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拼接修复后的铜兽驮跪坐人顶尊铜像。 |
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三星堆考古发掘舱。 |
核心阅读
近年来，多种学科知识、先进科技手段与考古研究实践深度融合，为建设有中国特色、中国风格、中国气派的考古学提供了源源不断的动力。
科技手段就像可靠的“放大镜”“显微镜”，使研究者能够从同样的文物上捕捉到更多痕迹，提取出以前难以获得的海量信息。
检测一抹灰烬，3000年前的纺织工艺显露真容；3D藏宝图展开，沉睡在江底的文物被精准标注；AI技术拼对复原，分散在不同祭祀坑的青铜器复归完整……近年来，多种学科知识、先进科技手段与考古研究实践深度融合，为建设有中国特色、中国风格、中国气派的考古学提供了源源不断的动力。
多学科协同，加强发掘现场保护
2021年四川广汉三星堆遗址的重启发掘，吸引了无数人的关注。科技含量十足的“考古方舱”，穿着“防护服”的考古工作者，让大众新奇不已。
文物在地下长期处于相对稳定状态，出土后周围环境发生巨变，如果保护不及时，会给文物带来毁灭性伤害，如彩绘变色、有机物碳化等。密闭的考古发掘舱严格控制温湿度，避免了外界尘土、细菌等污染因素的干扰，给予文物及时有效的现场保护。发掘舱旁还设有应急文物保护实验室和临时库房，各种先进设备一应俱全。
文物提取也是技术活儿。考古队员首先对文物密切接触的土壤、粘连物进行取样，检测分析其酸碱度、可溶盐、含水率等指标，为文物提取和后续保存提供参考依据。为保证大型青铜器提取时不受损， 首次采用3D打印技术，打印出与器型完美贴合的硅胶保护套。
此外，三星堆遗址发掘采用了载波相位差分技术，实时记录每件出土文物或土壤样本所对应的经纬度，并生成一个二维码，其中还有文物年代、材质等信息，文物和样本就有了独一无二的“身份证”。
在多学科、多机构的专业团队支持下，三星堆遗址形成了传统考古、实验室考古、科技考古、文物保护深度融合的工作新模式，成为我国考古发掘现场科学保护的一个范例。
2016年至2021年，四川省文物考古研究院、国家文物局水下文化遗产保护中心等单位联合完成了江口明末战场遗址5次大规模考古发掘。“多学科协同科技考古不仅在实践上提供了可借鉴的成功案例，也为考古学科的发展开拓了更多新方向、新领域。”四川省文物考古研究院院长唐飞说。
“石龙对石虎，金银万万五；谁人能识破，买尽成都府。”在四川眉山市彭山区，这首民谣已流传300余年。彭山江口处正是清顺治年间农民军将领张献忠与前明参将杨展交战的战场遗址，传说有1000船金银财宝沉于江底。
考古发掘之初，精准划定文物富集区是个难题。江口明末战场遗址所在的河道长2公里，宽500米，整个遗址面积约100万平方米。依靠传统的调查方法，只能得出大致埋藏区域；现代河流内金属垃圾多，常用的金属探测仪器受到干扰，效果也达不到预期。
江口沉银考古团队采用高精度磁法、电阻率成像技术等多种地球物理探测手段，为岷江河道做了“CT检查”。砂石下的河道情况通过3D模型清晰呈现，再通过水力学试验分析文物被冲刷产生位移的规律，找出文物最可能埋藏的区域。最终，考古团队绘制了一幅覆盖面积约70万平方米的3D藏宝图，确定了遗址范围和重点发掘区域。
水下能见度低，且受水流影响，工作人员保持身姿稳定都十分困难。想把分散的数万件文物找到，潜水发掘不具备可操作性。在专家建议下，考古团队决定采用“砂石围堰”发掘方法，借鉴水利设施建设经验规划围堰高度、材料。围堰完成后，抽干发掘区内的江水，水下考古变成了陆地考古，自然障碍被成功破除。这也是国内首次利用围堰在内水水域开展大规模考古发掘。
文物“设备库”愈发丰富，修复针对性更强、流程更细
