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科学研究的重要特征跨学科交叉,三维数字化考古

历史趣闻     2023-8-20     点评:13举报

央广网北京6月4日消息 据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,最近,中华文明探源工程再次引起广泛关注。这是继国家“九五”重点科技攻关项目——“夏商周断代工程”之后,又一项由国家支持的多学科结合、研究中国历史与古代文化的重大科研项目。

经过几代学者接续努力,中华文明探源工程等重大工程的研究成果实证了我国百万年的人类史、一万年的文化史、五千多年的文明史。对中华文明的起源、形成、发展的历史脉络,以及中华文明多元一体格局的形成和发展过程都有了较为清晰的认识。

考古需要哪些不同学科的介入?科技考古是什么?哪些科技手段可以帮助考古?考古的目的又是什么?

考古不仅仅是考古学家的工作

中国社会科学院考古研究所研究员李想介绍,2002年,中华文明探源工程立项。中华文明探源工程秉持着“多学科、多角度、全方位”的理念,围绕公元前3500年到公元前1500年间的遗址实施重点挖掘,并对遗址周边的聚落展开大规模考古调查。考古调查、考古发掘和考古研究工作为中华文明探源工程提供了不可或缺的资料。

考古学是一门利用实物遗存来研究古代社会与文化的历史学科。作为考古学的研究对象,实物遗存的种类以及形态包罗万象,有房屋、道路、城墙、墓穴、渠沟等各类遗迹,还有陶瓷、玻璃、玉石、金属等各种手工制品。既有肉眼可以看见的人和动物的残骸,也有仅凭人眼无法观察到的各类元素分子等残留物。考古时,不仅需要进行田野考古调查,去往一线获取遗物,在发掘过程中还需要对各类遗存开展科学高效的收集整理,完成信息提取以及价值挖掘等研究工作。

因此,在考古工作中,研究者需要借助生物学、化学、地学、物理学等相关学科的方法和技术。例如,若在一个遗址内发现了动物残骸,研究者们就需要利用动物生物学来判断残骸的种类,以确定当时人类饲养了哪些家畜,有哪些肉类食物来源。若是发现了大量植物种子,就要通过植物生物学分析植物的种类,了解当时人类的主食来源以及劳作水平,并进一步推测当时的社会形态。

多学科的交叉融合帮助考古学家获得了仅通过田野考古难以发现的证据。

考古可能比你想象的更加“高大上”

李想认为,考古学是一门带有遗憾的学科。研究者所得出的结论虽是基于合理的判断和推理之上,但无法百分百还原古人的社会状况,只能通过现有的技术手段尽可能展示古人的生活情况。科技考古是当下考古工作的重要手段。

科技考古是依据考古学的研究思路,借用自然科学相关的方法和技术,对研究对象进行调查、取样、鉴定、分析、检测、定量统计等,利用现代科技分析古代遗存,获取肉眼难以捕捉的潜在信息。植物考古、动物考古、环境考古等都属于科技考古。

科技考古包含两大类技术。一是探测技术,主要包括遥感技术、航空摄影技术、物探技术等。探测技术有助于考古工作者在较短的时间内从宏观角度对遗址进行观察和分析,在勘探时更加有的放矢,避免遗漏重要信息。第二类技术是分析技术,包括影像分析技术、X光照技术、中子成像技术、显微分析技术等。

在研究良渚遗址时,研究者通过科技考古论证了良渚城市群防洪体系的建造时间,并且通过碳十四鉴定,将良渚古城的绝对年代上限推至距今5300年左右。还借助环境考古、植物考古、动物考古以及人骨考古等手段,实证了良渚地区拥有高度发达的经济水平、控制网络和统治文明。

我国近些年非常注重科技考古,各个实验室相继购置了先进仪器,获得的数据也越来越受到国际同行的认可,在某些领域已经领先国际。

考古不为文物?那是为了什么?

历史的长河中还有许多未解之谜等待着人类去探索,人类对于自身从原始社会发展至今的过程并不完全了解。我们从哪里来?要到哪里去?这一哲学问题始终困扰着全人类。

李想表示,考古学家希望通过自己的工作,让现代人能够在更大程度上了解人类是如何起源的,人类社会是如何发展的,人类文明是如何演化的。“只有当我们知道从哪里来,才可能更好地知道我们未来的方向是什么。”李想表示,这也是考古工作者们常说的话。

世人多关注精美文物,但文物对于考古学家来说可能只是副产品,考古工作者的目标不是古代艺术品本身,而是埋藏在文物背后关于人类起源这一根本性问题的答案。普通人也可以通过参观精美文物,了解文物背后的故事,陶冶情操,获得一双善于发现美的眼睛。

