科技深掘“文明密碼” 妙手攬古幽

從傳統的“手鏟釋天書”，到各種“黑科技”大顯身手，如今，科技已成為文物挖掘的新動力，將考古的手段和視野拓展到了更高的維度。

中國地域遼闊，自然環境多樣，不同的地理、氣候和人文因素造就不同的文物保存狀態，也推動文物挖掘技術的本土化創新。從高原、平原到深海，科技在不同文物挖掘場景的深度運用幫我們拂去歷史的迷沙、挖掘承載文明的遺珍，讓蘊含著先人智慧創造和文化基因的珍寶得以通過科學、有效的形式面世，在不可逆轉的挖掘過程中給予文物保護。基于此，人類才有機會獲得考古研究的新發現、新視角，距離探究文明的起源、形成和發展更進一步。

地脈拾“遺”

陸地是考古的典型場景，主要是指對地面及地面以下進行考古調查和發掘的活動。人們耳熟能詳的著名文物大多是通過陸地考古挖掘而來，如秦始皇兵馬俑、商周太陽神鳥金飾、三星堆青銅面具、商后母戊鼎、漢代金縷玉衣、戰國曾侯乙編鐘等。

在未被發掘之前，文物長時間于地下保持相對穩定的狀態。然而，一旦出土，受到周圍環境的影響，文物極易遭受質變性的損害，這為文物的挖掘工作帶來了諸多挑戰。

在中國考古歷史上，就曾出現過不止一次因為保護不當，而造成出土文物受損的情況。明萬歷皇帝的定陵發掘，被認為是考古史上的一大悲劇，由于當時技術水平及考古配套設備設施等的制約，墓葬中的字畫、書籍、絲織品等文物，在接觸空氣后遭受到了破壞性的損壞。

隨著科技的發展，文物挖掘技術和后續保護措施逐漸完善，文物呈現更為完整、豐富、生動的歷史面貌。地處四川廣漢的三星堆遺址是迄今在我國西南地區發現范圍最大、延續時間最長、文化內涵最豐富的古蜀文化遺址，盛極于距今3000多年的商代中晚期。三星堆遺址的考古工作幾乎與中國考古學的發展同步。考古人員于1934年開啟三星堆遺址的第一次科學考古發掘，并于1980年開始連續發掘。2019年，三星堆遺址祭祀坑區考古發掘重啟，古蜀文明“再醒驚天下”，新發現的6個“器物坑”發掘出土青銅器、金器、玉器、牙雕等帶編號文物共計17000余件。2022年至2024年，考古工作者還在遺址內發現了玉石器“生產車間”等遺存。自考古發掘以來，幾代考古人薪火相傳，三星堆遺址已出土各類文物數方件，包含青銅器、玉石禮器、金器、石器、陶器和骨器、海貝、象牙等，填補了中國夏商時期西南地區歷史的空白，為研究古代文明的多元性提供了關鍵證據。

高科技助力下的三星堆遺址考古是現代科技與考古事業融合發展的生動寫照。在2021年三星堆遺址考古發掘現場，“考古方艙”恒溫恒濕，可以通過手機或電腦隨時查看艙內的溫度和濕度，以及二氧化碳和二氧化氮的含量，確保文物發掘露出后環境的最小干預，給予文物及時有效的現場保護。每個考古艙都配備了自由伸縮升降懸吊式工作平臺，讓考古隊員實現懸空近距離非接觸式發掘，并對文物開展高光譜分析、三維掃描等信息采集。為避免人為帶入現代生物信息，考古人員必須身著防護服才能進入考古艙，從而最大限度維持“祭祀坑”土壤中包含的原有信息。3號坑的大口尊連同內部填土重達幾百公斤，不易挖掘。為了確保萬無一失，現場挖掘專家們為它量身3D打印出了與器型完美貼合的“硅膠殼”加以保護，以此保證大型青銅器提取時不受損。3D打印技術有機實驗室、無機實驗室、應急分析實驗室、微痕應急保護實驗室等被搬到發掘現場，實現現場發掘和文物保護研究的“零時差”無縫銜接，使出土文物的信息提取更科學、完善。此外，三星堆遺址的挖掘工作采用了載波相位差分技術，實時記錄每件出土文物或土壤樣本所對應的經緯度，并生成二維碼，載有文物年代、材質等信息，成為文物獨一無二的“身份證”。

在多學科、多機構的專業團隊支持下，三星堆遺址形成了傳統考古、實驗室考古、科技考古、文物保護深度融合的工作新模式，成為我國考古發掘現場科學保護的范例。而在科技加持下，我國文物挖掘的新模式不斷涌現。

