理论是科学研究的基石,是一切行动的指南。党的十八届五中全会首次提出“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念,十九大把坚持新发展理念作为新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略,二十大进一步强调必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。创新是新发展理念的首要内容和核心内容,是全面落实五大发展理念的关键。
一、科技助力考古学科建设
对于考古工作和考古事业来说,理论创新、制度创新、科技创新既要统筹协调推进,又要突出科学技术是第一生产力的重要论断。习近平总书记在《建设中国特色中国风格中国气派的考古学 更好认识源远流长博大精深的中华文明》中要求:“考古学界要会同经济、法律、政治、文化、社会、生态、科技、医学等领域研究人员,做好出土文物和遗址的研究阐释工作,把我国文明起源和发展以及对人类的重大贡献更加清晰、更加全面地呈现出来。”“要运用科学技术提供的新手段新工具,提高考古工作发现和分析能力,提高历史文化遗产保护能力。”强化考古学界的跨行业合作,其中一个重要目的就是要促进考古学的多学科交叉、多学科协作,全面提升考古研究、发掘、保护、展示、利用能力,更好地、更科学地、更生动地讲述中国故事,推进人类文明交流互鉴。
考古学是通过对古代遗存遗留信息的分析研究,来揭示特定时间与空间内古代文化,形成关于古代社会的整体认知的学科。考古学从诞生的那天起,天然带有自然科学的传统和基因,传统考古学的两大支柱——地层学和类型学就是借鉴地质学、生物学而来,后来发展出的考古测年技术,更是考古工作科学性不可缺少的一环。随着考古学从历史文化向社会文化的研究转向,科学技术在考古中的应用越来越广泛,分析研究越来越深入。上世纪90年代中期,俞伟超先生提出全息考古学以来,考古科技的发展十分迅猛,中国考古与现代科学技术日益深度融合,科学技术应用逐渐进入世界前列,极大地提高了中国考古的发现和分析能力。
重庆地区的科技考古工作具有悠久的历史,其起步大致和全国同步,具有起点高、开放性强、范围广、敢于创新等特点。重庆地区科技考古发展历程大体可分为四个阶段:一是重庆直辖以前,属于零星尝试的萌芽期;二是三峡考古时期,属于重庆科技考古的起步阶段;三是2006年至2018年间,重庆市文物考古所(现重庆市文物考古研究院)的成立,成为推动重庆科技考古的主体力量,这一时期属于重庆科技考古纵深发展阶段;四是2019年以来,随着大遗址保护、考古遗址公园建设和预防性保护的兴起,重庆地区科技考古、科技保护、科技展示等得以大规模推广,与行业外机构、科研机构合作加速,呈现日益融合发展的生动局面。近年来,重庆考古在信息技术、生物工程、对地观测、理化分析等相关学科的帮助下,在考古测绘、年代测定、生物分析、环境考古、器物研究、文物保护等方面做了大量探索,创新了若干考古研究方法,拓展了考古研究的新领域(图一)。
图一 重庆市文物考古研究院文物保护实验楼
在新发展理念指引下,以重庆市文物考古研究院为主力的重庆科技考古建立了专业的人才队伍,加大了与国内外科研机构的广泛合作,构建起科技考古发展平台,在软硬件建设、设施设备、监测分析、科技史、科技保护、科技展示等方面取得了较大突破,重庆市文物考古研究院被纳入重庆市科技局科研单位管理,获得科研激励绩效专项常态经费支持,成功申报多项保护专利和考古知识产权,与其他科研单位合作,“古建筑木结构性态分析与性能提升关键技术及其应用 ”“重庆地区出土鎏金青铜器价值认知与保护关键技术研究”分别获重庆市科技进步奖一等奖、二等奖表彰。
