挖古墓、修遗址,尖端科技如何赋能考古行业?

Neal Spencer是一位考古学家,也是大英博物馆埃及和苏丹部的治理员。他喜欢轻装上阵,定期前往非洲东北部的苏丹。他现在挖掘的遗址是公元前1500年至公元前1070年被埃及法老占领的一座古城镇。在这些探险中,他通常会带上铲子和刷子、笔记本、相机、滤水器、笔记本电脑和蚊帐,另有一架轻型的摄像无人机。

19世纪末和20世纪初的传奇考古挖掘规模之大,险些无法估量。19世纪70年代,当德国考古学家Heinrich Schliemann挖掘出现在位于土耳其北部的特洛伊古城时,他雇佣了多达160名工人,历时三年时间。固然,这些挖掘也是损坏性的。Schliemann自己也选择了使用炸药,厥后学者们指责他造成的损坏比公元前12世纪希腊入侵造成的损坏还要大。

在已往的15年里,一场考古革命正在举行之中,手艺在其中负担了举足轻重的责任。考古学家们在挖掘古代遗迹时,除了口头文字、暂且的设计和航拍照片外,险些没有什么其他的器械可以用来指导他们。2018年2月,在危地马拉北部发现了一个伟大的玛雅超级都市区,考古学家使用了一架低空航行的飞机,飞机上装有激光雷达摄像机(光探测和测距),可以让研究人员透过浓密的森林树冠近距离看清。他们找到了约莫61000个隐藏在地下深处的古代修建,然后将它们绘制到一个虚拟的三维环境中。他们没有举行需要的挖掘,固然也没有使用炸药。

Spencer说:“我们所使用的手艺确实改变了我们的事情方式。”

摄像无人机的使用已经真正改变了游戏规则。Spencer和他的同事们现在可以发射一架航行摄像机,在笔记本电脑上确立一个三维数字模型,而不需要举行大规模的观察探险,一寸一寸地手工绘制地址。这些详细的、颗粒状的信息可以显示城墙曾经的位置、水井的开凿位置、田地界限的划定位置,有助于进一步剖析,而且所有这些都在几小时内即可完成。

在地面上,诸如探地雷达和磁力仪等“遥感”手艺可以深入地下,确立古代地下结构的图像。甚至一架通俗的单反相机也可以举行改装:通过将传感器换成具有红外灵敏度的传感器,它可以检测出一种名为埃及蓝的铜基色素,肉眼是看不见的,然则隐藏已久的碑文可以被发现。

Spencer注释说:“这项革新只需破费约莫60英镑(75美元)。无人机可能要200英镑(250美元)。所以说,考古学是一项小本生意。”

Spencer和他的同事们借鉴了为石油勘探和医药等较富足行业缔造的创新手艺,通过CT扫描仪对古代木乃伊举行扫描,寻找包裹着的物体,甚至是只有几毫米深的象形文字镌刻。

通过采集地面样本,并在偏振光(一种被称为微形态学的手艺)下对其举行检测,我们有可能看到数千年前水是若何与其他沉积物一起上升到地面上并群集在一起的。考古学家可以找到证据来证实哪一个房间是厨房,或者哪一个房间是用来饲养食草动物的。

“它看起来像一块泥地,但当你剖析它时,你会看到几十个差别的事情。”Spencer说,“我们看到了空间是若何被行使的:由下向上。你可以从异常小的事情中获得启示。”

Spencer对另一项被称为锶同位素剖析的手艺稀奇感兴趣。就像有机质料的碳定年法一样,检查人类或动物遗骸中锶的积累——尤其是牙齿——使考古学家能够绘制出迁徙模式。若是墓地里的遗体的锶信号与周围环境的读数(或四周遗骸的读数)显著差别,这可能解释它们来自其他地方。我们就可以形成一幅有关迁徙的图画,或者领会到商业是若何在这样的社会中运作的。

更好的是,这些手艺中有许多都是非侵入性的,时考古学家能够回溯数百年或数千年,而不会对现在的任何器械发生损坏。Spencer说:“现在,当我们最先挖掘时,我们知道自己在挖掘什么。我们挖掘不是为了寻找什么,而是为了发现一些事实。”

对经典结构的正确扫描对最近的历史研究发挥了一定的作用。2015年,瓦萨学院(Vassar College)开创性的修建历史学家Andrew Tallon对巴黎圣母院内部举行了激光扫描,正确到一毫米以内。今年4月,毁灭性的大火摧毁了这座大教堂,现在这些图像可以用来辅助重修巴黎圣母院。

另有一些公司也在从事考古方面的事情。总部位于奥克兰的非营利组织CyArk专注于扫描大型文化和历史遗址,从事种种项目,包罗吴哥窟、庞贝古城和纽约市的石墙国家纪念碑。行使最先进的激光扫描仪,观察者们缔造出庞大的三维“点云”——一种超正确的数字丈量,可以捕捉到墙上的每一个裂痕或天花板上的细微凹痕。

从数据中,我们可以看出一个结构是若何随时间退化的,或者它是若何组织的。对于中世纪或更早的修建来说,修建设计能存活下来是很罕有的,这使得Tallon对巴黎圣母院的扫描价值稀奇大。在2016年8月缅甸发生6.8级地震前不久,CyArk恰巧扫描了缅甸蒲甘的三座释教寺庙。他们网络的数据被用来辅助修复被损毁的11世纪和13世纪的寺庙。

若是你想做一个大略的观察,你甚至不需要向专业的公司追求辅助。现在,许多考古学家只需下载一个3D扫描应用程序到他们的智能手机上,然后自己着手就可实现。“它确实改变了我们做事的方式,”Spencer说。“低成本成像是最令人难以想象的研究工具。”

那么,对于那些痴迷于纪录已往的人来说,他们的未来会怎么样呢?下一步可能是将现在正在网络的厚实数据举行更普遍、更庞大的使用。CyArk已经在网上免费提供了许多观察,希望在全世界确立一个历史修建的数字图书馆。Spencer着迷于“虚拟尸检”的潜力。“虚拟尸检”是一种医学手艺,它连系了CT和MRI扫描,提供了一种类似法医的、非侵入性的剖析,用来剖析一小我私家是若何殒命的,纵然这小我私家是在几千年前去世的,也可以实现。

然则,具有取笑意味的是,现在考古学家面临的危险可能正是由于太多的数据带来的。已往的主要问题是缺乏信息。一座浅浅的古坟可能就代表了一个宗教场所,一个栖身空间,一个空的墓葬坑,或者其他器械。而现在,这门学科正逐渐淹没在信息之中:当每一平方毫米的土壤都能展现出它的隐秘时,你可能很难知道该在那里停下来,甚至不知道从那里最先。Spencer说:“若是你不小心,你可能会被完全淹没。”

他叹了口吻,弥补道:“关键是要找到治理信息的设施。只见树木不见森林,这是下一个大问题。”

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