2024年是秦兵馬俑考古發掘50周年。半個世紀間，幾代考古工作者不斷探索追尋，讓沉睡地下2000多年氣勢磅礴的軍陣、栩栩如生的陶俑得以重見天日。2024年9月8日，兵馬俑一號坑“現場應急保護實驗室”、二號坑“考古現場發掘與保護平臺”正式建成并投入使用。艙內環境調控系統、專用照明工作系統、工作記錄系統、文物信息采集系統、文物吊運裝備一應俱全，實行“從考古發掘現場到實驗室修復的全流程閉環體系”，是文物挖掘“現場應急保護體系 + 考古平臺體系 + 專用裝備 + 信息化支撐體系”的新模式的體現。

戰國晚期楚國的高等級大型墓葬武王墩墓在考古過程中應用現代化考古實驗室為現場脆弱遺跡提取提供有力的技術支撐。距離考古發掘現場200余米處建有一座3000平方米的現代化考古實驗室，實驗室內設有低溫滅菌室、無機質文物保護室、分析實驗室等房間。在這里，多學科研究團隊持續對武王墩一號墓出土文物與遺跡展開系統分析研究，開展各類脆弱文物和復雜堆積遺跡的加固提取及穩定性保護工作。實驗室可對濕度進行精準調控，在常氧與低氧模式之間切換，實現對文物原始埋藏環境的模擬，為出土文物提供即時保護，滿足飽水漆木器、槨室蓋板等木質文物脫水定型需求，避免文物因出王后環境突變而受損。

借助科技手段，傳統方法無法獲取的文物關鍵信息可以有效提取，揭示與之相關的人類活動和古代歷史。

海底撈“珍”

水下考古學是考古學的一門分支學科，是陸地田野考古向水域的延伸。它以人類水下文化遺產為研究對象，對淹沒于江河湖海下面的古代遺跡和遺物進行調查、勘測和發掘。

歷史上頻繁的海上活動致使海洋留下了大量的沉船及相關遺存。滄海桑田，不同時期海岸線的變遷，也使一些城址、聚落、墓葬等淹沒在水下。這些不同時期與海洋相關的遺跡、遺物，構成了水下文化遺產的基本內涵。

中國水下考古事業起步于1987年，近年來，隨著考古理念進步、設備技術升級以及法律完善，我國水下考古和水下文化遺產保護格局不斷發展。

隨著政策的不斷加碼，我國水下考古事業亮點紛呈。遼寧莊河海域甲午沉艦遺址（經遠艦）水下考古調查、廣東“南海I號”南宋沉船水下考古發掘項目分別人選2018、2019年度全國十大考古新發現。“南海I號”發掘提取各類遺物18萬余件，長江口二號古船整體打撈入塢，南海1500米深度海域布設水下永久測繪基點，水下考古邁入深海新階段。

其中，“長江口二號”古船整體打撈遷移工程的啟動，令世界為之矚目。這個稱得上規模恢弘的古船考古與文物保護項目，在世界上首次采用了“弧形梁非接觸文物整體遷移技術”，集當今最先進的技術路線、設備制造等于一體。

常規的水下沉船打撈技術需要潛水員鉆到“長江口二號古船下進行人工打洞，在沉船底部貫穿鋼纜。這種方式容易發生塌方，對潛水員生命安全和古船結構安全造成威脅。如何確保古船安全、完整地打撈出水，而又不擾動周圍泥沙給古船帶來的二次損傷，上海打撈局組織上海隧道公司和上海電氣核電集團等科研團隊開展聯合攻關，最終拿出了世界首創的打撈技術方案—一“弧形梁非接觸式文物整體遷移技術”。方案創新性采用世界首次的弧形梁穿引打撈工藝，創新性運用隧道掘進技術、單船豎向液壓同步提升技術，創新性建造中部大開口專用打撈工程船“奮力輪”，實現了僅用1艘駁船完成沉船整體打撈的提升、運輸、進塢以及卸載作業，提升作業效率的同時，保障古船安全。特別是弧形梁打撈技術結合了弧形梁打撈工藝、隧道盾構掘進工藝、沉管隧道對接工藝等，用造隧道的技術來打撈水下沉船，這在全世界水下考古中還是第一次。依賴我國的高端制造能力，這樣的高科技方案可以最大限度地保護水下文化遺產的原生性和完整性，保障文物安全。

南海西北陸坡一號、二號沉船遺址位于海南省三亞市東南約150公里海域。受深潛技術限制，過往30年，我國水下考古多集中在水深50米以內的水域。面對平均深度1200米、面積逾

200萬平方公里的南海，中國水下考古工作者一度只能望“洋”興嘆。“深海勇士”號4500米級載人潛水器、“獅子魚”號6000米級無人遙控潛水器、三維激光掃描儀等多種深海技術和裝備的應用，促進水下考古不斷向深海拓展。2023年5月至2024年6月，國家文物局考古研究中心、中國科學院深海科學與工程研究所、中國（海南）南海博物館，使用“深海勇士”號載人潛水器和“獅子魚”號無人水下遙控潛水器，聯合對南海西北陸坡一號、二號沉船開展了三階段的水下考古調查。