二、夯实科技考古基础
提高考古发现、考古分析、考古保护能力,必须向科学技术要效益、要生产力。重庆市文物考古研究院成立以来,确立了“科研兴院、人才强院”的发展战略,突出“考古+科技+人才”三位一体发展导向,强化科技考古基础,着力在以下方面重点发展。
一是高度重视科技人才队伍建设。近年来,重庆市文物考古研究院先后有3人次获得重庆英才名家名师称号,建立“文物保护修复劳模和工匠人才创新工作室”“文物修复保护传习所”“生物考古透明工作坊”,加强传统技术与现代科技融合。通过引进和委托培养动物考古、植物考古、测绘测量、科技史、化学保护、石窟保护、数字技术等多方面人才,初步建立了一支以博、硕士为主的高层次人才队伍。大力推广新型师承制,建立师带徒体制机制,培养了一批掌握数字测量、数字绘图、数字建模、科技保护等现代科学技术的一线实作人才队伍,初步形成一支老中青搭配、高中低齐备的人才队伍体系。
图二 工业CT检测
二是高度重视科技考古软硬件建设。重庆市文物考古研究院建成了面积达3000平方米的实验楼、3500平方米的三峡文物修复中心,极大地提升了科技考古和科技保护条件。耗资一千五百余万元,配齐配好科技考古、科技保护设备,特别是购置了一批科技考古大件,如考古CT(图二)、扫描电镜、高精度三维扫描仪(图三)、超景深显微镜等,走在了全国省级考古院所设备配置前列。获批考古现场文物保护重庆市级科研基地,初步建成动物考古实验室、植物考古实验室、数字影像实验室、金属文物保护实验室等,推进实验室考古工作。强化数字考古系统集成,建成重庆不可移动文物数据库、重庆三峡历史文化资源数据库,开发田野考古、建筑遗产保护、文物修复、文物保管、学术科研、资源共享等软件系统,初步建立重庆考古信息智慧平台。
图三 永川高洞子宋墓三维激光扫描
图四 重庆市文物考古研究院智慧平台
三是高度重视科技考古成果转化。以问题为导向、结果为导向,促进科技成果向保护、展示、阐释、利用转化。在钓鱼城、白帝城等大遗址保护、考古遗址公园建设中,大力推进科技考古成果转化为保护、展示内容,推进老鼓楼、太平门、石佛寺等建筑基址数字复原研究(图五),开发冬笋坝遗址等10余处遗址数字化AR\VR漫游系统。注重考古出土文物修复保护中的二次研究,探索实验室考古,开展出土文物工艺研究、微痕研究,实施100余件出土文物数字化工程等。建设重庆考古虚拟展示体验馆,通过现代数字技术、科技装置等展示巴渝文化、中华文明。
图五 江津石佛寺南宋时期建筑复原示意图
四是高度重视科技考古开放合作。重庆市文物考古研究院与俄罗斯科学院西伯利亚分院、重庆师范大学合作成立中俄科技考古研究所,与日本爱媛大学、四川大学合作开展南方高温潮湿环境下的铁器保护技术研究,与上海交通大学、中科院广州化学研究所、中科院绿色智能技术研究院等国内三十余家科研院所建立合作关系,设立开放项目,广泛推进考古发掘、文物保护技术合作(图六)。出台院内设课题,推动科技奖励绩效课题落地,申报国家级、市级社会科学基金、市级自然科学基金科研项目等,落实考古科研项目化、课题化,大力培养科技考古高端人才、领军人才。
图六 与复旦大学文物与博物馆学系、国土与文化资源研究中心签署战略合作框架协议
三、大力推动科技考古工作
考古学虽然是研究人文的科学,但由于研究对象的物质性,信息提取分析主要依靠自然科学。重庆地区考古资源丰富,重庆考古人敢为人先,与曾在渝工作的其他考古单位和科研单位一起,以开拓创新气魄推动科技考古在巴渝大地生根落地。
