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      科技考古,成就考古學的一門學科

      2018-11-01 15:12:44?王 玨?來源:人民日報  責任編輯:吳靜 吳靜  

      科技考古,成就考古學的一門學科(文化脈動)

      科技不僅可以幫助人類認識現在、探尋未來,還能幫助人類了解自己的過去。通過新手段和新方法,科技不斷助力考古,推動中國考古學研究步入一個嶄新的時期。

      在遺址區開展“CT”掃描,繪制“3D藏寶圖”

      從6月起,2017年度全國十大考古新發現之一“江口沉銀——四川彭山江口古戰場遺址考古成果展”在中國國家博物館舉辦,這不僅是江口古戰場遺址考古成果首次公開全面展示,也是中國國家博物館全國考古發現系列展的首個展覽。科技的應用成為展覽的亮點。展覽特別開設“考古新章”部分,通過文字、圖片、視頻、沉浸式投影等多媒體手段,呈現內水圍堰考古新方法、發掘中運用的各種新技術,以及公眾考古在此次發掘中的重要作用,讓觀眾如同置身考古發掘現場,直接了解發掘過程。展覽還展示了地球物理勘探儀、智能化測繪無人機等科技考古設備,還原了此次考古的挑戰與創新。

      據考證,張獻忠沉銀事件發生于明末清初的戰亂年代,其戰場遺址位于岷江彭山段的河道內。與以往水下考古挖掘不同,江口遺址考古發掘是在河道內做臨時圍堰工程,這也是中國考古界首次在內水域開展圍堰考古。面對單件文物的幾何尺寸較小,文物分布零散、規律復雜等情況,電子科技大學信息地學特色研究中心科研團隊采用綜合探測方案,在遺址區開展了“CT”掃描試驗,并繪制“3D藏寶圖”,使發掘過程更加科學。團隊負責人周軍介紹說:“我們對文物分布區域探測、對文物富集有利區段預測、對河床基巖結構測繪,即在水域環境下為地下做CT。在發掘中,工作人員利用全站儀精確定位出水文物的坐標、三維成像和航拍技術來采集文物信息,并在現場配備了文物移動醫院,對即時出水的文物進行保護。”

      此次考古中,電阻率成像法、兩棲地質雷達、高精度磁法、頻率域電磁法……這些高科技深度參與考古過程。不僅在江口沉銀考古中,科技不斷助力考古的發現和發掘。近年來,碳—14年代測定、環境考古、動植物考古等,拓展了考古研究方法,增添了新的考古研究領域。科技考古,也成為考古學的一門學科。

      “所謂的科技考古,是應用自然科學等相關學科的方法和技術開展考古學研究。”中國社會科學院考古研究所研究員袁靖說,“科技考古各個領域的研究都是從具體的材料切入,有自己的研究特色,解決以往的考古學研究中不能解決的重大問題,最終要探討的是歷史。”

      全面拓展考古學的研究思路、方法及內容

      “公元前1750年至1500年,氣候溫暖、濕潤,二里頭遺址的居民在土質肥沃、距離邙山不遠、濱臨伊洛河的二級階地上建立居住地。當時,人們的健康狀況較好,可持續發展的多品種的農業生產已經成為社會穩定發展的基礎,多品種的家畜飼養保證了肉食來源。人們能夠做到依據石器的功能特征選擇合適的石材制作石器;陶器制作的規模化生產進一步穩定,出現專門用于禮制或貴族專用的陶器生產部門;制作金屬器和玉器的專門性技術更加完善,可以對產品進行規模化生產,這些產品是為貴族專用的;還出現了具備規范化特征的制骨技術……可以說,穩定適宜的自然環境、達到較高程度的農業及手工業生產力水平、專業化分工的鞏固及當時已經存在人口和家養動物的交流等,均為早期國家在二里頭的形成奠定了很好的環境及生業基礎。”這是袁靖通過二里頭遺址的科技考古工作,向我們描述的當時的生活。

