彭若宇

摘 要：計(jì)算機(jī)技術(shù)最早用于考古學(xué)始于20世紀(jì)50年代的美國考古學(xué)者有關(guān)民族部落的研究中。此后，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷進(jìn)步，考古學(xué)中可運(yùn)用的計(jì)算機(jī)技術(shù)也逐漸豐富起來，從一開始只是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行考古信息的管理和處理的單一，到如今的百花齊放、紛繁復(fù)雜（如計(jì)算機(jī)3D建模投影遺址景觀復(fù)原、考古信息大數(shù)據(jù)庫等），兩者的結(jié)合愈發(fā)緊密。因此，在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)飛速發(fā)展的今日，我們不難意識到人工智能在考古領(lǐng)域，尤其是田野考古領(lǐng)域，可以有較大作為。文章通過考古發(fā)掘準(zhǔn)備期、發(fā)掘期以及發(fā)掘后續(xù)工作三個時段來分析人工智能的可參與性、可利用性，看到田野考古的發(fā)展新方向，使考古亦可踏時代之浪潮而行。

關(guān)鍵詞：田野考古;人工智能;大數(shù)據(jù)

1 考古發(fā)掘準(zhǔn)備期

筆者認(rèn)為，考古發(fā)掘的準(zhǔn)備期主要有兩方面的情況需要考慮：一是要查閱并且準(zhǔn)備相關(guān)的文本文獻(xiàn)材料，二是要進(jìn)行實(shí)地勘察以初步了解發(fā)掘地及其周邊。前者往往需要花費(fèi)大量的時間和精力，而且常出謬誤，但是這一步驟又是田野考古中極為重要的一步，它可以為后續(xù)的發(fā)掘工作提供參考甚至指導(dǎo)。以筆者參與過的吉林省安圖縣寶馬城發(fā)掘?yàn)槔?，最開始的考證始于對20世紀(jì)80年代編纂的《安圖縣文物志》所載此城的形狀、基本的布局、城墻尺寸結(jié)構(gòu)以及殘存遺物的簡單介紹，后據(jù)踏查于城中發(fā)現(xiàn)的一些指壓紋瓦片認(rèn)定該城始建于渤海，遼金沿用。所以以往學(xué)術(shù)界普遍視寶馬城為渤海朝貢道上的重要驛站，更有學(xué)者將其比定為當(dāng)時中京顯德府下轄的興州。①然而直到2013年進(jìn)行試掘時才發(fā)現(xiàn)，其實(shí)為金王朝祭祀長白山的一座神廟遺址。筆者認(rèn)為，一開始對寶馬城遺址性質(zhì)的誤判，顯然是由于文獻(xiàn)的部分缺失和踏查不夠細(xì)致全面所致。當(dāng)然上述問題是難以完全避免的。然而在新興計(jì)算機(jī)技術(shù)興起的今日，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)還有機(jī)器學(xué)習(xí)，是可以使考古人員在客觀條件允許的情況下，盡可能地減少考古發(fā)掘準(zhǔn)備期的一些誤判。

1.1 利用大數(shù)據(jù)技術(shù)準(zhǔn)備文本文獻(xiàn)材料

大數(shù)據(jù)技術(shù)，主要指的是通過對海量信息實(shí)施存儲和分析，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析之后，能夠獲得滿足人們實(shí)際要求的計(jì)算結(jié)果的一項(xiàng)技術(shù)。②考古學(xué)作為一門和歷史學(xué)、文獻(xiàn)學(xué)、古文字學(xué)等有緊密聯(lián)系的學(xué)科，即使大部分考古學(xué)者博覽群書，對一些基本文獻(xiàn)都爛熟于心，往往也會在尋找文獻(xiàn)材料時陷入“文山書?！钡睦Ь持小ｋS著現(xiàn)代圖書文獻(xiàn)管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，這一困難的情況得到了極大的改善，人們可以通過計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)的軟件進(jìn)行搜索，迅速定位自己需要尋找的材料。不過隨著學(xué)科細(xì)分愈嚴(yán)，文獻(xiàn)書目也愈發(fā)冗雜起來，許多學(xué)科開始有了自己的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，僅僅搜集自身學(xué)科所需文獻(xiàn)。在這一方面，筆者認(rèn)為，由于考古學(xué)有多學(xué)科交集的特點(diǎn)，在建立完全屬于自身學(xué)科的圖書數(shù)據(jù)庫這一點(diǎn)上，是沒有必要的。不過，在現(xiàn)代人工智能強(qiáng)調(diào)機(jī)器深度學(xué)習(xí)的情況下，配合大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以使海量的數(shù)據(jù)篩選變得更加精準(zhǔn)和快捷，重復(fù)以及低相關(guān)度信息被計(jì)算機(jī)智能排除，數(shù)據(jù)深度得以不受外界煩冗多余信息干擾而有所保障。這樣一來，可以達(dá)到過濾無用信息，找到有用信息，減少人工誤差，進(jìn)而提高考古學(xué)者在文獻(xiàn)材料搜集上的效率和精確度的良性循環(huán)。

