科技考古，衔接过去与未来

你印象中的考古是什么样的？是灰头土脸、手持铁铲，竹片翻土、毛刷洗净，还是罗盘定位、卷尺测量？随着科学技术的发展，考古早已不是人们想象中的旧模样。取而代之的，是半空中嗡嗡作响的无人机，是自带监控及预警系统的考古大棚，是碳十四测年、DNA 分析等技术在考古中的广泛应用……「吃土」达人纷纷转身「高科技玩家」，新的考古发现不断涌现。

在「云端」考古

自中国考古学诞生伊始，给文物「上户籍」——对每一件文物进行细致的编号和信息采集，就成了考古工作的标配。过去，受技术限制，每一件文物的「户籍」信息有限。20 世纪 90 年代，电子全站仪的使用将这一限制大大缩小。

电子全站仪是近年来在考古工作中使用的一种新型测绘仪器，可采集水平角、竖直角、倾斜距离三种基本数据，通过内部微处理器计算，可得到坐标、方位角、高差等数据。电子全站仪的使用方便、精准，也带来了考古工作思路的转变。而今，更为先进的实时动态载波相位差分技术（RTK），作为现代考古常用的 GPS 测量方法，可以实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，达到较高的精度。考古工作者在调查勘探中使用 RTK 可以获取每一个遗迹的精确坐标，并对遗址地形地貌进行准确测量。

平度市小光顶墓地出土的彩绘车马出行俑，是青岛乃至胶东半岛地区首次发现的彩绘兵马俑。「小光顶墓地的发掘，是高科技、新技术运用到考古工作中的一次成功实践。」青岛平度市博物馆副馆长曲涛说，「考古需要大地测量，过去工作人员经常使用皮尺、指南针等，需要多人配合，劳动强度大，精度低。RTK 的运用让平面测量精度可以达到厘米级，可单人操作，工作质量和效率大大提高。」

先进理念和科技带来的，不仅是让探测更加精准，也让探测变得更加高效。无人机技术的发展就惠及了考古工作。过去想要获得一张整个遗址的平面照片是相当困难的，要么架梯子拍，要么登上脚手架，有时甚至需要考古人员坐进挖掘机的铲斗中，被举上高空拍摄。如此费时费力，所获得的平面图却很难获得正投影，无人机测绘技术很好地解决了这一问题。「用无人机和 RTK 结合，可以制作精度极高的平面图像，包括全景、探沟、周边环境等，一览无余，资料采集更加详尽科学，为周边环境分析和墓葬形制研判提供了可靠的资料。」曲涛介绍说。

对于大型遗址，考古人员可以采用无人机系统迅速完成大范围的数据采集，结合 photoscan 软件，自动进行全方位的 3D 渲染，进而在电脑上显示出逼真的 3D 模型。「以前如果想获得一个遗址的三维模型，需要请专门的公司来进行绘制，费用动辄几十万甚至上百万元。现在有了新技术的加入，方便快捷又节省成本。」山东省文物考古研究院张溯介绍说。

给文物「吹空调」

走进山东的考古发掘现场，一座座「考古大棚」惹人注目。「这相当于给考古发掘现场建了一个保护罩。大棚的搭建一方面是为了保护文物，另一方面是让工作不再受天气影响。过去一但有雨雪就必须停工，影响工作进程。现在无论风吹日晒，考古发掘工作都能顺利地按计划进行。」张溯介绍说。

考古发掘并非只是简单的「挖宝」，更是对文化的保护与传承。这些「沉睡」了数千年的文物，所处地下封闭性好，其空间内的氧气在长期的耗氧细菌的代谢活动中被消耗无几，并且温度较低，而文物又常常被湿润泥土覆盖，所以能长久保存。文物发掘出土后会因为温度、湿度、二氧化碳等环境因素的变化而变化，比如颜色、质地等。所以，发掘中对环境的控制和发掘后对文物的保护就变得尤为重要。

