安新區(qū)起步區(qū)測(cè)繪。

　　以前需要手動(dòng)布置三四天的探方，如今通過(guò)三維定位測(cè)量?jī)x器僅需1小時(shí)就能完成，通過(guò)實(shí)景三維建模軟件，半個(gè)小時(shí)就能生成三維實(shí)景影像圖。

　　考古方艙、移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、3D打印……最大限度保護(hù)出土文物

　　預(yù)防性保護(hù)體系、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、考古智慧云臺(tái)……今年的三星堆遺址發(fā)掘，被譽(yù)為是“一場(chǎng)高科技助力的多學(xué)科‘綜合考古’”。

　　據(jù)參與1986年三星堆遺址發(fā)掘的一位當(dāng)?shù)卮迕窕貞洠麄儺?dāng)時(shí)發(fā)掘2號(hào)坑時(shí)，只是用竹竿搭建了一個(gè)圍欄。挖掘出的文物用紙包住后放進(jìn)木制箱子里運(yùn)走……與以前不同，此輪發(fā)掘，工作人員借助高科技手段給發(fā)掘坑蓋起了“空調(diào)房”，做到了對(duì)文物最大限度、最優(yōu)方案的保護(hù)。

　　在考古現(xiàn)場(chǎng)，工作人員不僅搭建了2000余平方米的大棚來(lái)阻擋風(fēng)吹日曬雨淋，而且還為6個(gè)新發(fā)現(xiàn)的祭祀坑搭建了透明房子——“考古方艙”。這是我國(guó)首次采用“考古方艙”。方艙內(nèi)，空氣智慧調(diào)控系統(tǒng)讓艙內(nèi)的溫度、濕度可調(diào)可控，甚至可以密切跟蹤艙內(nèi)的二氧化碳、二氧化氮含量，隨時(shí)進(jìn)行空氣凈化，給予出土文物最佳保護(hù)環(huán)境。

　　與此同時(shí)，每個(gè)方艙里還配備了集成發(fā)掘平臺(tái)，并設(shè)置有多功能考古操作系統(tǒng)，采用了平行桁架、自動(dòng)化載人系統(tǒng)等裝置，實(shí)現(xiàn)出土文物調(diào)運(yùn)的功能。據(jù)介紹，考古人員進(jìn)入方艙要“全副武裝”，工作平臺(tái)可以像吊籃一樣讓穿著防護(hù)服的考古人員在坑內(nèi)懸空作業(yè)，以此減少發(fā)掘坑中的文物和填土受到污染。

　　此外，發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)還備有應(yīng)急分析實(shí)驗(yàn)室、微痕應(yīng)急保護(hù)實(shí)驗(yàn)室、有機(jī)實(shí)驗(yàn)室、無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室、文保工作室、考古工作室等。

　　針對(duì)出土現(xiàn)場(chǎng)遺存保護(hù)需求，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“文物出土現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急保護(hù)技術(shù)體系研究”項(xiàng)目研究成果也在三星堆此輪考古發(fā)掘中得到示范研究。

　　據(jù)趙西晨介紹，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在考古現(xiàn)場(chǎng)打造了文物保護(hù)移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，依托移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室搭載的技術(shù)設(shè)備和綜合信息管理平臺(tái)，對(duì)遺址區(qū)3號(hào)坑出土的青銅尊、青銅面具等器物進(jìn)行遺跡、遺痕原位無(wú)損快速辨識(shí)等現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并為其作出“健康”評(píng)估，針對(duì)器物本體保存狀況提出應(yīng)急保護(hù)思路。