今年6月，三星堆两件大型青铜器跨坑拼对成功。两件文物是铜罍座倒立鸟足顶尊神像、铜兽驮跪坐人顶尊铜像，器物组件分别来自2号坑、3号坑以及8号坑。文物体量巨大、造型复杂，展现了三星堆先民高超的青铜铸造技术和丰富创造力。
随着三星堆遗址祭祀区野外工作的结束，出土文物的室内整理、保护和修复成为重点工作。破碎分散在不同祭祀坑的青铜器，如何恢复到相对完整的形态？
文物整体高度和脆度较高，采用传统的实物拼对容易造成伤害。三星堆文保团队采用了三维模型数字拼接的方式。修复工作室和腾讯SSV数字文化实验室合作，对文物进行全方位扫描，建立三维模型；利用AI技术提取碎片的几何特征信息，计算彼此的匹配度；分析受力数据，验证不同拼接组合的可能性……无需触碰实物，研究人员可以在数字空间进行模拟拼对和复原，充分验证各种可行性方案。
目前，铜兽驮跪坐人顶尊铜像已基本确认完整，而铜罍座倒立鸟足顶尊神像可能还有其他部分。跨坑成功拼对文物，证明三星堆几座祭祀坑的形成时间相近，这对明确各坑的考古学年代、祭祀区布局及其性质、古蜀人祭祀形式等研究具有重大学术意义。
如今，文物修复“设备库”愈发丰富，修复针对性更强、流程更细。在江口明末战场遗址出水的金银器大部分受人为因素破坏，修复难度较大。修复人员运用便携式X荧光光谱仪等仪器，对文物进行了详细“体检”，明确了文物材质、内部结构等，争取做到“原材料、原工艺”修复。在激光焊接机毫米级的精细焊接下，金银饰品上的精美纹饰得以重现。修复过程中，每个操作步骤均详细录入档案，以便出现失误或新材料研制成功时实现逆向操作。江口明末战场遗址部分金银器保护修复入选2021年全国十佳文物藏品修复项目。
古象牙、古织物等有机质文物的保护一直是世界难题。今年4月，四川省文物考古研究院、海尔集团等联合建设的国内首个有机质文物保护智能设备研发中心成立，旨在整合高校、企事业单位科研力量，集中开展相关装备研发与科技创新攻关，让文物保护水平再上新台阶。
从文物上提取海量信息，助力考古研究不断深入
科技水平有限，曾导致不少文物的研究无法深入。上世纪80年代，三星堆出土的大量青铜器、金器、玉石器等文物震惊世界。附着于青铜器上的“灰烬”看似不起眼，在当时也引起研究者注意。有人猜测这是丝绸的残留物，但仅凭目测无法证实。
直至近年，这一谜题终于解开。中国丝绸博物馆等单位研发出基于免疫学原理的蚕丝蛋白检测技术，于2021年在三星堆遗址祭祀坑发掘中发现大量丝绸残留物。利用超景深显微镜、显微红外光谱等先进分析技术，研究人员重新观察检测30多年前出土的部分青铜器，进一步确认了丝绸的存在。
“丝绸残留物的发现证明，在三星堆文化时期古蜀先民已具备成熟的纺织工艺和技术水平，填补了古蜀时期蜀地纺织史研究的实物空白。”中国丝绸博物馆研究员周旸说。
科技手段就像可靠的“放大镜”“显微镜”，使研究者能够从同样的文物上捕捉到更多痕迹，提取出以前难以获得的海量信息。凭借这些信息，考古研究得以不断深入。
在数字化技术辅助下，三星堆出土象牙雕刻的起止顺序、手法均清晰可见，比起肉眼观察可获取的信息量天差地别。“数字化极大延伸了视野，让我们清楚看到文物铸造方法，甚至看到加工时的细微痕迹。”唐飞说。
此外，与数字融合还能让文物的存在突破时空限制。无论何种材质，文物老化都是不可逆的，利用数字手段将文物信息完整记录，便赋予了它们“新的生命”。借助数字化，全球的研究者和参观者都可以随时随地获取文物信息，文物由物质资源转向数字资源，正在为推动世界文明互鉴和社会科普教育散发更多光和热。
版式设计：赵偲汝
《 人民日报 》（ 2023年07月22日 06 版）
(责编：赵欣悦、杨光宇)
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