新方式打開古老世界

過客

從20世紀(jì)40年代的放射性碳測定年代技術(shù)到1960年底的遙測技術(shù)，考古領(lǐng)域一直都是新技術(shù)的最早采用者之一。今天的考古學(xué)家借助許多科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，通過操控精密的設(shè)備和運(yùn)用最新的技術(shù)能更深入地了解古老的世界。

μ介子望遠(yuǎn)鏡

最近，考古學(xué)家有了一些令人驚嘆的發(fā)現(xiàn)。他們有可能在具有4500年歷史的吉薩金字塔深處找到隱藏的內(nèi)室，這多虧了一項(xiàng)全新的掃描技術(shù)——新一代μ介子望遠(yuǎn)鏡。

μ介子望遠(yuǎn)鏡的核心裝置是微結(jié)構(gòu)氣體探測器，它能非常精確地重建高能物理粒子軌跡，除使用紅外熱成像法、μ介子放射線攝影外，該望遠(yuǎn)鏡還能將3D重建技術(shù)用于勘測金字塔。到目前為止，研究人員已在吉薩金字塔東側(cè)和北側(cè)探測到驚人的熱量異?，F(xiàn)象，可能表明那里隱藏著一個(gè)未知空洞。

3D模型技術(shù)

數(shù)十年來，考古學(xué)家們一直依賴地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS，使用GPS和其他數(shù)據(jù)創(chuàng)建復(fù)雜的遺址二維結(jié)構(gòu)圖）。但美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)的考古學(xué)家Richards-Rissetto已開始將GIS系統(tǒng)與3D模型技術(shù)組合，以更詳細(xì)地了解過去的世界。

這種新方法讓考古學(xué)家對(duì)洪都拉斯的科潘瑪雅遺址進(jìn)行了精細(xì)的計(jì)算機(jī)模擬，借助VR系統(tǒng)，人們就能在遺址中漫游和探索。

創(chuàng)建這種交互式的虛擬世界必須要用到兩種成像技術(shù)：激光雷達(dá)和攝影測量法。其中激光雷達(dá)系統(tǒng)的作用類似聲吶，只不過它是利用光獲得空間信息。將其安裝在直升機(jī)或小型飛機(jī)上，通過激光脈沖反射回設(shè)備的時(shí)間推斷物體的距離。這項(xiàng)技術(shù)能讓考古學(xué)家快速繪制遺址地勢圖，甚至能幫助科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)“失蹤”的城市，比如在洪都拉斯莫斯基蒂亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)的白城。

此外，空中和地面攝影也能幫助考古學(xué)家獲得更多的細(xì)節(jié)。通過將這些二維照片組合成三維圖像，研究人員可創(chuàng)建出古老結(jié)構(gòu)和人工制品的高清模型。這些模型隨后能加入虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，這樣就能為其添加紋理、色彩和陰影等特征。

水下考古技術(shù)

聲學(xué)研究對(duì)水下考古和地上考古同樣重要，因?yàn)樗軒椭脊艑W(xué)家發(fā)現(xiàn)沉船和被掩埋的城市。聲吶一直都被視作考古領(lǐng)域的重要工具，過去它只能探測遙遠(yuǎn)物體的位置，如今它能用于獲取遙遠(yuǎn)物體的高清圖像。

瑞典隆德大學(xué)的一位水下考古學(xué)家Brendan Foley介紹：“現(xiàn)在的聲吶系統(tǒng)能讓你獲得大范圍的高清圖像。此外，自主式水下機(jī)器人配置的聲吶系統(tǒng)能更高效地定位水下物體。將聲吶與水下激光雷達(dá)和攝影結(jié)合，就能讓研究人員獲得海底和沉船等物體的3D圖。”

輕便潛水設(shè)備的進(jìn)步也讓水下挖掘變得更簡單。借助傳統(tǒng)的水下呼吸器，考古學(xué)家只能在數(shù)十米深的水下考察幾分鐘。但最近幾年，一種再生式氧氣系統(tǒng)能讓考古學(xué)家們一次性在水下待幾個(gè)小時(shí)。

最近，F(xiàn)oley測試了一種新的水下考古學(xué)發(fā)明——水下裝甲，F(xiàn)oley把它稱作“水下鋼鐵俠裝”。這種全身式的裝備讓潛水員能潛入水下304米的深度，并長達(dá)5小時(shí)。

除了以上這些，高科技考古學(xué)技術(shù)還包括能探索水下古老城市的遠(yuǎn)洋機(jī)器人，再現(xiàn)古代日常生活的復(fù)雜數(shù)字技術(shù)，將布滿塵埃的遺跡變成活生生虛擬社區(qū)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，揭開印加木乃伊生前患有何種疾病的蛋白分析技術(shù)以及揭開古老雕像真實(shí)色彩的成像技術(shù)等。

通過這些技術(shù)，人們能更好地探索和了解人類祖先的真實(shí)生活。

（摘自《發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生》2017年第12期）