智启文脉

作者: 郑昕

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在第十七届文博会数字文化产业发展成果展展台,参观者用“AR探究镜”扫描文物模型后了解文物信息(毛思倩/摄)

用人工智能“解码”上古王朝的兴替,用红外热成像探究文物内部“伤痕”,借助三维扫描让灭失的古迹重现人们眼前……如今,从环境监测到灾害预警,从数字化技术到新材料应用,科技的力量正以前所未有的深度和广度融入文化遗产保护各个环节。

科技是助力文化赓续繁荣的重要支撑。以现代科技手段对不可再生、无可替代的文化遗产开展系统性、科学性、可持续性的保护,有助于筑牢文化遗产的保护根基,也为文化遗产保护提供了新思路、新方法。

究历史之问

春日,在游人如织的陕西历史博物馆,人们拾级而上。这座穿越历史的殿堂,正在“国宝厅”用科技手段揭示一段历史谜题。

在这个名叫“对话宇文邕”的北周武帝孝陵科技考古成果展中,距今1400多年前北周王朝皇帝宇文邕的长相身材、家族谱系、死亡原因,乃至生前爱吃的食物,都一一展现在观众面前。

步入展厅,尽管没有文物实物,但烧杯、试管、频谱检测仪、骨骼微量元素测定实验数据表,配上基因序列演示动画等展示手法,让一代帝王身后的众多谜团,得以“真相大白”。

“通过遗传学分析,我们发现,北周武帝宇文邕与现代契丹人、黑水靺鞨人以及现代达斡尔人、蒙古人等存在最近的遗传关系……”讲解员在展柜前与观众交流时,不少孩子好奇地走近LED大屏,与宇文邕的数字人交流起来。

“你有几个兄弟姐妹?”“你平时喜欢吃什么东西?”在孩子们天真的询问下,身着朝服的“宇文邕”一一作答。

据记载,统一中国北方后,36岁的宇文邕雄心勃勃准备“平突厥、定江南”,却在亲征突厥途中突发恶疾而死。自20世纪90年代在陕西省咸阳市发现宇文邕遗骸之后,考古工作者和科研人员一直试图揭开尘封的历史,还原北周时代原貌。

近年来,复旦大学科技考古研究院文少卿团队联合陕西省考古研究院,以颅面复原技术和基因组数据对其面貌复原,运用特殊的古DNA捕获探针提取了大约100万个可用的基因位点,分析出北周武帝的发色、肤色和瞳孔颜色等特征。同时还从提取样本中发现体内砷(As)的含量显著高于同时期平民和贵族的平均水平,据此基本确定其死因为“慢性砷中毒”,为中古史研究提供了新证据。

“我们对宇文邕面容复原的技术,填补了科技考古的相关空白。随着科技的更多应用,我们过去面临的很多问题迎刃而解。”陕西省考古研究院研究员张建林说。

文物展厅里藏着的“实验室”,不仅让展览“可看、可听、可互动”,更让人们对科技力量助推文物保护有了更直观的感受。

随着信息科学、材料科学、生物科学等关键技术的应用,考古工作逐渐实现了从空间到遗址,从遗址到遗物,从宏观到微观,从单一到多元的全方位、全体系、全时段的覆盖,回答了很多以往萦绕在考古工作者脑海中的“历史之问”。

“传统的文物测绘档案像是一张张‘哑巴照片’,只能告诉你大概的尺寸和形状,但具体信息很难直观呈现出来。建筑信息模型技术能把建筑的每个细节都记录得清清楚楚,而且可以随时切换视角,让你能观察到这座建筑任何角度的细节。”福州大学建筑与城乡规划学院教授张远翼说,通过搭建三维模型,他们对福建连江县的省级文保单位普光塔的损毁原因有了更深的认识。