1.2 利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行考古踏查

考古踏查的主要目的是摸清考古遺址的一些基本情況。經(jīng)筆者分析認(rèn)為，這一過程主要存在兩個可考慮利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的方面：一是踏查選點(diǎn);二是踏查范圍。

踏查是一種有篩點(diǎn)的考古發(fā)掘前期工作。如筆者在《日本平泉遺址考古踏查述略》③一文中所見，該文作者依次踏查了平泉遺址的城池、衙署、無量光院、毛越寺、中尊寺等遺址來了解平泉文化遺址的全貌。依此筆者認(rèn)為，踏查選點(diǎn)是一項(xiàng)重要的考古準(zhǔn)備工作。其實(shí)利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)選址，早已有所普及，多用于商業(yè)、住房等選址上。例如，《基于多源大數(shù)據(jù)融合的銀行網(wǎng)點(diǎn)選址方法》①一文，通過多方面、多角度的數(shù)據(jù)建模，諸如人流量、交通擁堵指數(shù)、用戶價(jià)值、周邊競爭網(wǎng)點(diǎn)數(shù)等，基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法，構(gòu)建選點(diǎn)權(quán)重的損失函數(shù)。同理在進(jìn)行考古遺址踏查時，我們亦可在植被情況、遺址密度、地形地貌等方面綜合數(shù)據(jù)，構(gòu)建權(quán)重函數(shù)，利用計(jì)算機(jī)規(guī)劃踏查點(diǎn)，從而得到先后主次的踏查順序，形成重點(diǎn)踏查和次重點(diǎn)踏查的模式，并相應(yīng)地做好人員、物資等分配調(diào)整，在減輕人工負(fù)擔(dān)的同時，做到踏查無漏、科學(xué)踏查，為日后的正式考古發(fā)掘做好充分良好的鋪墊。同理，這類技術(shù)也可利用踏查所得考古學(xué)遺物遺跡，與前文所提的大數(shù)據(jù)搜索技術(shù)結(jié)合，很好地構(gòu)建考古遺址前期工作的大方向，控制誤判情況的出現(xiàn)概率。

與此同時，在踏查的進(jìn)行過程中，不少考古學(xué)者都會面臨遺址地形情況較為復(fù)雜的情況，有些踏查地點(diǎn)甚至有較為危險(xiǎn)的地理環(huán)境，這會導(dǎo)致無法一窺遺址全貌。航空考古和遙感技術(shù)雖然能有助于初步認(rèn)識遺址②，但遺憾的是，在細(xì)節(jié)上無法達(dá)到完善。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)輔助下的智能機(jī)器人技術(shù)與地圖建模技術(shù)相結(jié)合能較好解決上述問題。眾所周知，人工智能機(jī)器人發(fā)展的標(biāo)志之一便是AlphaGo圍棋，其以擊敗世界圍棋冠軍而聞名于世。這樣基于機(jī)器深度學(xué)習(xí)技術(shù)的AI人工智能機(jī)器人，具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和模仿能力，現(xiàn)代機(jī)器人制造技術(shù)也完全可以使機(jī)器人能在許多極端環(huán)境下工作。在不考慮制作成本的情況下，考古人工智能機(jī)器人顯然比人更能勝任踏查工作，完成采集、勘察等多項(xiàng)任務(wù)，并且在航空遙感技術(shù)的配合下，使得考古遺址的踏查做到“點(diǎn)—面”結(jié)合，加之計(jì)算機(jī)云計(jì)算和深度分析的聯(lián)合工作，完成對遺址的建模分析，使考古學(xué)者們在考古發(fā)掘初期便“既窺全貌，又得細(xì)節(jié)”亦不是不可能的事情。

2 考古發(fā)掘進(jìn)行時

考古發(fā)掘是一項(xiàng)復(fù)雜且漫長的工作。一直以來，隨著一代又一代考古學(xué)家的不懈努力，田野考古發(fā)掘的流程逐步完善?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)也為考古發(fā)掘提供了諸如3D視覺建模復(fù)原遺址、遺物檔案數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)等。筆者認(rèn)為，人工智能可以大展拳腳的部分主要體現(xiàn)在考古遺址現(xiàn)場管理和部分發(fā)掘場景中。