　　“比如，紅外照片顯示方尊下沿口泥土較厚部位有一條上下走向的低溫線，我們推測(cè)可能存在裂縫。通過(guò)含水量測(cè)試儀，發(fā)現(xiàn)青銅器表面顏料覆蓋土含水率在5.6%-14.8%，整體偏低，不利于覆蓋土清理，等等?！壁w西晨告訴記者，基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和健康評(píng)估，他們提出“對(duì)礦化程度高、病害復(fù)雜嚴(yán)重的青銅器，需采取必要加固處理，至實(shí)驗(yàn)室開展保護(hù)修復(fù)工作”“及時(shí)清理顏料覆蓋土，以防錯(cuò)失最佳清理時(shí)間”等應(yīng)急保護(hù)思路。

　　為何如此謹(jǐn)慎？其原因在于，考古發(fā)掘并非只是簡(jiǎn)單的“挖寶”，更是對(duì)文化的保護(hù)與傳承。

　　這些在地下“沉睡”了數(shù)千年的文物，所處地下封閉性好，其空間內(nèi)的氧氣在長(zhǎng)期的耗氧細(xì)菌的代謝活動(dòng)中被消耗無(wú)幾，而且溫度較低，而文物又常常被濕潤(rùn)泥土覆蓋，所以能長(zhǎng)久保存。文物發(fā)掘出土后也會(huì)因?yàn)闇囟取穸?、二氧化碳等環(huán)境因素的變化而變化，比如顏色、質(zhì)地等。所以，發(fā)掘中對(duì)環(huán)境的控制和發(fā)掘后對(duì)文物的保護(hù)就變得尤為重要。

　　受三星堆遺址發(fā)掘的啟發(fā)，江蘇省蘇州市考古研究所將兩具千年木棺打包送至位于無(wú)錫的中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所華東基地。在那里，量身定制的考古方艙被啟用。

　　“當(dāng)時(shí)我們面臨的問(wèn)題是，考古發(fā)掘工作時(shí)間非常緊張，且梅雨季節(jié)將至，工地地下水位高，雨水浸泡木棺，不利于后續(xù)工作的開展?！睋?jù)蘇州市考古研究所有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。如果把考古發(fā)掘工作由野外轉(zhuǎn)至室內(nèi)，為文物提取創(chuàng)造恒溫恒濕的“偽環(huán)境”，這些問(wèn)題也迎刃而解。

　　不僅如此，3D打印技術(shù)也被引入考古工作。通過(guò)3D打印，考古工作者用數(shù)字化掃描方式收集文物的形態(tài)數(shù)據(jù),然后打印出一模一樣的石膏模型，再用石膏模型制作出硅膠保護(hù)套，為文物穿上保護(hù)套后以套箱的方式提取文物，確保文物不受損傷。

　　顯微觀察、高光譜成像、古DNA研究……讀懂遺跡遺物中的潛信息

　　身披絲綢、手戴玉環(huán)、腳踩“混凝土”地坪、再喝上一杯糧食釀造的美酒……隨著仰韶村遺址第四次考古發(fā)掘重要成果發(fā)布，5000多年前仰韶村先民的生活圖景正依托豐富的考古實(shí)證材料被不斷還原。

　　據(jù)仰韶村遺址第四次考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人介紹，經(jīng)多學(xué)科綜合分析研究，考古人員在仰韶文化中期、晚期小口尖底瓶樣品中檢測(cè)出谷物發(fā)酵酒殘留，很可能是以黍、粟、水稻等為原料制作的發(fā)酵酒。此外，考古人員還在仰韶村遺址人骨土樣樣品中檢測(cè)到絲蛋白殘留物，說(shuō)明墓葬中很可能曾存在過(guò)絲綢實(shí)物。

　　讀懂隱藏在遺跡、遺存背后的“密碼”，實(shí)現(xiàn)與過(guò)去的跨時(shí)空對(duì)話，是考古工作的重要目的之一。

　　在這一方面，科技更是有著不可思議的“魔力”——可以對(duì)某些肉眼看不到的特定對(duì)象進(jìn)行探測(cè)、測(cè)試和分析，按照科學(xué)的依據(jù)提出科學(xué)結(jié)論，比如年代測(cè)定、古DNA研究、同位素研究和有機(jī)殘留物分析等，也可以通過(guò)多種學(xué)科、技術(shù)與方法，對(duì)與古代人類活動(dòng)相關(guān)的自然環(huán)境等得出比較客觀的推測(cè)或結(jié)論，發(fā)掘出古代遺物遺跡中的“潛信息”，從而獲得研究考古學(xué)問(wèn)題的新視角。

