智慧勘探尋秘千年文明基因

當(dāng)三星堆被揭去神秘面紗后，古蜀人的奇思妙想、天馬行空，便在幾千年后的今天躍然呈現(xiàn)；當(dāng)良渚古城遺址層層顯現(xiàn)時(shí)，中華五千年文明史得到了無可辯駁的實(shí)證；當(dāng)海昏侯墓重見天日時(shí)，史書之外的隱秘歷史獲得了珍貴的補(bǔ)充這些跨越時(shí)空的文明對(duì)話，皆離不開現(xiàn)代科技的鼎力相助，千百年前那一個(gè)個(gè)鮮活主角的傳奇事跡、智慧經(jīng)驗(yàn)，也正借助科技之力、文物之口，向后人娓娓道來。

在考古學(xué)中，勘探作為初始階段的首要程序，其重要性不言而喻。它如同考古學(xué)的眼晴，引領(lǐng)著考古人員穿越時(shí)空的迷霧，探尋歷史的真相。而隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，考古的勘探技術(shù)也發(fā)生了質(zhì)的變化，重塑著我們與歷史對(duì)話的方式一從傳說中的“洛陽鏟”到衛(wèi)星遙感成像，從電磁波探測(cè)到質(zhì)子磁力儀，科技賦能讓埋藏千年的文明密碼正被逐一精準(zhǔn)破譯。

從“土方法”到工具應(yīng)用

說起考古勘探，不少考古書迷的第一反應(yīng)便是《盜墓筆記》中將盜墓者對(duì)陵墓勘探的分為南北派。書中描寫，南派高手擅長只憑鼻子就可斷定墓的深淺及朝代，也就是所謂的“望、聞、問、切”四法；而北派則是通過“尋龍點(diǎn)穴”的方式便可對(duì)陵墓的位置、結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，也就是《鬼吹燈》小說里尋龍口訣：“尋龍分金看纏山，一重纏是一重關(guān)。”但事實(shí)上，現(xiàn)實(shí)中的考古勘探，卻非如此神秘莫測(cè)。主要是通過鉆探、物探等手段來了解、確認(rèn)和研究文化遺存，并為考古發(fā)掘和文化遺產(chǎn)保護(hù)提供基礎(chǔ)材料與可靠依據(jù)。

鉆探作為考古勘探中最為普遍且便捷的方法，主要依靠“洛陽鏟”這一工具。常以地面調(diào)查或依據(jù)已發(fā)現(xiàn)的古代遺跡、遺物為線索，在一定范圍內(nèi)進(jìn)行鉆探，以便科學(xué)地判明遺址的范圍、文化層堆積的厚度、包含物及古墓葬、古代居住址、古窯址、古城址等地下遺跡的分布情況。然而，隨著科技的進(jìn)步，地球物理勘探技術(shù)逐漸被應(yīng)用于地下遺跡的探測(cè)，常與鉆探配合使用。該技術(shù)具有不破壞地下遺存、信息量豐富、操作簡便高效等顯著優(yōu)勢(shì)，特別適合于大規(guī)模的勘探作業(yè)以及異常區(qū)域的確認(rèn)，因此被稱為物探。

技術(shù)演進(jìn)重塑考古圖景

中國考古勘探的序幕，是在20世紀(jì)50年代被拉開的，其標(biāo)志性事件便是鏟探工具一一“洛陽鏟”的出現(xiàn)。據(jù)相關(guān)資料顯示，洛陽鏟，是中國河南洛陽附近村民李鴨子于20世紀(jì)初發(fā)明，并為后人逐漸改進(jìn)，同時(shí)也是中國考古鉆探工具的象征，最早廣泛用于盜墓，后成為考古學(xué)工具。

著名的考古學(xué)家衛(wèi)聚賢在1928年目睹盜墓者使用洛陽鏟的情景后，便運(yùn)用于考古鉆探，在中國著名的安陽殷墟、洛陽偃師商城遺址等古城址的發(fā)掘過程中，發(fā)揮了重要作用。如今，學(xué)會(huì)使用洛陽鏟來辨別土質(zhì)，是每一個(gè)考古工作者的基本功。中國文化遺產(chǎn)研究院專家張衛(wèi)星曾指出：“洛陽鏟的發(fā)明標(biāo)志著中國考古勘探進(jìn)入科學(xué)化階段，其取土辨層的原理至今仍是田野考古的黃金標(biāo)準(zhǔn)。”

到了20世紀(jì) 60～80 年代，鏟探工具得到了進(jìn)一步的發(fā)展，例如為滿足南方地區(qū)多雨、水位高的環(huán)境，將鏟頭的刃部改成圓筒形，中間只開2厘米寬的小口，并把肩部改窄，還能夠十分清晰地從取出的土樣中觀察到包含物和底層結(jié)構(gòu)。勘探技術(shù)也由黃河流域進(jìn)而推廣應(yīng)用到長江流域的廣大地區(qū)，勘探方法也隨著多次嘗試和創(chuàng)新得到了新的提高與發(fā)展，勘探工作的對(duì)象也由城址和墓葬擴(kuò)大到大型聚落遺址、各種遺址現(xiàn)象等。