文物提取階段首先需要保證文物的安全，一是文物不能破損，二是瓷器表面的紋飾也不能夠破損。為了完成目標，團隊將潛水器過去使用的金屬材料機械手，替換成柔性材料的機械手，最終成功采集大量海底沉積物、底層海水、海洋生物等樣品。南海西北陸坡一號、二號沉船遺址保存相對完好，文物數量巨大，年代比較明確，實證了中國先民開發、利用、往來南海的歷史事實，是我國古代海上絲綢之路貿易往來與文化交流的重要見證，對闡釋我國海洋文明特質，推動文明比較研究具有重要意義。

現在各類“深海利器”能夠協助考古學家直接獲取海底水下文物遺址的種類、數量、分布等基礎信息，在不破壞水下文物遺址的同時提取水下文物。從水下20多米的“南海一號”宋代沉船到1500米深海的明代沉船，我國已在中國的四大海域一一渤海、黃海、東海、南海，叩開考古的“深藍之門”，進行了多項水下沉船遺址及其他水下文物遺跡的調查、挖掘工作。

高原問“古”

高原考古學蘊含著最初人群來源、極端環境下早期人類適應方式、不同人群與文化之間的交流融合、現代高原人群及其文化形成過程等重大學術課題。近年來，高原考古挖掘持續取得突破性進展。

梅龍達普洞穴遺址是青藏高原腹地發現的首個史前洞穴遺址，也是世界范圍內海拔最高的超大型史前洞穴遺址。2018年起，西藏自治區文物保護研究所和中國科學院古脊椎動物與古人類研究所聯合進行舊石器考古調查。截至目前，梅龍達普洞穴遺址已經出土舊石器時代至早期金屬時代的各類文化遺物逾萬件。

高原寒冷干燥的獨特環境為保存大量動植物遺存、微體化石和沉積物DNA提供條件，但也為梅龍達普洞穴遺址文物挖掘帶來困難。在氧氣含量不足平原地區 60% 的雪域之巔，考古隊員綜合運用技術手段，用手鏟剝離沉積物、用毛刷或吹球拂去塵土，借助全站儀發射和接收紅外射線，自動讀取和計算坐標數據，獲取高精度三維坐標，為文物生成電子“戶籍”。此外，多種科技“利器”呵護文物誕生過程：用羅盤記錄出土物的空間狀態，對動物化石進行原地加固提取或石膏整體打包，系統采集高分辨率的年代學、沉積學、古環境學和遺傳學樣品，對遺址區、洞穴、重要遺跡與地層進行三維掃描和重建…科技賦能文物挖掘一點點拼起世界屋脊上古人類演化的巨幅畫卷。

皮洛遺址位于四川省甘孜藏族自治州稻城縣金珠鎮，東距稻城縣城約2公里，遺址平均海拔約3750米，遺址整體面積約100萬平方米，是一處超大型舊石器時代曠野遺址，被譽為“具有世界性重大學術意義的考古新發現”。

在皮洛遺址，考古團隊建立了科學的地表采集系統，對地表所有典型石制品的類型、風化磨蝕情況以及三維坐標進行了詳盡記錄。這一系統性方法有效地彌補了發掘面積有限的局限，系統性地還原了整個遺址范圍內不同時期遺物的空間分布狀況。迄今為止，已成功采集典型石制品3000余件，為研究提供了豐富的實物資料。

挖掘過程采用水平層與文化層相結合的科學方法，對所有編號標本進行了拍照、記錄三維坐標和產狀。此外，對于遺物分布密集的水平層，還實施了三維攝影建模。團隊特別注重對殘留物、土壤微結構等分析樣品的現場采樣，并在剖面上統一采集了光釋光測年樣品、古DNA樣品，以及粒度、磁化率、孢粉等古環境研究的樣品，以期全面揭示遺址的科學價值。

考古學家通過細致的發掘工作，發現了數量豐富、形態規整、技術成熟的手斧和薄刃斧，是目前在東亞發現的最典型的三星堆遺址考古發掘現場3號“祭祀坑”，用高光譜成像掃描儀對文物進行光譜拍攝，以識別文物的材料和屬性。

阿舍利晚期階段的文化遺存，也是目前發現的世界上海拔最高的阿舍利技術產品。同時，揭示了皮洛遺址中更新世末期至晚更新世連續的地層堆積，不晚于距今13萬年，填補了我國乃至東亞地區舊石器時代考古研究的空白，也為我們認識遠古人群遷徙和文化傳播交流提供了新的視角和思路。

在文物挖掘科技不斷向著專業化、精細化發展的助推下，從水下四千米到海拔四千米，海洋、沙漠、溶洞、冰原，各類自然環境與風貌留存的文明結晶得以安全、完整問世，不斷給歷史鏈條填補缺口，區域文明的涓涓細流百川歸海，實證著中華文明延綿不斷、多元一體、熠熠生輝。