　　比如，考古人員在對(duì)西安米家崖仰韶時(shí)期尖底瓶及陶罐、漏斗等陶器組合物進(jìn)行研究時(shí)，對(duì)陶器內(nèi)部殘留物進(jìn)行淀粉粒的顯微觀察，發(fā)現(xiàn)部分淀粉粒有缺坑、變形和糊化等損傷跡象，并進(jìn)行模擬釀酒實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證這些跡象與釀造過(guò)程中淀粉粒的損傷特征類似，同時(shí)在殘留物里發(fā)現(xiàn)了谷芽酒釀造時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品，推測(cè)原料為黍、大麥等作物混合而成，首次對(duì)我國(guó)尖底瓶等新石器時(shí)期陶器功用進(jìn)行科學(xué)分析，揭示了5000年前中國(guó)先民就已掌握谷芽酒的釀造配方，更新了我們對(duì)于尖底瓶使用功能的認(rèn)識(shí)。

　　在此次三星堆遺址發(fā)掘過(guò)程中，高光譜成像掃描系統(tǒng)就發(fā)揮了重要作用。

　　由于不同物質(zhì)吸收光和反射光的強(qiáng)度不同，不同物質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)出不同的光譜特征。如同給文物做CT一樣，借助高光譜成像掃描系統(tǒng)，考古研究人員可以通過(guò)光譜識(shí)別出不同文物的材料和屬性。

　　高光譜成像掃描系統(tǒng)捕捉的信息，還能幫助考古人員發(fā)現(xiàn)文物背后的“秘密”。例如，4號(hào)祭祀坑最上面一層是燃燒的灰燼層，灰燼層下面有文物。

　　通過(guò)分析灰燼層樣品的高光譜數(shù)據(jù)，考古人員發(fā)現(xiàn)特定灰燼物質(zhì)在樣品中的分散并不均勻。

　　“這能幫助研究人員分析出灰燼是燃燒后倒進(jìn)去的，還是直接在坑內(nèi)燃燒形成的，對(duì)了解古人祭祀的行為特征具有重要意義?！蔽靼补鈾C(jī)所光譜成像技術(shù)實(shí)驗(yàn)室文化光譜研究團(tuán)隊(duì)成員、助理研究員唐興佳表示。

　　考古人員還利用顯微觀察、便攜熒光光譜測(cè)試和數(shù)字化實(shí)時(shí)記錄法，首次明確了三星堆出土青銅器紋飾上紅色顏料為人為繪彩，并確認(rèn)了朱砂的存在。

　　通過(guò)古DNA技術(shù)直接研究過(guò)去的人群，為人類學(xué)相關(guān)問(wèn)題的破解帶來(lái)更多可能。

　　據(jù)了解，古DNA是指在古代生物遺骸中殘存的DNA片段，通過(guò)古DNA，能夠直接觀察到古代個(gè)體的遺傳成分和基因的混雜模式，并用于比較過(guò)去人群與現(xiàn)在人群之間在譜系關(guān)系上的獨(dú)特信息，從而揭示人類演化過(guò)程中的細(xì)節(jié)。

　　“考古學(xué)意味著‘一眼千年、萬(wàn)年、百萬(wàn)年’，是考古人通過(guò)物質(zhì)遺存研究逝去歷史的學(xué)問(wèn)?！敝袊?guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員付巧妹表示，考古遺存本身不能說(shuō)話，但通過(guò)現(xiàn)代各種科技手段，可以充分發(fā)掘出豐富、多樣化的歷史信息，為我們打開歷史之門、講述更加真實(shí)生動(dòng)的歷史故事提供幫助。