1980年后，隨著科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，考古勘探技術(shù)得到了飛躍式的發(fā)展，新科學(xué)、新技術(shù)被運(yùn)用在考古勘探技術(shù)之中，先進(jìn)的遙感勘探技術(shù)、分析檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)也越來越多地應(yīng)用到考古學(xué)中。如運(yùn)用航空遙感、高精度磁測(cè)、大地電場(chǎng)巖性探測(cè)和地球化學(xué)測(cè)汞等逐漸擴(kuò)大探測(cè)的范圍、提高探測(cè)的精度，在地球物理探測(cè)技術(shù)和傳統(tǒng)探測(cè)技術(shù)的結(jié)合中不斷驗(yàn)證和改進(jìn)新技術(shù)在田野考古中的應(yīng)用。

除此之外，還有探地雷達(dá)（GPR）、多光譜成像技術(shù)、紅外線成像技術(shù)等。這些技術(shù)為我國的考古事業(yè)帶來了前所未有的便利與準(zhǔn)確性，還為我國考古事業(yè)的發(fā)展注人了新的活力。

其實(shí)，在我國考古勘探技術(shù)尚未成熟之前，曾有過一次失敗的陵墓考古經(jīng)歷。1959年，為深人探究明朝歷史，郭沫若等學(xué)者提出了明定陵發(fā)掘計(jì)劃。然而，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)限制及考古方法尚不成熟，考古隊(duì)在對(duì)定陵進(jìn)行挖掘之前，缺乏對(duì)陵墓進(jìn)行充分勘探的技術(shù)手段，以及未考慮到文物的出土需要特定的環(huán)境和技術(shù)條件，因此導(dǎo)致眾多文物遭受了嚴(yán)重的破壞。例如，大量絲織品在暴露于空氣后迅速氧化并褪色，木質(zhì)棺槨及陪葬品也因缺乏適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施而嚴(yán)重腐朽。致使此次發(fā)掘活動(dòng)未能全面揭示明朝歷史的真相，反而在中國考古史上留下了深刻的教訓(xùn)。

左圖為1986年，考古人員用傳統(tǒng)的測(cè)量工具在三星堆遺址考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)工作；右圖為3月10日，在三星堆遺址考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)3號(hào)“祭祀坑”，考古人員用全站儀為新發(fā)現(xiàn)的文物定位

此次發(fā)掘工作的失敗也警示了考古人員，考古工作絕非簡單的挖掘行為，而是需要依賴科學(xué)方法和先進(jìn)技術(shù)作為支撐。此后，考古過程中的每一步程序都以科學(xué)的理論及方法進(jìn)行，如今我國更是通過多種現(xiàn)代技術(shù)將考古勘探緊密結(jié)合，以便降低文物出土的受損程度及遺址的破壞程度。

多技術(shù)協(xié)同共護(hù)文物發(fā)掘完整

新世紀(jì)以來，各種高科技探測(cè)技術(shù)徹底改變了考古作業(yè)模式。2002年，科學(xué)技術(shù)部啟動(dòng)了“考古遙感與地球國家物理綜合探測(cè)技術(shù)”的研究課題，以秦始皇帝陵為對(duì)象，利用遙感和地球物理探測(cè)技術(shù)進(jìn)行無損勘查，探測(cè)皇陵區(qū)文物分布，提供判定皇陵地宮存在與否的科學(xué)依據(jù)。

在秦始皇陵勘探中，考古學(xué)家們構(gòu)建起一套“非接觸式探測(cè)體系”對(duì)秦始皇陵地宮進(jìn)行大規(guī)模的勘察。據(jù)測(cè)算數(shù)據(jù)顯示，秦始皇陵地區(qū)面積為五十六點(diǎn)二五平方公里，地宮位于封土堆頂臺(tái)及其周圍以下，距離地平面35米深，東西長170米，南北寬145米，主體和墓室均呈矩形狀，地宮中有石質(zhì)墓室的存在，只有東、西各一條墓道。

墓室位于地宮中央，高15米，大小相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)。在封土堆下墓室周圍存在著一圈很厚的細(xì)夯土墻，即所謂的宮墻。除了宮墻，秦陵周圍地下存在規(guī)模巨大的阻排水渠。此外，經(jīng)技術(shù)探測(cè)，地宮內(nèi)的確存在著明顯的汞異常，而且汞分布為東南、西南強(qiáng)，東北、西北弱。這種“非接觸式考古”的革新，將原本需要200年的傳統(tǒng)勘探縮短至數(shù)月，不僅極大地加速了考古工作的進(jìn)程，還極大地保護(hù)了古墓葬的原始狀態(tài)，避免了因傳統(tǒng)挖掘方式可能帶來的破壞。同時(shí)，這種“非接觸式考古”方法的應(yīng)用，也為未來其他古墓葬的勘探和保護(hù)提供了新的思路和借鑒。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，眾多前沿黑科技紛紛融入考古勘探領(lǐng)域，為考古發(fā)掘工作注人了新的活力。自高科技在秦始皇陵的勘探發(fā)掘中得到成功應(yīng)用及取得了豐碩的成果后，在后續(xù)的考古勘探中也廣泛加入了不少前沿先進(jìn)的創(chuàng)新黑科技。