一是创新考古勘探测绘。1994年,地球物探技术率先在重庆考古中得到实验性应用,中日联合考古物探试验研究队在涪陵小田溪墓群和云阳帽盒岭墓群综合利用考古物探和地面电探CT技术开展地下文物探查实验研究,所积累的经验教训为后续发展和推广奠定了坚实基础。现代影像技术对考古工作至关重要,2000年起,重庆在国内较早应用系留气球、航模飞机等对数十处考古遗址、墓地开展航拍,采集了大量高精度影像;近年来,无人机在考古工作中得到广泛应用,通过多视角三维重建技术获得了大量考古现场数字模型(图七)。数字测绘技术为考古发掘与遗址保护提供了极大便利,GPS、RTK、三维扫描等全面引入文物定点定位、考古发掘、遗址测绘工作中,所获取的海量数据被用于数据交汇、正射影像、三维模型、数字重建、数字展示等工作,极大地提高了重庆考古工作的超视距、数字化能力。融合三维数字扫描和超景深摄影技术,对考古发现的一些人类行为痕迹进行微痕考古研究,改变学术界以前只能对人类行为痕迹进行平面观察的局限,实现在微观、立体、动态、三维状态中研究人类行为痕迹的突破性进展。
图七 忠县皇华城城址高程模型
二是强化理化检测分析。年代检测方面目前已获得重庆地区200余个考古年代数据,初步建立了重庆地区从旧石器时代早期至明清时期上百万年的物质文化年代序列标尺。遗物成分与结构分析方面,与西北大学、重庆中国三峡博物馆、南京化工学院等单位合作对大溪遗址、玉溪遗址出土新石器陶器和玉器、小田溪和李家坝墓群出土巴文化铜器、乌杨墓群出土铁器、涂山窑出土瓷器等进行成分检测与结构分析,深化了重庆古代物质文化工艺研究。环境考古研究方面与南京大学、中山大学、四川大学等单位合作对玉溪遗址、中坝遗址、汉东城遗址开展地球化学指标等分析研究,在复原长江上游古环境、古气候方面取得重要成效,特别是三峡地区数千年周期性洪水研究的重要突破,深化了水文考古的科学内涵。
三是重视人类骨骼研究。在国内率先开展分子生物技术在考古学领域的应用实践,2001年,重庆市文物考古研究院与复旦大学现代人类学研究中心合作,对大溪遗址新石器墓葬人骨、石地磅墓群的汉代人骨进行了DNA检测;2021年,与中国科学院古脊椎动物与古人类研究所合作,在涪陵小田溪墓群首次成功提取古巴人DNA,为重庆地区古代人群的族属和人群关系研究打开了新视角,取得了传统考古难以获取的重要生物遗传信息。此外,还与四川大学、中国社会科学院考古研究所等单位合作,在大水田、中坝、大溪等遗址深入开展出土古代人骨年龄、性别鉴定,开展体质人类学测量分析,创新古人类骨骼病理研究,均取得了不错的成效。
四是广泛开展动植物考古。近年来,聚焦重要考古项目,普遍实施浮选筛选(图八),重庆考古人在生业考古方面累计开展了40余项工作,在自然环境与人类文化的关系研究、动植物考古研究方面取得多项重要突破,特别是重庆师范大学在小哺乳动物研究上独树一帜,初步重建了巴渝地区古代生业发展历史。骨骼研究是食性分析的重要手段,南京大学等单位的科技考古人员检测了中坝遗址人类与动物的牙釉质碳、氧同位素,重建了中坝遗址哺乳类动物的生存与豢养模式。
图八 大水田遗址动物骨骼标本筛选
五是推进考古遗产科技保护。研发鎏金铜器凝胶除锈关键技术,研究凝胶保护升级版,新型绿色凝胶的制备及去除脆弱文物表面临时加固保护层的应用研究达到同行业先进水平(图九)。与重庆大学等合作开展微生物技术在可移动文物保护修复中的应用研究,加快石窟寺民间涂妆清除关键技术研究,创新开展基于深度风格迁移网络的数字拓片图像生成与识别技术,运行并监测重庆不可移动文物巡查系统,提高考古遗产保护科技水平。
图九 凝胶除锈剂清除效果
