尖端科技是如何賦能考古行業(yè)的？

本文作者Andrew Dickson既是記者，也是評論家，為《紐約時報》、《衛(wèi)報》、《金融時報》和《紐約客》等撰稿，主要報道文化方面的相關(guān)資訊。

Neal Spencer是一位考古學家，也是大英博物館埃及和蘇丹部的管理員。他喜歡輕裝上陣，定期前往非洲東北部的蘇丹。他目前挖掘的遺址是公元前1500年至公元前1070年被埃及法老占領(lǐng)的一座古城鎮(zhèn)。在這些探險中，他通常會帶上鏟子和刷子、筆記本、相機、濾水器、筆記本電腦和蚊帳，還有一架輕型的攝像無人機。

19世紀末和20世紀初的傳奇考古發(fā)掘規(guī)模之大，幾乎無法估量。19世紀70年代，當?shù)聡脊艑W家Heinrich Schliemann發(fā)掘出如今位于土耳其北部的特洛伊古城時，他雇傭了多達160名工人，歷時三年時間。當然，這些挖掘也是破壞性的。Schliemann自己也選擇了使用炸藥，后來學者們指責他造成的破壞比公元前12世紀希臘入侵造成的破壞還要大。

在過去的15年里，一場考古革命正在進行之中，技術(shù)在其中承擔了舉足輕重的責任。考古學家們在發(fā)掘古代遺跡時，除了口頭文字、臨時的計劃和航拍照片外，幾乎沒有什么其他的東西可以用來指導他們。2018年2月，在危地馬拉北部發(fā)現(xiàn)了一個巨大的瑪雅超級都市區(qū)，考古學家使用了一架低空飛行的飛機，飛機上裝有激光雷達攝像機（光探測和測距），可以讓研究人員透過濃密的叢林樹冠近距離看清。他們找到了大約61000個隱藏在地下深處的古代建筑，然后將它們繪制到一個虛擬的三維環(huán)境中。他們沒有進行必要的挖掘，當然也沒有使用炸藥。

Spencer說：“我們所使用的技術(shù)確實改變了我們的工作方式。”

攝像無人機的使用已經(jīng)真正改變了游戲規(guī)則。Spencer和他的同事們現(xiàn)在可以發(fā)射一架飛行攝像機，在筆記本電腦上創(chuàng)建一個三維數(shù)字模型，而不需要進行大規(guī)模的調(diào)查探險，一寸一寸地手工繪制地點。這些詳細的、顆粒狀的信息可以顯示城墻曾經(jīng)的位置、水井的開鑿位置、田地邊界的劃定位置，有助于進一步分析，而且所有這些都在幾小時內(nèi)即可完成。

在地面上，諸如探地雷達和磁力儀等“遙感”技術(shù)可以深入地下，建立古代地下結(jié)構(gòu)的圖像。甚至一架普通的單反相機也可以進行改裝：通過將傳感器換成具有紅外靈敏度的傳感器，它可以檢測出一種名為埃及藍的銅基色素，肉眼是看不見的，但是隱藏已久的碑文可以被發(fā)現(xiàn)。

Spencer解釋說：“這項改造只需花費大約60英鎊（75美元）。無人機可能要200英鎊（250美元）。所以說，考古學是一項小本生意。”

Spencer和他的同事們借鑒了為石油勘探和醫(yī)藥等較富裕行業(yè)創(chuàng)造的創(chuàng)新技術(shù)，通過CT掃描儀對古代木乃伊進行掃描，尋找包裹著的物體，甚至是只有幾毫米深的象形文字雕刻。

通過采集地面樣本，并在偏振光（一種被稱為微形態(tài)學的技術(shù)）下對其進行檢測，我們有可能看到數(shù)千年前水是如何與其他沉積物一起上升到地面上并聚集在一起的。考古學家可以找到證據(jù)來證明哪一個房間是廚房，或者哪一個房間是用來飼養(yǎng)食草動物的。

“它看起來像一塊泥地，但當你分析它時，你會看到幾十個不同的事情。”Spencer說，“我們看到了空間是如何被利用的：由下向上。你可以從非常小的事情中得到啟示。”