近些年，許多地方的考古人員開始利用遙感衛(wèi)星、無人機(jī)等，對(duì)地表及地下遺跡進(jìn)行非接觸式探測(cè)和成像，同時(shí)借助高分辨率的衛(wèi)星圖像和無人機(jī)航拍影像，可以清晰地看到地表各處的細(xì)微變化，如土壤顏色的差異、植被分布的不均、土丘的高低和分布等，這些都有可能是古代遺跡甚至是史前遺址存在的線索。通過技術(shù)找到線索后，考古人員會(huì)采用磁法勘探、電法勘探、探地雷達(dá)等物探技術(shù)，“穿透”地表，探測(cè)地下遺跡的結(jié)構(gòu)和布局，為后續(xù)考古發(fā)掘提供重要依據(jù)。

在武王墩楚墓勘探中，考古隊(duì)創(chuàng)新運(yùn)用“地學(xué)CT”技術(shù)一一布置256根電極的高密度電阻率法，如同給大地做核磁共振，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)這座墓葬采用了“亞”字形的木槨室結(jié)構(gòu)，并分成了9個(gè)房間，這是國內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)的、結(jié)構(gòu)如此清晰明確的九室楚墓。創(chuàng)新技術(shù)的使用就連墓道填土的夯筑層次都清晰可辨。與此同時(shí)，還應(yīng)用無人機(jī)航拍、三維掃描等新型技術(shù)，對(duì)墓葬進(jìn)行全方位的勘探與研究。

2018年，在秦東陵勘探時(shí)，物探人員利用現(xiàn)代質(zhì)子磁力儀發(fā)現(xiàn)一處300平方米的強(qiáng)磁異常區(qū)。經(jīng)查證，這是墓室中鐵質(zhì)隨葬品產(chǎn)生的磁力信號(hào)。據(jù)了解，現(xiàn)代質(zhì)子磁力儀靈敏度達(dá)到0.1nT ，連陶器燒制時(shí)受磁都能檢測(cè)到。這種“未掘先知”的能力，將文物保護(hù)關(guān)口前移，有效降低發(fā)掘風(fēng)險(xiǎn)。

在揚(yáng)州隋煬帝墓發(fā)掘之前，考古團(tuán)隊(duì)利用堪比CT掃描的探地雷達(dá)技術(shù)（GPR），繪制出地下三維圖像，精確揭示了地表下7.6米深處的磚室結(jié)構(gòu)，甚至能夠辨識(shí)出墓門位置夯土密度的細(xì)微變化。

在良渚古城的勘探過程中，搭載多鏡頭相機(jī)的無人機(jī)捕捉到了令人驚嘆的發(fā)現(xiàn)：那些看似無序的土墩，在正射影像上呈現(xiàn)出規(guī)整的“井”字形結(jié)構(gòu)。考古團(tuán)隊(duì)通過三維建模技術(shù)，成功復(fù)原了五千年前的水利系統(tǒng)全貌。

除此之外，考古勘探還利用熱成像技術(shù)等其他技術(shù)。熱成像技術(shù)能揭示肉眼無法察覺的細(xì)節(jié)。在2020年的新疆小河墓地勘探中，凌晨時(shí)分拍攝的熱力圖清晰地展示了地下木柱結(jié)構(gòu)，這是由于木材與周圍沙土在散熱速率上存在差異所致。

“考古勘探的本質(zhì)是信息解碼。”北京大學(xué)考古文博學(xué)院教授吳小紅曾強(qiáng)調(diào)，“當(dāng)我們?cè)谖渫醵漳拱l(fā)現(xiàn)戰(zhàn)國絲綢的蛋白質(zhì)殘留，在二里頭遺址捕捉到3500年前青銅冶煉的鍶同位素信號(hào)，這些微觀勘探技術(shù)其實(shí)在重構(gòu)歷史的分子地圖。”

從洛陽鏟的金屬反光到衛(wèi)星遙感的數(shù)字像素，勘探技術(shù)的進(jìn)化史恰是人類認(rèn)知文明的升級(jí)史。當(dāng)科技賦予我們透視大地的能力，那些沉睡的文明記憶終將以更完整、更精確的方式蘇醒，重現(xiàn)方世千年前的家國情懷，繁華盛景。考古勘探最動(dòng)人的當(dāng)代價(jià)值不僅是發(fā)現(xiàn)過去的工具，也是照亮未來的明燈，更是鏈接古今之門的一座橋梁，引領(lǐng)我們進(jìn)行一場(chǎng)跨越千年的文化交流盛宴。

古物、今人、科技，相望的是文化，觸及的是傳承，鏈接的是技術(shù)，科技創(chuàng)新所賦能考古事業(yè)，不僅讓百萬年人類繁衍生息的歷史圖景更加生動(dòng)，也能讓千年文化史內(nèi)涵愈加豐富。