当“黑科技”遇上考古学
日前，由广东省文物局、南方日报社、南方+联合制作的《宝览南粤》第二季首播，带领观众走进沉睡800多年的宋代沉船“南海I号”，揭秘沉船最新的考古发现。“南海I号”出水文物目前发现已超过10万件，各式金器、瓷器、漆木器、玉器、古代钱币，以及人体与动植物遗骸，一幅宋代远洋航海生活图景在观众眼前徐徐展开。
在公众看来，与“南海I号”揭示的宋代“海上丝绸之路”同样神秘的，还有鲜为人知的考古技术。这项从前“活跃在小说里”的神秘工作，自诞生之日起就与科技有着密切的关联。随着技术的不断进步，越来越多以往不能解决的问题迎刃而解，古人的生活片段也被逐一还原。现在，本报记者带您细数近年关于考古科技的那些事儿。
多学科联动合作
13500年前“老广”重现“真身”
今年1月，在北京中国社会科学院学术报告厅举行的“中国社会科学院考古学论坛·2018年中国考古新发现”上，“2018年六大考古新发现”正式公布。广东英德市青塘遗址榜上有名。
2016年，广东省文物考古研究所与北京大学考古文博学院、英德市博物馆等单位联合组成的考古队，在清远英德青塘遗址黄门岩1号洞，发现岭南地区最早的古代墓葬(见上图，李细华摄），并发掘出广东13500年前保存最完整的古人类骨架。这一发现为研究东亚—东南亚史前人类与文化发展等课题提供了新契机。
岭南地区土质酸性很高，一般有机物都难以在泥土里保存。然而，由于特殊的喀斯特地貌，青塘遗址的人骨得以钙化并完整保存下来。不过，溶洞内水中的碳酸钙，也将土壤胶结得像石头一般硬。人骨化石与堆积地层牢牢结合，给考古工作带来了巨大难度。
铁锤、钢钎、手术刀、牙科工具……“几乎所有手头上的工具都被我们用上了，才将人骨一点点清理出来。”广东省文物考古研究所田野考古中心副主任、青塘遗址考古发掘项目领队刘锁强回忆道。
重大发现的背后，离不开一批考古工作的“幕后功臣”，他们个个“身怀绝技”。在项目工作之初，他们就设计了明确的课题目标与技术路线。除常规田野考古发掘外，还引入年代学、古人类学、环境考古、动物考古、植物考古、土壤微形态、残留物分析、石料产地分析及三维重建等多学科理念与技术手段，全面提取、分析遗址内各类信息，开展多学科综合研究。
经初步研究，考古专家将青塘遗址文化遗存从早至晚分为四期，清楚地显示晚更新世晚期至全新世初期技术、人类行为与史前文化演变的过程。遗址的环境考古结果显示，文化的演进过程与气候环境变迁较为吻合。
过去三年，考古发掘工作持续进行，不断有重要发现浮出水面。考古工作人员采用加速器质谱测定的方式对人骨化石的共存碳样进行检测，显示年代旧石器时代晚期。随后，专家们也搞清楚了墓葬人骨的年龄、性别等信息。人骨被证实属于一位年轻女性。
“接下来，我们将围绕出土文物资料的整理和综合研究，如石器技术分析、动植物种属鉴定、测年工作等多学科测试与分析，更全面复原新旧石器过渡阶段岭南先民的生活场景和社会发展程度。”刘锁强说。
为馆藏文物“延年益寿”
木雕尘屑被制成“DNA样本”
不少博物馆、美术馆都设有专门为馆藏文物“延年益寿”的神秘部门。广州美术学院美术馆是国内较早推动藏品保护修复与研究的机构之一。1999年，广州美术学院创立了材料技法修复研究室。四年前，在中央财政支持下，修复研究室升级为广州美术学院美术作品修复保存研究基地。
不久前播出的《国家宝藏》第二季中，广东省博物馆的金漆木雕大神龛惊艳全国观众。但鲜为人知的是，广州美术学院库房里也珍藏着400件套潮州金漆木雕。上世纪50年代起，潮州不少祠堂里的金漆木雕被村民拆卸，用碱水洗去上面的金箔变卖。广美师生不忍文化遗产被糟蹋，遂动手抢救。最终幸存下来的一部分藏品被广东省博物馆收藏，另外一部分来到了广州美术学院。