沂水跋山遗址是 2020 年 7 月新发现的一处旧石器时代中期旷野遗址。今年 4 月底经国家文物局批准后开展抢救性发掘。遗址文化遗物、遗迹十分丰富，是目前山东地区发现的为数不多的具有原地埋藏的旧石器时代遗存，对于建立中国东部旧石器时代中期文化序列，论证中国—东亚人类的连续演化，研究当时人类的技术特点、生产生活方式和生存环境背景，具有重大价值与意义。山东省文化和旅游厅厅长、省文物局局长王磊强调：「要尽快推进跋山旧石器工作站的修缮和遗址发掘区的考古方舱建设，为下一步考古发掘和研究工作的顺利开展提供保障。」考古方舱是近年来考古工作者的新「神器」。方舱内空气智慧调控系统让舱内的温度、湿度可调可控，甚至可以密切跟踪舱内的二氧化碳、二氧化氮含量，随时进行空气净化，给出土文物最佳保护环境。

与此同时，每个方舱里还将配备发掘平台，并设置有多功能考古操作系统，采用了平行桁架、自动化载人系统等装置，实现出土文物调运的功能。据介绍，考古人员进入方舱要「全副武装」，工作平台可以像吊篮一样让穿着防护服的考古人员在发掘坑内悬空作业，以此避免坑中的文物和填土受到污染。

发现「潜信息」

读懂隐藏在遗迹、遗存背后的「密码」，实现与过去的跨时空对话，是考古工作的重要目的之一。在这一方面，科技更是有着不可思议的「魔力」。通过科技手段可以对某些肉眼看不到的特定对象进行探测、测试和分析，按照科学的依据提出科学结论，比如年代测定、古 DNA 研究、同位素研究和有机残留物分析等，也可以通过多种学科、技术与方法，对与古代人类活动相关的自然环境等得出比较客观的推测或结论，发掘出古代遗物、遗迹中的「潜信息」，从而获得研究考古学问题的新视角。

山东省文物考古研究院、山东大学等单位的植物考古、动物考古研究团队，近年来通过细致系统的动、植物考古研究工作，已逐渐建立起了海岱地区从后李文化时期至汉代的农作物、家养动物和野生动植物数据体系，涵盖粟、黍、稻、小麦、大麦、大豆等多种农作物，家养猪、牛、羊、狗等多种驯化动物，以及广谱系野生动植物种类。今后还将通过更加细致系统的动、植物考古工作，完善海岱地区动植物考古数据库。

除了对动植物的考古研究，通过一系列高科技手段，山东省考古工作者揭示了 9500 年以来山东古代人群母系遗传的历史；通过对山东傅家遗址的 23 座墓葬进行古 DNA 分析，为古代聚落社会性质及组织形式提供了证据；环境考古与地学考古的发展，将地球科学的手段与方法应用于考古材料的理解和研究，对我们生存环境的演变与早期国家起源的研究具有重要意义。

借助这些与时俱进的科技手段，考古工作将过去与未来更好地连接起来，为人们讲述更加真实生动的历史，帮助人们从不同角度来理解人类目前的处境，告诉人们在奔向未来的过程中所蕴含的种种机会，更让现代考古跑出了「加速度」。

郭晓娟

Sci-Tech Archaeology Bridging Past and Future

Since the inception of Chinese archaeology， “Registering” cultural relics—meticulously numbering and collecting information about every cultural relic has become a standard part of archaeological work. In the past， restricted by technology， the “Registration” information of each cultural relic was limited. In the 1990s， the use of electronic total stations greatly reduced these restrictions.

Nowadays， more advanced Real-time Kinematic （RTK） technology， as a common GPS measurement method in modern archaeology， can provide the three-dimensional positioning result of an observed station in a specified coordinate system， and reach centimeter-level accuracy. For large sites， archeological workers can use a drone system to rapidly complete a wide range of data acquisition， and combine it with photoscan software to achieve fully automatic 3D rendering， and to display lifelike 3D modeling on computers. It is convenient， rapid and cost-effective.

Archaeological shelters have become new “Superb Tools” for archaeological workers in recent years. In a shelter， the intelligent air control system can adjust and control the temperature and humidity， closely monitor the content of carbon dioxide and nitrogen dioxide， and constantly purify the air to provide the best protective envi- ronment for unearthed relics.

Some specific objects invisible to the naked eye can be detected， tested and analyzed by scientific and technological means， and scientific conclusions can be drawn on a scientific basis， e.g. dating， ancient DNA research， isotope research， and organic residue analysis. Besides， a variety of disciplines， techniques and methods can be used to reach objective conjectures or conclusions on the natural environment associated with ancient human activities， and unearth the“Potential Information” within ancient relics and ruins so as to obtain a new perspective on the study of archaeological problems.

作者 刁艳杰