科技護航,文物長壽更長安
2022年10月，在我國南海西北陸坡約1500米深度海域發現兩處古代沉船。沉船水下永久測繪基點已于2023年5月20日布放，並進行初步搜索調查和影像記錄，開啟了中國深海考古新篇章。
圖為5月21日，完成南海西北陸坡一號沉船第一次考古調查的“探索一號”科考船攜“深海勇士”號載人潛水器抵達三亞（無人機照片）。
新華社記者 郭 程攝
在重慶三峽文物科技保護基地內，“文物醫生”運用各種“診療”設備對手裏的文物進行精準治療，讓其煥發出新的活力。
圖為2022年，“文物醫生”利用耐折度儀對紙張的耐折度進行測試。
新華社記者 黃 偉攝
在貴州省博物館文物科技保護中心內，“文物醫生”對館藏文物開展保護、修復工作。
圖為2022年，“文物醫生”對金屬文物進行脫鹽處理。
新華社記者 歐東衢攝
第十九屆中國（深圳）國際文化産業博覽交易會設立了“數字中國——AI時代的文化創新”主題展區。一批大數據、人工智慧等技術應用文化企業參展。數字化助力中華傳統文化“活”起來，也為現場觀眾帶來了新鮮的觀展體驗。
圖為一名身著傳統服飾的觀眾在文博會甘肅展臺觀看數字敦煌展覽。
新華社記者 梁 旭攝
近年來，專門負責雲岡石窟保護、研究與管理工作的雲岡研究院積極探索石窟資訊永久保存和永續利用的科研路徑，通過成立“雲岡數字中心”，組建專業技術團隊開展數字化資訊採集。
圖為2022年5月，工作人員在雲岡石窟第17窟通過手持式三維鐳射掃描器獲取石窟的高精度幾何三維模型。
新華社記者 楊晨光攝
日前，以“文物保護與價值闡釋科技創新成果及應用”為主題的第三屆“文物科技創新論壇”在四川省成都市召開。該論壇以國家重點研發計劃“文化遺産保護利用”專題任務的階段性研究成果為主要內容，旨在促進研究成果交流、加強溝通合作、激發文物科技創新活力。在論壇上，與會專家帶來了多項多學科、多平臺的研究成果。
據國家文物局相關負責人介紹，2019年以來，在科技部的大力支援下，“文化遺産保護利用”專題任務先後啟動了36個項目。來自全國文博機構、高校、科研院所的200多個科研團隊，在中華文明探源研究、文化遺産風險監測與防控體系構建、石窟寺及墓葬壁畫保護關鍵技術研究、館藏文物一體化防震及深海考古技術裝備研發等領域取得了多項成果和技術突破，推動了我國文物領域科技進步。
●多學科聯合攻關探索未知
論壇聚焦考古與文化遺産價值認知、文物病害評估與保護修復、文化遺産風險監測與防控、文化遺産傳承利用關鍵技術等4個重點方向。從與會專家分享的相關項目最新研究成果可看出，多學科研究廣泛應用。
備受關注的中華文明探源研究項目便是以多學科聯合攻關方式開展。據中國社會科學院考古研究所所長、研究員陳星燦介紹，項目第五階段（2020—2024年）開展以來，項目組不同團隊持續圍繞遼寧建平牛河梁，山西興縣碧村、襄汾陶寺，陜西神木石峁、延安蘆山峁，河南新密新砦、偃師二里頭，山東章丘焦家，四川新津寶墩、大邑高山、廣漢三星堆，湖北天門石家河、沙洋城河，湖南澧縣雞叫城、孫家崗，安徽含山淩家灘，浙江余杭良渚，江蘇常州寺墩等遺址，開展系統的田野工作，取得了重大進展。
“測年技術取得重要突破。項目組突破常規檢測方法，採用貝葉斯統計和核密度估計法對測年結果進行分析，綜合分析考古遺存年代，對重點遺址的關鍵時間節點探索有了新的認識，尤其是在石峁與三星堆遺址的測年工作中取得了重要突破。此外，在古環境研究、文明起源生業經濟模式研究等方面也取得了重要進展。”陳星燦説。
探究人類何時涉足青藏高原並永久定居、如何適應高原環境，高原內外文化和人群如何互動交流等，一直是國際學界關注的前沿課題。