2.1 考古遺址的現(xiàn)場管理

考古遺址的盜掘是當(dāng)今最令考古學(xué)者頭疼和扼腕的事情。有這么一句話在考古工作者中廣為流傳：“陽光總在風(fēng)雨后，盜墓總在考古前?！边@便是對盜掘現(xiàn)象普遍存在的最好佐證。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012—2014年，全國法院新收盜掘古文化遺址、古墓葬刑事案件約占全部文物犯罪案件的90%。③一些考古工地因?yàn)榘l(fā)掘范圍大、管理不過來等問題，導(dǎo)致罪犯覬覦，甚至有白天還在發(fā)掘、晚上就有人來盜的現(xiàn)象存在。在《回憶2016年北京延慶金元時期古文化遺址盜掘大案》一文中，作者講道：“19日凌晨，膽大妄為的盜墓分子再次來到大石窯村案發(fā)現(xiàn)場，企圖趁著黑夜渾水摸魚，到白天踩點(diǎn)的幾個地方繼續(xù)盜掘文物。”④足見盜墓者之猖獗。更甚者則需當(dāng)?shù)卣汕补参渚皝肀Ｐl(wèi)。但畢竟人力有限，在這樣的形勢下，利用人工智能技術(shù)顯然是較為節(jié)省人力物力且高效的辦法。如今，AI智能識別人臉的功能已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，防盜門和手機(jī)等都利用上了這一技術(shù)。在較小的考古發(fā)掘現(xiàn)場，可以修建護(hù)欄，并在出入口設(shè)置好人臉識別出入系統(tǒng)，錄入工作人員信息，可以有效避免閑雜人員的隨意流動。筆者在吉林省安圖縣寶馬城遺址發(fā)掘時，遺址現(xiàn)場裝有護(hù)欄，但遺憾的是并沒有這樣與時俱進(jìn)的系統(tǒng)，導(dǎo)致在發(fā)掘時有當(dāng)?shù)卮迕襁M(jìn)入，破壞了部分遺跡，令人難過。而在較大的遺址發(fā)掘區(qū)，如三星堆的三號坑遺址，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和分布式光纖監(jiān)測防盜技術(shù)結(jié)合⑤，有效起到了保護(hù)和監(jiān)控作用。可以說，新興計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)完全能做到對遺址現(xiàn)場的全天候、立體管控。

2.2 部分發(fā)掘場景

考古發(fā)掘不僅是一項(xiàng)有趣的工作，同時也是一項(xiàng)危險(xiǎn)的工作，尤其是在面對一些墓葬遺址發(fā)掘時，墓葬內(nèi)部由于化學(xué)反應(yīng)可能產(chǎn)生有害氣體，或者形成缺氧環(huán)境，對于考古工作者而言，這是嚴(yán)峻的生命考驗(yàn);也存在一些非破壞而不得入的窄小環(huán)境，如甬道等遺跡。而前文所述的人工智能機(jī)器人技術(shù)則能較好地解決這一問題。對于有深度學(xué)習(xí)“加持”的機(jī)器人而言，切換“踏查”和“發(fā)掘”模式只是程式更改的小問題而已，加之其適應(yīng)多種環(huán)境的能力，無論是擔(dān)起勘探發(fā)掘環(huán)境“先遣隊(duì)”的任務(wù)，還是解決通過狹小空間、獲得內(nèi)部情報(bào)的問題，都是人力所不能及的。在條件允許的情況下，使用它們并結(jié)合計(jì)算機(jī)大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以使考古工作者更為透徹地了解遺址的細(xì)節(jié)，從而掌控好整個遺址的發(fā)掘進(jìn)度和方向。而云計(jì)算技術(shù)則為上述裝備提供了充分的后勤保障。由于時下科學(xué)技術(shù)所限，越是復(fù)雜的計(jì)算和控制，所需要的計(jì)算機(jī)占地面積也越大。而考古遺址往往處在較為偏僻的地方，甚至難見人煙?？脊湃酥荒軘y帶一些便攜式的設(shè)備，這樣的設(shè)備是支撐不了海量數(shù)據(jù)的運(yùn)算的。但是云計(jì)算技術(shù)可以通過便攜設(shè)備在主機(jī)計(jì)算并反饋到一線，這樣一來，發(fā)掘時所得的材料數(shù)據(jù)分析儲存就完全不需要人力的來回往返，即可通過一線設(shè)備在終端計(jì)算并迅速得到想要的分析結(jié)果，從而加快考古發(fā)掘的整體進(jìn)程，減少人員往來路費(fèi)等不必要開支，將更多資源投入到應(yīng)用之處。

3 考古發(fā)掘后續(xù)工作

考古發(fā)掘所得遺物大都面臨兩種命運(yùn)：一種是進(jìn)入文物庫房集中管理，另一種則是調(diào)撥各級博物館進(jìn)行展示。而遺跡多回填掩埋，或者以此為基礎(chǔ)建立遺址博物館，后者是近十來年才在國內(nèi)漸漸流行起來的，如金沙遺址博物館、良渚遺址公園等。據(jù)筆者觀察，這些考古發(fā)掘的后續(xù)工作重點(diǎn)有三，即管理、教育和研究。管理針對的是入庫和入館文物，教育則是針對博物館觀眾，研究就是針對各類學(xué)者了。