Spencer對另一項被稱為鍶同位素分析的技術(shù)特別感興趣。就像有機材料的碳定年法一樣，檢查人類或動物遺骸中鍶的積累——尤其是牙齒——使考古學家能夠繪制出遷移模式。如果墓地里的尸體的鍶信號與周圍環(huán)境的讀數(shù)（或附近遺骸的讀數(shù)）明顯不同，這可能表明它們來自其他地方。我們就可以形成一幅有關(guān)遷移的圖畫，或者了解到貿(mào)易是如何在這樣的社會中運作的。

更好的是，這些技術(shù)中有許多都是非侵入性的，時考古學家能夠回溯數(shù)百年或數(shù)千年，而不會對現(xiàn)在的任何東西產(chǎn)生破壞。Spencer說：“如今，當我們開始挖掘時，我們知道自己在挖掘什么。我們挖掘不是為了尋找什么，而是為了發(fā)現(xiàn)一些事實。”

對經(jīng)典結(jié)構(gòu)的精確掃描對最近的歷史研究發(fā)揮了一定的作用。2015年，瓦薩學院（Vassar College）開創(chuàng)性的建筑歷史學家Andrew Tallon對巴黎圣母院內(nèi)部進行了激光掃描，精確到一毫米以內(nèi)。今年4月，毀滅性的大火摧毀了這座大教堂，現(xiàn)在這些圖像可以用來幫助重建巴黎圣母院。

還有一些公司也在從事考古方面的工作。總部位于奧克蘭的非營利組織CyArk專注于掃描大型文化和歷史遺址，從事各種項目，包括吳哥窟、龐貝古城和紐約市的石墻國家紀念碑。利用最先進的激光掃描儀，調(diào)查者們創(chuàng)造出復雜的三維“點云”——一種超精確的數(shù)字測量，可以捕捉到墻上的每一個裂縫或天花板上的細微凹痕。

從數(shù)據(jù)中，我們可以看出一個結(jié)構(gòu)是如何隨時間退化的，或者它是如何構(gòu)造的。對于中世紀或更早的建筑來說，建筑計劃能存活下來是很罕見的，這使得Tallon對巴黎圣母院的掃描價值特別大。在2016年8月緬甸發(fā)生6.8級地震前不久，CyArk碰巧掃描了緬甸蒲甘的三座佛教寺廟。他們收集的數(shù)據(jù)被用來幫助修復被損毀的11世紀和13世紀的寺廟。

如果你想做一個粗略的調(diào)查，你甚至不需要向?qū)I(yè)的公司尋求幫助。如今，許多考古學家只需下載一個3D掃描應(yīng)用程序到他們的智能手機上，然后自己動手就可實現(xiàn)。“它確實改變了我們做事的方式，”Spencer說。“低成本成像是最令人不可思議的研究工具。”

那么，對于那些癡迷于記錄過去的人來說，他們的未來會怎么樣呢？下一步可能是將現(xiàn)在正在收集的豐富數(shù)據(jù)進行更廣泛、更復雜的使用。CyArk已經(jīng)在網(wǎng)上免費提供了許多調(diào)查，希望在全世界建立一個歷史建筑的數(shù)字圖書館。Spencer著迷于“虛擬尸檢”的潛力。“虛擬尸檢”是一種醫(yī)學技術(shù)，它結(jié)合了CT和MRI掃描，提供了一種類似法醫(yī)的、非侵入性的分析，用來分析一個人是如何死亡的，即使這個人是在幾千年前去世的，也可以實現(xiàn)。

但是，具有諷刺意味的是，現(xiàn)在考古學家面臨的危險可能正是由于太多的數(shù)據(jù)帶來的。過去的主要問題是缺乏信息。一座淺淺的古墳可能就代表了一個宗教場所，一個居住空間，一個空的墓葬坑，或者其他東西。而現(xiàn)在，這門學科正逐漸淹沒在信息之中：當每一平方毫米的土壤都能揭示出它的秘密時，你可能很難知道該在哪里停下來，甚至不知道從哪里開始。Spencer說：“如果你不小心，你可能會被完全淹沒。”

他嘆了口氣，補充道：“關(guān)鍵是要找到管理信息的辦法。只見樹木不見森林，這是下一個大問題。”