四川大學考古科學中心主任、教授呂紅亮帶來的正是“5000年以來青藏高原古代人群的遷移與文化變遷”的相關研究，從多學科交叉前提下的考古學視角，介紹了最近開展的兩項工作。
“一是對青藏高原古人群展開大規模、系統性古基因組研究，直接呈現出青藏高原5000年以來人群多元融合而相對連續的遺傳結構，細節性揭示高原不同時間和區域人群的動態演化歷史及高原人群特有適應性基因的選擇特點，為深入理解人類與環境的互動關係提供了重要科學依據；二是將古蛋白組學技術應用於青藏高原史前人群的食譜研究中。人牙結石中的蛋白質證據表明，食用奶製品是重要的文化適應手段，為我們理解高海拔適應機制、史前人地關係及社會發展提供了新的視角。”呂紅亮説。
●為文物保護插上科技翅膀
文物作為歷史的物質遺存，是中國悠久歷史文化的見證和重要載體。但在對其保護的過程中，也面臨多重挑戰。歷經滄桑的石刻、壁畫等，如何抵抗歲月侵蝕？如何利用現代科技做好文物保護工作……與會專家從各自的專業領域出發，給出了不同的方案。
敦煌研究院院長蘇伯民帶來的是墓葬壁畫原位保護關鍵技術研究，可以有效解決我國墓葬壁畫分佈多、保存難度大等問題。
據蘇伯民介紹，項目聚焦墓葬壁畫原位保護中的重大技術需求，目前開展的研究包括：闡明河南打虎亭漢墓、江蘇南唐二陵等2處墓葬壁畫製作材料及工藝特徵，揭示微生物病害、鹽霜及已施用的保護材料老化等3種典型病害形成機理；研發智慧移動式輻照滅菌裝置及空氣滅菌裝置、具有自滅菌功能的壁畫保護材料及綠色環保壁畫滅菌材料，提出預防性控制、電子束輻照等多種微生物防治方法；揭示墓葬環境特徵變化與墓葬壁畫附著力變遷之間的關聯關係，實現了對原位環境下墓葬壁畫本體劣化的量化評估和預測，形成自適應智慧化墓葬壁畫原位保護環境調控技術和實施方案；研發兩類無機奈米材料雜化複合改性的地仗層加固材料，研發多種潮濕環境下可快速固化、原位修復加固壁畫顏料層材料。
“墓葬壁畫、遺址的保護都是整體性的。如果一開始就能夠介入預防性的保護措施，進行可靠、科學的防護，墓葬壁畫的保護會有非常大的進步。”蘇伯民説。
以青銅和鐵質文物為代表的金屬文物是一類重要的文化遺産。但這些金屬文物材質化學性質活潑，在自然環境中容易腐蝕劣化，文物耐蝕性質的評估是做好這類材質文物保護的重要環節。金屬材料在自然環境中腐蝕主要為電化學腐蝕過程，其電化學性質的檢測是評估文物保存狀態的基本參數。
北京大學考古文博學院副教授胡鋼關注的是金屬文物耐蝕性評估電化學原位無損檢測技術。該研究通過系列設計改進，包括凝膠體系、筆式探頭等設計，不斷改進提升探頭對帶銹金屬表面電化學參數探測的靈敏度和穩定性，並實現便攜、原位、無損檢測。通過本探頭的設計，將極化曲線、交流阻抗、電化學噪聲等多項測試方法，應用於金屬文物帶銹原位檢測，數據穩定，重現性良好。
“多種室內外金屬文物耐蝕性評估測試表明，該技術解決了文物粗糙帶銹表面檢測等難題，有效控制微量電解質溶液在文物表面穩定停留，以確定金屬文物微區腐蝕狀態、保護試劑的作用效果和保護試劑穩定時效性，並實現對金屬文物微區針對性保護的明確指導，在金屬文物保護監測領域具有廣闊的應用前景。”胡鋼説。
●用科技找到文物防災“密碼”
自然災害和極端氣候對我國文物造成損害的新聞不時見諸媒體。在2021年汛期，河南、山西等地就有多處不可移動文物受損。文物防災減災既是一項系統工程，也是確保文物安全的長期任務。
中國航空規劃設計研究總院有限公司研究員級高級工程師葛家琪關注的是館藏文物一體化防震關鍵技術研究。