      科技不僅可以幫助人類認識現在、探尋未來,還能幫助人類了解自己的過去。我國科技考古的研究與教學興起于上世紀90年代。當年,碳—14方法的應用,使考古學從定性描述轉變為定量表述的科學。著名考古學家夏鼐在《碳—14測定年代和中國史前考古學》一文中指出,碳—14測定年代技術在考古學中的應用,推動全世界的史前考古進入了一個新的時代。此外,環境考古的開展有利于確定古地貌和古水文,探討不同地貌特征下的不同文化的發展特色并追究其原因。人骨研究的開展有利于人的具體研究以及在此基礎上結合文化和社會開展探討。生物考古的開展則可勾勒出古代人類遷徙和社會發展的動態輪廓。動物考古則通過對考古遺址出土的動物遺存的研究,能發現包括古代人和動物相互關系在內的很多歷史真相。

      技術的不斷更新和應用,給考古帶來了新的驚喜。在江口沉銀考古中所研發的兩棲探測方法、裝備和融合處理與解譯平臺,是國內復雜水域環境水下探測的一次大規模使用。“這次探測工作中所采用的新思路和新技術,對于江河、湖泊、淺海灘涂環境中的地下探測具有十分重要的借鑒意義與推廣價值。”電子科技大學資源與環境學院院長胡光岷表示,團隊將進一步總結經驗,讓“給大地做CT”變得更加簡單高效。

      袁靖說,我們欣喜地看到,隨著科技考古的深入推進,其涉及的領域越來越廣泛,包含的內容也越來越豐富。比如,從碳—14測定年代、確定考古學文化類型的絕對年代拓展到研究古人生存的自然環境,認識當時的地貌水文、動植物資源,探討古人是在怎么樣的自然環境中生存發展的;再拓展到認識人的骨骼形態特征、體質狀況和食物結構,探討人類自身和社會的發展過程;再進一步拓展到認識古人的生業狀況、把握其由采集狩獵到農耕飼養的發展過程,認識石器、陶器、金屬器的質地和制作工藝,研究手工業的發展狀況,探討生產力和生產關系、經濟基礎和上層建筑的相互關系等等。“這些科技考古研究極大地豐富了我們對古代歷史的實證性認識,也把我們對古代社會的研究不斷推向深入,我們開始講述一個一個生動的故事。比如年代如何?自然環境如何?人的體質特征如何?古人是怎么樣生產食物的?……我們從古人的食物結構中辨認當時的生產方式和社會組織,探討不同時段、不同地區各種生產工藝的特征及發展。”

      袁靖說,上述的全部認識正在創新性地再現古代歷史,填補多項空白,對以往的理論和方法進行全方位的補充和完善。如今科技考古各個研究領域的確立和完善,正在全面豐富、充實和拓展考古學的研究思路、研究方法和研究內容,推動中國考古學研究進入一個嶄新的時代。

      多角度、全方位地對古代社會進行綜合研究

      “現在的考古發掘、研究的目的和過程,已經遠遠不是當年的考古學家依靠一把手鏟,發掘出古代的遺跡和遺物,然后依據這些遺跡和遺物的形狀進行分析和探討的研究方式了。”袁靖說。

      科技的綜合應用,已成為當下的趨勢。袁靖說,“目前,科技考古各個領域的發展趨勢是圍繞具體的對象開展研究,在完成具體對象研究的基礎上,做更深入的探討。以動物考古學為例,其新趨勢就是進一步以考古學研究的根本目標為指導,把形態學、統計學、年代學、同位素分析、DNA分析和古代文獻研究等方法融合到一起,圍繞具體目標,從多個角度進行探討,在完成動物遺存定性定量研究的基礎上,從動物到生業、從經濟基礎到上層建筑,從特定的角度闡述歷史發展的規律和特征,講述古人的故事。”周軍也指出,如今,學科融合更深入,綜合性更強了。

      技術的不斷進步,還會引起進一步的變革。“我們已經從點對點測量的二維時代,進入到高精度、高密度的三維時代,使得過程和結果更精準。今后,人工智能也將應用到考古中。”周軍說,就水下考古而言,以前是以聲吶探測為主,今后無人機探測,甚至水下機器人也會進一步應用。袁靖說,未來,考古學家將各具所長,他們參與到考古發掘和研究之中,多角度、全方位的對古代社會進行綜合研究,進而推動歷史科學研究邁向新的層次。

      袁靖多年來主持中國社科院考古研究所科技考古中心的工作,在他看來,我國現在在研究設備上、在不同研究領域專業人員的組成上已經排在世界科技考古前列,我國的動物考古和植物考古在國際上已經具有較高的聲譽。“我們要繼續努力,為中國考古學的發展貢獻力量。”

      王 玨

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