科技考古一方面是指科学技术在考古工作中的应用,另一方面也包括对古代科学技术的发掘研究。在重庆古代科技史研究方面也取得了一批国内外有影响的重要成果。其中,四川省文物考古研究院、重庆市文物考古研究院、哈佛大学、中国科学技术大学等单位对中坝、中井坝遗址遗迹表面钙化物、陶器残片液态包裹体等检测分析,确认了自新石器时代晚期以来东亚最早、延续时间最长的井盐制盐历史。重庆市文物考古研究院、四川大学通过对白帝城、钓鱼城等宋元山城遗址铁火雷的制作工艺、黑火药成分等的分析研究,确认了现存世界最早火器的重大考古发现。与中国科学院大学、北京科技大学、河南省文物考古研究院等单位合作,对十余处炼锌遗址考古发掘采集的70余件样品,采用金相显微学等进行检测分析(图一〇),基本厘清了炼锌遗址的时代、矿源、成分、炉温、工艺流程等重大问题,确认了世界最早的下火上凝式单质锌冶炼技术。
图一〇 金相显微观察
四、重庆科技考古对策建议
科技是考古能力提升的关键,深化科学技术在考古工作中的应用,推动科学技术与考古工作深融合、真融合、巧融合,是当前和未来一个时期考古工作的重中之重。重庆科技考古在过去二十多年取得了重大进展,但也存在科技人才不够不强、人才队伍单薄、科技考古系统性不够的问题,存在科技设施设备跟不上考古和保护工作发展需要的问题,存在科技考古平台、保护基地平台级别不高的问题,存在科学技术运用与考古、保护两张皮的问题,存在科研课题、科研经费不足等系列问题。
“十四五”时期是我国开启全面建设社会主义现代化国家新征程的第一个五年,也是推进社会主义文化强国建设、推动实现从文物资源大国向文物保护利用强国跨越的关键时期。为贯彻落实习近平总书记关于文物工作的重要指示批示精神,坚持以更高站位和标准加强文物保护利用,为建设全国一流的考古研究和阐释体系,必须从以下几方面继续努力。
一是强化科技考古规划指引。国务院办公厅印发的《“十四五”文物保护和科技创新规划》是我国首个文物领域的科技创新规划,具有重要的指导意义。重庆市文化和旅游发展委员会印发的《重庆市“十四五”文物保护和科技创新规划》,为重庆科技考古提出了具体目标和方向。下一步,要在科技创新上抓落实,在科技考古上抓突破,落实落细规划各项内容,严肃规划的刚性、权威性,推动重庆科技考古高质量发展。
二是增强科技考古前瞻性。要着眼于重庆考古资源禀赋,增强考古工作全局性、系统性思维,建设动植物、古人类骨骼等科技考古标本库,凝练考古科学研究关键课题、重大课题,推动多学科联合攻关,深化行业内外、国内外合作,重点开展山地考古和山地文化遗产保护研究,实时争取设立市级科技实验室,获得国家文物局文化遗产重点保护基地授牌。
三是强化科研课题引领性。加强与科研管理部门沟通,定期发布文物考古研究、科技考古保护科研课题指南,通过能人摘榜、课题竞标等方式,推动科技考古纵深发展。针对绝大多数考古单位为公益一类科研事业单位的现状,要努力解决“做不做科研一个样,有不有科研成果一个样,转不转化科研成果一个样”的机制问题,制定完善科研绩效奖励引导的突破性政策措施,激发文物考古科技研究热情。
四是夯实科技考古基础。要加大文物考古中的科技投入,通过预防性保护等完善考古单位科技装备,在重要地区建立中华优秀传统文化物质基因库。在事业编制、职称评定、人才评比等方面给予科技考古人才更多机会,开展文物考古科技重大成果评选和突出贡献表彰,避免人才流失。支持考古单位加强考古科技展示阐释,强化考古在文物保护中的基础地位。统筹建设智慧化考古数据共享平台。
随着科技的发展和学科理念的创新,科技考古不断丰富、充实和拓展考古学的研究思路、研究方法和研究内容,中国考古学、考古工作已经进入科技考古时代。重庆考古工作者需要在思想上牢固树立创新发展理念,以更加开放的视野融入当代科技大潮当中,为实现习近平总书记“努力建设中国特色、中国风格、中国气派的考古学”的号召而努力奋斗。
文稿:白九江 马晓娇 叶琳 方刚