李想希望未来能有更多人关注考古工作,自觉保护文物以及遗址,去博物馆参观了解文物同样是在传播中华文明,为考古工作出力。

监制:白中华

记者:富赜 杨扬

编辑:潘雨薇 杨冉

科学研究的重要特征跨学科交叉,三维数字化考古

科技考古的简介

科技考古是利用现代科技分析古代遗存,取得丰富的“潜”信息,再结合考古学方法,探索人类历史的科学。
我国科技考古的研究与教学兴起于上世纪90年代。近年来,科技考古在信息技术、生物工程、对地观测等相关学科的帮助下,解决了传统考古无法解决的诸多问题,在考古勘探、年代测定、动植物及人骨分析、陶瓷与金属器物研究等方面做出尝试,拓展了考古研究方法,增添了新的考古研究领域,备受人们关注。
探究历史真相
随着河南省安阳市西高穴村东汉大墓的发掘,围绕着这一大墓是否为文献中记载的魏武王曹操高陵的争论,公众也享受了一顿难得的考古学科普“大餐”。科技考古学已经成长为一门独立学科的过程,科技不仅可以帮助人类认识现在、探寻未来,还能帮助人类了解自己的过去。
学科之间的交叉融合是当前科学发展的大趋势。在所有交叉学科中,科技考古学颇为独特,它既是考古学与自然科学交叉融合的产物,更是社会科学与自然科学交叉融合的产物。随着融合的深化,它与考古学之间的界线愈发模糊不清。如今,科技考古学的发展,已体现在考古学的所有领域。追寻科技考古学的发展轨迹,既能帮助公众了解这一学科本身,又能为它的发展开阔思路。
从定性到定量
人们知道,时间标尺的建立,是考古学研究的基础,它使考古学从定性描述转变为定量表述的科学。碳14测年方法的建立,为解决这一问题提供了技术手段。仇士华、蔡莲珍教授是我国著名的碳14测年专家。在充分探讨系列样品碳14数据与树轮校正曲线拟合的基础上,两位先生领导的研究组经过多年努力,解决了许多技术难题,终于将武王克商的年代限定在公元前1050—1020年,确保了夏商周断代工程的圆满完成。近年来,系列样品贝叶斯统计方法又成功地应用于新砦、二里头、偃师商城和郑州商城等遗址的年代测定,得出了若干误差甚小、重要异常的年代数据,为历史界和考古界深入探索商前和商代历史奠定了坚实的年代学基础。
随着环境考古、农业科技考古的迅速发展,人们已不再满足遗址文化层提供的信息,而逐渐将视角拓展至遗址周边的自然地层。不难理解,欲揭示自然地层内所蕴含的信息,首先需明确其不同层位的所属年代。然而,土壤中通常难以获得理想的木质材料,且常常“受到农业施肥和现代植物根系渗透的影响”,致使测定的碳14年龄偏轻。针对这一难题,中国科学院地球环境研究所周卫健院士等采用新的热处理方法,有效排除了土壤有机质中“死碳”和“晚期含碳物质”的干扰,并利用加速器质谱测得较为可靠的年代数据。无疑,该方法可望为环境考古和农业科技考古带来福音。
勾勒人类迁徙轮廓
如果说,碳14测年方法的建立使考古学从定性描述转变为定量表述,那么,生物考古的开展则可望勾勒出古代人类迁徙和社会发展的动态轮廓。 20世纪80年代以来,PCR技术(聚合酶链反应)的建立直接催化了古代DNA分析方法的发展和应用。近年来,古代人类DNA研究有两个颇为重要的进展:一个是Real-timePCR技术,它可有效地鉴别源自古代样品的DNA污染,从而在相当程度上确保古代DNA分析的可靠性;另一个是焦磷酸法测序方法的建立,它奠定了核DNA测序的基础,将整个基因组的序列分析提上了议事日程。可以预见,随着古代DNA技术的不断发展和成熟,古代人类遗传关系的复原、描绘古代人类的迁徙路线终将成为现实。
早在1984年,蔡莲珍、仇士华即根据稳定碳同位素比值,较为系统地分析了我国新石器时期先民的食物结构,在我国考古界产生了深远影响。如今,人们已捋清我国新石器中晚期先民食谱的地域分布特征,即黄河以北主要以粟类植物为食,长江以南以稻类植物为主要食物,而中间区域则两类兼而有之。而根据北方先民的食谱变化规律,可将距今约7000年的仰韶文化时期定为北方农业起源的下限。与此同时,胡耀武、汤卓伟博士等指出,在一定条件下,家猪的食谱与饲养有着内在的联系,从而为动物驯化起源的探索提供了新的思路。
残留物分析是生物考古的又一重要组成部分。有关研究在我国开展较晚,但已取得了一些成果。例如,2005年山西省绛县西周倗国墓地发掘出土的一个铜簋中保存有大量的炭化物,杨益民博士等分析了样品的碳氮含量和同位素比值,推测铜簋内曾盛有煮熟的大米及肉类——“羹”,这一与文献记载相悖的结论,引起了人们的浓厚兴趣。
科技考古的崛起
毫无疑问,科技考古的崛起还体现在其发展的全面性。除上述领域外,至少应包括古代铁器、古代玉器、古代漆器、古代玻璃和古代纸张等领域。特别是古代漆器和纸张,原先几乎无人问津的研究,现已出现一些较高水平的成果,且呈迅速发展之态势。
科技考古学的崛起还体现在人们对多学科协作的认可。特别在文明探源工程的推动下,人们开始注意到农业起源与传播、人类的迁徙、社会的分层、文化的交流等重要科技考古问题,并通过多学科协作,将问题逐步引向深入。不仅如此,随着国际合作的深入发展,我国科技考古专家业已借助陶瓷科技考古等研究,探讨中西方文化交流等重大问题;而在政府的大力支持下,我国考古学家也已走出国门。

科学研究的重要特征跨学科交叉,三维数字化考古

三星堆遗址考古发掘主要成果发布广汉召开,发掘过程中运用了哪些新的技术?

运用了最新的环境调控系统、声光电智能化设备、数字化手段采集整理现场信息、网格法进行发掘、搭建航架实现无接触考古等新技术。
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