據葛家琪介紹，國內外歷次強震造成了館藏文物大量損毀，且存在“館舍不壞、文物震損，採取措施、文物仍震損”等問題，造成不可逆的重大損失。“本項目通過開展地震動傳遞至文物本體的耦合系統多學科交叉研究，基於震害風險調查完成地震易損館藏文物的界定，建立風險評估方法；開展‘館舍結構+展藏櫃+文物’一體化模型振動臺試驗，提出安全性指標和一體化設計方法，形成系列自主智慧財産權的防震措施裝備和有效性評價方法；專門針對館藏文物防震裝備研究檢驗和加工生産開發建設了‘超低頻、大位移、高精度’振動臺和高精度自動化示範組裝線。”葛家琪説，“值得關注的是，整合成果及成套技術在甘肅省博物館、秦始皇帝陵博物院、西安碑林博物館等開展示範應用。”
●科技賦能，讓文物“活起來”
科技的作用不僅在文物保護，也在文物利用，為文物“活”起來賦能。
天津大學智慧與計算學部教授萬亮關注的是數字文化遺産數據的智慧化分析利用及全流程版權保護。據萬亮介紹，該項目圍繞讓數字文化遺産“長久活下去，生動活起來”的目標，重點面向不可移動文物（以石窟壁畫為代表）和可移動文物（以青銅器為代表）的數字化表示，構建起“加工—保存—增強—利用”4個環節在內的技術體系，針對當前數字文化遺産數據面臨的“實際利用率低、不敢共用”等現實難題探索可行的解決方案。
具體而言，項目以考古、傳播、管理等實際業務需求為導向，結合示範單位數據特點，研究並構建了敦煌壁畫高品質圖像數據集，初步開發了具有跨平臺、跨硬體、跨系統等特性的智慧計算引擎，以支撐目標檢測、實例分割、圖文協同多模態檢索等智慧分析需求。此外，設計並實現了區塊鏈—數字浮水印聯合的兩級版權保護技術，對線上數據的使用提供隨時跟蹤追溯，對於離線數據提供版權識別功能，有效回答了“誰在何時用了什麼數據”這個問題。“基於上述技術方案，項目已將軟硬體平臺及技術初步整合到敦煌研究院、湖南博物院兩家示範單位的數字資産管理平臺，協助構建了‘數字敦煌’開放素材庫與IP授權平臺。”萬亮説。
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2021年，國務院辦公廳印發《“十四五”文物保護和科技創新規劃》（以下簡稱《規劃》）。這次，文物領域發展規劃首次升級為國家級專項規劃。
《規劃》設置了專門篇章，對提升文物科技創新能力進行了“全鏈條”佈局，提出了一些突破性舉措。
國家文物局相關負責人表示，“十四五”時期，文物科技創新工作將進一步強化統籌規劃和科學佈局，準確把握應用場景創新、科學技術創新和體制機制創新的內在關係，持續加強基礎研究、應用研究和科技成果轉化應用，充分發揮科技、人才的基礎性和戰略性支撐作用，進一步加強文物科技領域最新研究成果的傳播，讓先進科學技術為文物保護利用注入源頭活水，支撐引領文物事業高品質發展。
延伸閱讀
深海考古專用AUV關鍵技術研發與應用
海洋佔據了地球表面最為廣闊的空間，是人類文明傳播、交流和發展的重要場所。在漫長的歷史演進過程中，受技術條件和變幻莫測的海洋氣象條件影響，有大量船隻不幸在海上沉沒，船舶本身連同運載的貨物一起散落海底，沉睡千年。這些散落在海底的文物，蘊含了豐富的歷史、文化和當時的技術發展水準等資訊，對人類文明和經濟社會發展狀況的分析具有重要意義，有必要進行深入研究。
受限于探測手段的不足，目前深海考古工作仍處於起步階段，還有廣闊的深海區域和大量的潛在海底文物等待人們去探索。在國家重點研發計劃支援下，水下考古探測關鍵技術研發項目設立了深海考古專用AUV關鍵技術研究及平臺研製課題，研製一台作業深度達到一千米的探測裝備，服務深海考古探測工作。
經過近3年研發，項目組基本完成了深海考古專用AUV的關鍵技術研究和平臺研製工作。面向深海考古探測的實際作業需求，研製了一套兼具水下大範圍快速搜索和近距離精細探測功能的深海考古專用AUV系統。同時，項目組圍繞水下文物目標的自主識別等關鍵技術開展研究，盡力提高水下考古作業的智慧化水準。
——中國科學院深海科學與工程研究所工程師徐高飛