他表示,相比于以往的人工测绘,如今使用三维激光扫描仪,能精准获取物体表面的三维空间坐标、色彩和纹理信息,进行逼真的三维记录。根据普光塔平面八角的形制特征,团队在平面各角点处布设八个测点,前后两个测点重叠率达30%以上,以实现“点云数据”的无缝拼接,让这座建于元代、损毁严重的古塔有了病害诊断和数字复原的基础。

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2025年2月26日,儿童在和陕西历史博物馆里的“宇文邕”形象对话(郑昕/摄)

通古今之变

近年来,文物保护工作正逐渐实现从抢险加固向预防性保护、从本体保护向本体和环境风貌共同保护、从“探索性修缮”到依托现场试验数据和实验室分析结果开展“精准化修缮”、从被动“治病”到主动“预防”的稳步转变。这一过程比以往更需要科技助力。新修订的《中华人民共和国文物保护法》提出,要加强文物的数字化与信息化建设,以法律形式明确文物数字化、信息化工作的核心地位,为文物保护注入现代科技力量。

在位于河北省邯郸市的响堂山石窟,一尊尊佛教造像因为佛头、佛手的缺失令人唏嘘。这座由南北朝时期北齐高氏政权主持开凿的皇家石窟,是我国石窟艺术高峰期的重要代表,却在千年风化侵蚀和近代以来的破坏、盗凿、转卖中变得满目疮痍。

2023年,由西安交通大学人文学院艺术系教授贾濯非领衔的“流散海外中国艺术数字化工程”团队加入“数字响堂”项目,通过国际学术合作的方式,对南响堂山石窟第二窟进行数字化重构复原和仿真重建。

“到去年底,我们已完成国内相关文物碎片的数字采集工作,并获得美国芝加哥大学海外流散文物数字模型的使用授权,相关成果随后将向公众展示。”团队成员欧阳振宇告诉本刊记者,除了南响堂山第二窟,龙门石窟也留下了他们团队的身影。

他指向不远处一面正在重新制作的浮雕——原本位于龙门石窟宾阳中洞内的《文昭皇后礼佛图》,得益于团队的精心修复,已经获得了“重生”。

兼具科技工作者的严谨和艺术家的灵巧,不断有文博单位、高等院校和科研院所的古迹修复团队取得新成果,有的甚至从文博领域出圈,登上热搜。

针对表层高度风化的石刻文物,浙江大学张秉坚教授团队开发出一种新的渗透性镁基无机粘结材料,成功应用于杭州西泠印社“印泉”摩崖题刻的抢救性修缮和稳固处理;中国科学院高能物理研究所副研究员李丽将电子束辐照引入纺织品文物保护,电子束辐照作为一种非侵入性保护技术,可有效杀灭纺织品文物的霉菌……

从“被动抢救”迈向“主动预防”,从“实体守护”扩展到“数字永生”,在探究中华文脉的存续与变革中,科技开始扮演越来越重要的角色。

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2023年,西安交通大学人文学院学生在南响堂山石窟第二窟数据采集现场(欧阳振宇/供图)

敦煌研究院院长苏伯民在2024年10月举行的中国文物保护技术协会第十二次学术年会上表示,当前文物保护与研究中形成的关键技术、装备和材料等,可推广至全国,为保护整体水平的提升提供借鉴。

从“ 被动抢救”迈向“主动预防”,从“ 实体守护”扩展到“数字永生”,在探究中华文脉的存续与变革中,科技开始扮演越来越重要的角色。

通过组建甘肃省敦煌文物保护研究中心,敦煌研究院已建成国内首座文物保护领域多场耦合实验室,初步建成预防性保护监测预警及风沙环境治理体系,为土遗址保护提供了丰富的数据支撑。