3.1 考古遺存管理

在數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)成熟的今天，大部分地方文物庫房和博物館對考古遺物都有完整的記錄和統(tǒng)計(jì)，加之全國文物普查活動的不斷深入，文物缺失和遺漏的情況越發(fā)少見?，F(xiàn)今考古遺物管理的要點(diǎn)已經(jīng)不僅僅局限在“不丟失”和“保存完好”上了，館際間的文物交流顯得更為重要，信息的交換才是考古遺物發(fā)揮應(yīng)有之義的要點(diǎn)。筆者實(shí)習(xí)的吉林省博物館在2017年開發(fā)了數(shù)字博物館，這是新興計(jì)算機(jī)技術(shù)利用的一個方向。但是筆者認(rèn)為，數(shù)字博物館的功用更多應(yīng)體現(xiàn)在數(shù)字化數(shù)據(jù)的可流動性上，當(dāng)館際交換不再需要實(shí)物流動時，不僅會使館際交換更加頻繁，讓人們在家鄉(xiāng)的博物館就可以看到全國各地乃至世界各地的文物，也會讓文物保護(hù)成本大大降低，文物信息交流效率提高。實(shí)物館際交流則應(yīng)該成為數(shù)據(jù)流館際交流的補(bǔ)充，隨著以后人工智能的進(jìn)一步發(fā)展，VR投影技術(shù)和AI互動技術(shù)完全可以帶給觀眾超現(xiàn)實(shí)的質(zhì)感，博物館環(huán)境的整體交互也未嘗不是不可能。

考古遺跡也同樣可以利用上述技術(shù)，在一些考古博物館或大型遺址公園進(jìn)行完全的復(fù)現(xiàn)。據(jù)筆者了解，吉林省博物館就有寶馬城遺址的復(fù)原3D影像投影。當(dāng)然限于現(xiàn)實(shí)因素，這并不是人工智能技術(shù)的完全再現(xiàn)，但是我們應(yīng)當(dāng)意識到，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，對回填遺跡的博物館再現(xiàn)不是困難的事情。

3.2 考古遺存的教育功能

博物館是社會教育和公眾考古學(xué)的前沿陣地，考古發(fā)掘遺存是良好的教育素材。在“田野考古發(fā)掘—博物館”這一轉(zhuǎn)換過程中，最難的部分是保證不失實(shí);在另一環(huán)節(jié)“博物館—觀眾”中，最難的部分則是對觀眾的吸引力，即觀眾興趣。對前者而言，目前國內(nèi)較多博物館采用了立體影像等技術(shù)，做到了較好的復(fù)原展示，如若想更進(jìn)一步，則可以向故宮博物院學(xué)習(xí)，開放數(shù)字館，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的信息集中處理展示優(yōu)勢。而就后者來說，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以很好地分析觀眾數(shù)據(jù)，無論是駐留時間、流量大小，還是到博物館的交通方式等，都可以得到較好的處理，為博物館提供良好的社教對策、展出對策。人工智能也可以在現(xiàn)今廣為流行的博物館網(wǎng)絡(luò)公眾平臺上發(fā)揮作用，如一些展出信息的定時自動推送、后臺信息的回復(fù)處理和參觀意見收集等。

3.3 考古遺存的研究

人工智能在各個研究領(lǐng)域已經(jīng)開始發(fā)揮作用，由于其極強(qiáng)的深度學(xué)習(xí)能力和自主性，較之傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)優(yōu)勢相對明顯，人工驅(qū)動研究有向數(shù)據(jù)驅(qū)動研究轉(zhuǎn)化的趨勢。對于考古學(xué)來說，以往利用計(jì)算機(jī)技術(shù)研究類型學(xué)的方法逐漸開始不再適用，隨著越來越多的信息涌入，數(shù)據(jù)的自我篩選顯得尤為重要。考古遺存的分析將不再成為困擾考古學(xué)者的問題，我們可以將更多的精力集中在對遺存的解釋上，讓人工智能技術(shù)解放考古人的部分冗余工作，這樣才能使研究方向?qū)蚋钐帯?/p>

4 結(jié)語

筆者認(rèn)為，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在廣義語境下的田野考古發(fā)掘，可以很好地與人工智能這一新興計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合。在數(shù)據(jù)流和建模計(jì)算的前提下，考古學(xué)將不再是“自說自話”，而是“拿數(shù)據(jù)和科學(xué)說話”。把分析和篩選材料交予人工智能，使解釋材料走向更深層，才是考古學(xué)未來發(fā)展的應(yīng)有之義。