这批命运多舛的金漆木雕虽然逃过一劫，却长年被遗忘在广美附中楼底一个肮脏狭小的仓库里，直到改革开放后才加以妥善保存修复。“不过，我们找不到成熟的潮州金漆木雕修复案例可供参考。”广州美术学院艺术品修复保存研究基地副研究员许炀说。
潮州金漆木雕修复难在哪？这不得不从它精美绝伦的工艺说起。“潮州金漆木雕是多层镂空的，最多可达7层，而且每一层雕刻的内容都不会互相遮蔽。现在3D扫描技术通常也只能扫描浮雕或两层的作品。”广州美术学院材料技法修复研究室修复师陈景茵告诉记者，工作人员此前曾想对潮州木雕小件进行3D扫描，却没有成功。
许炀留意到，民间修复木雕时常常直接给木雕打上钉子，结果这些铁钉在木雕里生锈，导致裂口膨胀、锈蚀，从而形成新的“病灶”。许炀将清除这些生锈铁钉的过程，比喻为从人的骨头里取“弹片”。然而，这些工作在木雕修复中还算简单，与之相比，清洗木雕却要“危险得多”。
为避免清洗过程中对木雕的金箔和漆层造成破坏，修复师为木雕吸尘前，都要先给吸尘器小心翼翼地包上纱布，以免有脱落隐患的部件与尘埃一同被吸走。接着，他们会用弱碱性电解水棉棒拭去木雕上的顽固污垢（见上图，罗斌豪摄）。那些洗下来的灰尘还要集中起来提纯、萃取，制作成每件文物独有的“DNA样本”，留待进一步研究。
此外，广东省博物馆近年还引进装备对潮汕木雕金箔层进行检测。“这些金箔来源不一，可能来自北京、南京、香港、泰国等地。搞清楚他们的来源，就可以推断出文物的赞助人是谁；他们的老化程度，也能帮助我们断代。”陈景茵期望，黑科技的加盟能帮助后人还原文物背后的工艺，从而推动非遗传承。
在水下给文物做“CT”
“江口沉银”有了“3D藏宝图”
“石龙对石虎，金银万万五。谁人识得破，买尽成都府。”这句在四川流传的民谣，随着四川彭山古战场遗址考古发掘得到了印证。超过4万件文物出水，揭开了明末农民起义首领张献忠的秘密（见上图，新华社发）。
作为进入新世纪以来明清史研究领域的重大考古发现，四川彭山古战场遗址的发现不仅破解了“江口沉银”的历史之谜，被评为“2017年度全国十大考古新发现”之一，其中500余件代表性的发掘文物也将在今年7月亮相广东省博物馆。
据介绍，江口沉银古战场遗址是中国考古界首次在内水域开展围堰考古。电阻率成像法、两栖地质雷达、高精度磁法、频率域电磁法……这些高科技都在这次考古中派上了用场。
面对出水文物分布零散、规律复杂、单件尺寸小等情况，科研团队在遗址区开展了“CT”扫描试验，采用综合探测方案绘制“3D藏宝图”，使考古工作游刃有余。
“在发掘中，我们使用全站仪来精确定位文物坐标，以三维成像和航拍技术来采集文物信息。这种对文物分布区域探测、对文物富集有利区段预测、对河床基岩结构测绘的方式，其实相当于在水下做CT。”团队负责人周军介绍，工作人员还在现场配备了“文物移动医院”，以便对即时出水的文物进行保护。
考古学家不但希望通过“黑科技”发现文物，更希望尽可能完整、直观地为后人保留发掘现场的细节信息。如今，三维重建技术与常规田野考古方法的有机结合，使还原考古发掘过程成为可能。
三维重建，即对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型。广东郁南磨刀山遗址与南江旧石器地点群的发现，创新性地将这一技术应用在考古学中。项目执行领队刘锁强通过数字摄影测量技术，将从40平方公里考古现场的地理环境，到5米×5米探方里的出土文物，所有三维影像数据信息都收入囊中。
这些技术上的变革，标志着考古学已经从“二维时代”步入“三维时代”，过程和结果将变得更精准。周军期望，火爆的人工智能在不久的将来也能应用到考古学中。
南方日报记者杨逸
见习记者黄堃媛
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