在业内专家看来,借助高精尖科技手段深度阐释文物内涵,依托多学科融合全面构建保护体系,探究文物价值,焕发文明光彩,是广大文物考古工作者的神圣使命与担当。

“标准化工作有助于打破行业壁垒,促进跨行业合作,推动文化遗产系统性保护与产业升级趋势深度融合,为文物事业的高质量发展提供坚实基础。”故宫博物院院长、中国文物保护技术协会理事长王旭东表示,在运用新理念、新技术、新方法的过程中,亟待制定和实施相关标准,以提升行业的专业化、规范化水平。

达“藏”“用”之合

文化资源的生命力,不在于静态的保存和孤立的展示,而在于将其转化为文化发展优势。这种转化需要具备一定的条件,而科技正是其中的催化剂。

我国广袤土地上灿若星河、珍贵无比的遗迹、文物以及典籍,蕴含着中华民族的智慧、文脉和生命力,其收藏、展示、利用正呈现出智能化水平不断提升、不同技术深度融合的趋势,向公众提供更加多样化的文物内容供给。

“科技赋能为文物事业带来前所未有的动力,在文物保护修复上,可以加大AI新技术应用,提升修复的效率和精度。”全国人大代表、沈阳市文博中心主任李声能在今年全国两会上表示,探索跨学科技术合作,数字技术和新型材料等都有广大应用空间。

在西北工业大学文化遗产研究院实验室,该院副教授杨欢正带领学生在殷墟出土的商代“亚长”牛尊的三维图像上查看器型结构的巧妙之处。杨欢告诉本刊记者,正是借助西北工业大学在材料学等理工科领域的积累,团队跨学科运用三维建模工具,提出了独辟蹊径的观点——该团队通过三维扫描技术与凝固模拟实验,于2025年首次揭示商代工匠通过控制陶范型腔结构、优化浇冒口设置等工艺,实现青铜器等壁厚设计的科学逻辑,展现出中国古代工匠“以缺陷控制实现完美器物”的妙手巧思。

值得注意的是,科技赋能文化遗产保护利用,离不开完善的学科、人才培养体系和强有力的人才队伍支撑。文物工作具有跨学科、跨领域的特性,需要不断加强高校、科研院所、文博等机构在文物基础研究、保护修复、展览展示、活化利用等方面的全链条合作,在学科培养中发现人才,在项目实践中锻炼人才,在合理的岗位设置中使用人才,形成人才发展的良性循环。

2021年,国务院办公厅印发《“十四五”文物保护和科技创新规划》,对提升文物科技创新能力进行了“全链条”布局,提出系列突破性举措。随后,各省区市纷纷研究出台地方性落实方案。

“如今,科技赋能已成为文化遗产保护与传承的标准配置。”欧阳振宇说,小到丝绢、典籍,大到遗址、石窟,都能看到科技护航的身影。“文物展示传播与当代科技手段、艺术形式实现了无缝对接,正为人们提供丰富的精神文化滋养。”

文化遗产领域的科技创新工作是一项系统工程。借助“高精尖利”技术深度阐释文物内涵,依托多学科融合全面构建保护体系,让静静沉睡在博物馆与遗址中的历史以更安全、更快捷的方式进入大众视野,使文物中蕴藏的文化元素流行于当代。“藏”“用”结合之间,彰显求真务实的科学精神和精益求精的匠人情怀。

文运同国运相牵,文脉同国脉相连。如果说科学技术是帮助人们探究历史原貌的时光机,那其内核一定是昂扬自信的家国情怀。从考古发掘到文物保护与修复,从价值阐释到展示传播,文物和科技的结合越来越紧密,科技创新已成为文物事业高质量发展的核心动力。科技考古和文物保护作为一门融合了诸多理论和技术的学科,在“让文物活起来,把文脉传下去”中发挥重要作用,也让文物保护从“手铲释天书”转变成为“慧眼览幽古”。

这正如中国考古博物馆正在展出的“妙手活千秋——科技考古与遗产保护经典成就展”的前言中所说:文物承载文明,科技探寻奥秘,传统工艺与现代科技相互碰撞交融,勾勒出多彩的历史画卷。

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