科技考古——揭開歷史面紗

李舒涵

不可或缺的考古“選手”

雖然無人機在這兩年很火，但若你問我“把無人機技術應用到考古領域中是什么樣的”，我可能會先假裝思索一番，最終說出早在60年前就已經被發明出來的一項技術：遙感考古。

這并不是某種神秘的未來預測術。遙感技術源于航空攝影，所謂“遙感”就是遙遠的感知，指遠距離、不接觸物體而獲得其信息的技術。說白了，就是從高空（太空）俯瞰大地進而獲取信息。但與一般攝影完全依賴可見光不同，遙感還可以利用紅外線等不可見光來合成圖像。考古工作者們可以用伸臂汽車、熱氣球、飛機、衛星、火箭等工具（平臺）收集信息。所以，無人機的使用只是收集信息的平臺不同罷了。

考古學雖然是一門主要通過考古發掘來收集信息和資料的科學，卻是和自然科學結合最緊密的學科之一。早在20世紀40年代，科技考古作為考古學的分支學科就誕生了。在中國，20世紀50年代是科技考古的萌芽階段，這一時期人們開始將物理和化學方法用于出土文物的成分分析。直到1965年，國內首個“碳十四”實驗室成立，意味著科技考古發展正式開始。

比如我們要判斷某個朝代距離當下的時間，以前大都通過史書的記載來推定。根據年號和歷史典籍這些記載，厲害的歷史學家甚至可以一直推算到春秋以前。但在沒有歷史典籍記錄之前的歷史（稱為“史前史”），就沒有辦法推算了。后來考古學出現了“地層學”斷代法，根據古代遺跡和遺物埋藏在地下的上下層位關系來判斷（疊壓的兩個地層，上層比下層時間要晚，也就是“后來者居上”）。這樣判斷出來的年代，稱為“相對年代”，也就是說，我們可以知道遺跡現象之間相對早晚的關系，但還是不知道距離現在過了多長時間。碳十四測年法則能通過測量出遺骸等物的碳十四含量，就可以知道其死亡時距今有多少時間。

碳十四測年法

利用生物體內放射性碳同位素（碳十四）隨著時間的流逝不斷衰變的原理來進行測年的方法。在自然界碳循環的影響下，生物體內的碳十四和大氣中的碳十四保持動態平衡，直到生物體死亡。此后，生物體內的碳十四開始以一定的周期（5 730±40年）衰變（減少）。

后來其他測年方法相繼出現，如電子自旋共振測年、骨化石氟含量法、黑曜巖水合法斷代、熱釋光測年等。到了20世紀80年代，國內科技考古迅速發展，人們不再滿足于年代測試，于是開始研究古人類DNA、食性、疾病分析以及古代器物的制作材料、工藝、產地等。

博古通今的神奇之力

考古學研究中引入科技手段，不僅看起來更加“高大上”，還幫助我們解決了考古學研究中的許多難題。就讓我們一起看看到底有哪些神奇的技能吧。

技能一：上帝之眼

正式的考古發掘之前，會對將要發掘的遺址進行全面勘探，為之后的發掘工作做準備。根據勘探的目的和對象，能用到的方法有遙感、地面物探、地球化學勘探等技術。對于動輒幾千、幾萬平方公里的大型遺址，遙感技術是最明智的選擇。

“不識廬山真面貌，只緣身在此山中”。假設我們身處一個荒廢的古代城市中，由于年代久遠，周圍只能看到略微高出地表的殘垣斷壁和一些或倒塌或被土掩埋的建筑物，那么要搞清楚這座城市布局最省力、最高效的方法就是通過遙感在高空中觀察或拍照。這并不是人類平常的視角，是得益于科技的發展才有機會以這樣的方式觀察大地，所以稱之為“上帝的視角”。像著名的Nazca線條、德國巴伐利亞州Meisternathal遺址、中國的元上都遺址等等，在勘探時都大量使用了遙感技術。

技能二：隔土探物

通過檢測遺址及周圍某些化學元素含量的高低或異常情況來確定遺址的范圍，我們稱之為“地球化學勘探”。當人類在某一片地域長期活動，某些生產、生活內容可能會引起這片土壤中化學元素的異常（比如人類的制鹽活動）。

例如著名的秦始皇陵，因為陪葬坑中出土了大量兵馬俑，讓人們對其充滿好奇。但出于文物保護的目的，一般情況下考古工作者不會挖掘帝王陵墓，那么借助科學技術來了解它們就變得尤為重要了。考古學家在皇陵周圍進行土壤的汞測試時，在封土區域發現了汞異常，最終確認了地宮的位置。這是因為當汞或汞的化合物埋在地下時，會向地表散發汞蒸汽，在蒸汽上升過程中與土壤中的埋藏物發生物理吸附或化學反應，根據這些特點，可以測試區域內是不是存在汞異常情況，從而了解遺跡遺物在地下的埋藏情況。而皇陵在封土上的水銀可能是地宮中水銀揮發所致。這與歷史文獻中記載秦始皇修建地宮時“以水銀為百川、江河、大海，機相灌輸。上具天文，下具地理……”也就吻合了。

技能三：微觀探究

對于文物，肉眼可以觀察到形制、大小、裝飾物等宏觀信息，而通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射分析、X射線熒光光譜儀、拉曼光譜儀等儀器還可以獲得物質的化學組成、物像結構、顯微形貌等微觀信息。有了這些信息，可以了解文物的制作工藝，有利于對文物進行科學的保護和管理。

例如，在中國古代的銅鏡中，有一種表面漆黑色、觸感光滑如玉的銅鏡，稱為黑漆古銅鏡。銅鏡表面的黑色物質具有耐腐蝕性，考古學家測試發現這種抗腐蝕性的黑色物質竟是納米級別的。難道古代就已經掌握了某些層面的納米技術嗎？還是說自然腐蝕就能形成黑漆古呢？為此，考古學家通過拉曼光譜法、X射線衍射分析等方法研究發現，銅鏡表面黑色物質由單一物相納米二氧化錫組成，這主要與銅鏡在制作時表面的鍍錫工藝有關。通過對文物成分的微觀分析發現，古代的一些工藝與技術也重新被借鑒，并投入到現在的科技發展與應用中。

附加技能：VR帶你回到過去

當然，我們還不得不說說以計算機技術和通信技術為主要支撐的GIS技術（地理信息系統）和VR技術，主要用于采集、存儲、分析、管理、展示與傳播信息。一方面可以對考古對象做數據采集，進行建模和復原，實現數據的信息化管理、建設數字博物館；另一方面以空間數據庫為基礎，使用地理模型分析等方法，也能為考古工作和研究提供服務。與VR結合，帶給人們新奇的同時也能感受整個遺址的氛圍，這種新的體驗方式為人們揭開了遺址的神秘面紗。

考古學的學科特點決定了它與科技“難分難舍”的淵源，相信隨著科技手段在考古中更加成熟的應用，考古學的研究成果也會越來越豐富。而古代的工藝與技術也將脫下它們神秘的外衣，散發出科技的光芒。