中国科学技术大学的考古事业，起步于上个世纪80年代初钱临照院士等老一辈科学家、教育家创建科大科技史学科之始。

中国科大始终重视高新技术在考古与文物领域的应用，1999年成立的科技史与科技考古系是我国第一个专门开展科技考古研究和人才培养的建制化系科。中国科大“数理化天地生”的优良传统为科技考古的茁壮成长提供了土壤，综合利用现有的交叉学科优势，积极拓展与科技考古相关的多个前沿交叉研究方向，已在全国范围内形成了科技考古的交叉学科特色优势。

2021年12月，唐仲英基金会与中国科大教育基金会签约，助力科技考古和地球物理两个“双一流”学科的强强联手，建设“天地一体智能考古勘探实验室” 实现文化遗产的高效无损调查与勘探，为大型遗址的原址保护和预保护奠定基础。

考古勘探是什么？地球物理学如何助力考古勘探？什么是天地一体？本期【小科有“普”】专栏，将带你一起领略旧文明与新技术的碰撞之美！

01考古勘探——揭开历史的面纱

安土重迁的中国人遵循着落叶归根的传统，每一段历史都在辽阔大地上留下了丰富的遗存，等待我们追根溯源。故人陵墓里往往承载着墓主人或辉煌或平淡的一生。城邦故土与断壁残垣也诉说着历代帝王君臣的权力博弈、百姓与社稷的兴衰荣辱。历史掩埋于我们脚下的土地，不彰显于世人，但却无声地蕴郁着一个民族厚重的回忆。从1921年安特生撬动河南渑池县的一块旧土、叩响仰韶文化的门扉起，数百年间，我们与脚下古老陈旧的泥土的对话一直在延续，新的考古学发现不断在涌现。

安阳殷墟遗址发掘照片

我国历史底蕴深厚，中华文明在神州大地传承了数千年，留下了数目众多的历史文化遗产。这些历史遗存不仅数目众多，而且体量庞大，对于考古勘探工作也是前所未有的挑战。目前我国的大多数考古遗存的调查和勘探还依靠钻孔（如洛阳铲）和开挖探沟等方式，不仅勘探耗费高，而且容易对地下遗存造成不可逆的破坏。如何提升区域遗址勘探的效率和准确度，确保主动考古发掘目的的实现，提高被动考古发掘的效率已成为文化遗产保护与研究领域亟待解决的首要问题。

为更好地解决该问题，国家和政府对于考古勘探的发展给出了方向性的指导意见，提出了考古勘探前置的改革。2018年10月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于加强文物保护利用改革的若干意见》要求：“建立健全不可移动文物保护机制，国土空间规划编制和实施应充分考虑不可移动文物保护管理需要。”，“完善基本建设考古制度，地方政府在土地储备时，对于可能存在文化遗存的土地，在依法完成考古调查、勘探、发掘前不得入库。”这些为城市开发建设中的文化遗产保护工作提供了基本要求和根本路线。

02 地球物理勘探与考古——地下故事的探索者

考古勘探作为田野考古工作的重要组成部分，对于研究人员了解遗址分布结构并决定对其采取何种处理措施起到先导性的作用。

利用现代科技手段进行考古探测，与传统手工钻探的优势主要体现在三个方面：

①地球物理勘探的工作采取非接触式的探测手段，研究中仪器设备与研究对象本身并不产生实质性的接触，不会对遗迹、文物造成破坏。

②地球物理勘探的工作周期短，劳动强度小，所需人力成本低。

③地球物理探测方法可以克服许多自然因素的制约，达到考古研究的目的。

同时，随着地球物理勘探探测仪器、方法和技术的不断发展，有望继续提高探测的准确度与精确度，把来自多种方法、多台仪器的多源数据集成展示成一个有机的整体，增强我们对地下文化遗存的认识、保护和利用。

自20世纪50年代起浅层地球物理探测技术被引入考古勘探起，该领域的重、磁、电、震等多种探测方法便被先后应用于实际考古现场，以期达到指导发掘保护的作用。

考古物探的原理，就是考古遗存改变了所在地区地表的物理、化学结构，使该区域物理性质出现异常现象。即遗迹、遗物埋藏在地下所形成的土质结构、密度、含水量与周围天然沉积物有差异，表现为土壤密度、磁性、电性、导热性、弹性、放射性较附近普遍增大或减小。这些物性差异可通过相应的仪器观察到，通过处理便可以从一系列数据中得出物理场的分布，进而推断遗迹的特征和文化性质。

2021年江村大墓被确定为汉文帝霸陵，否定了自元代以来 “凤凰嘴是汉文帝霸陵的所在地”的观点。

江村大墓与霸陵、南陵、窦皇后陵位置关系

陕西某一家地矿企业对凤凰嘴周边进行的调查勘探为学界达成这一结论提供了决定性的证据。勘探技术人员使用了探地雷达、高密度电磁法、测踪法等现代化手段都没有发现凤凰嘴下存在陵墓。

其实地球物理勘探技术在考古方面应用由来已久，除了江村大墓，云冈石窟、龙门石窟、克孜尔石窟等的考古勘探中，地球物理勘探技术都起到了关键性的作用。我们都希望在给地下文化遗存“开刀”之前，尽可能的做个“CT”。

利用仪器检测扫描，收集可靠的数据，根据这些密度差异、磁性差异和电性差异，初步推测可能出现考古遗存的位置，并对考古遗存进行合理的分析，以便对不同类型的遗物和遗迹的发掘制定合适的考古发掘和保护计划。地球物理与考古这两门学科，宛如两位深谙地下探索的同路人，履行着自己在人类科技发展史中的不同职责，携手并进。

探地雷达设备

03 天地一体智能考古勘探实验室

我国文化遗产事业快速发展中对地表地下文物的勘探的效率与准确度提出了新的要求。

在党和政府对文物考古工作高度重视的今天，考古工作中对于勘探精度的强烈需求,公众对保护历史文物和文化遗址的空前关注,更加突出了高效无损考古勘探方法重点攻关的必要性和迫切性。

“天地一体智能考古勘探实验室”依托中国科大在科技考古、地球物理、大数据和人工智能等领域的学科基础，以“电磁重震”等近地表地球物理成像技术为核心建立。实验室定位和目标是实现“透明考古”。利用大数据与人工智能技术获取、分析和展示埋藏在地下的文化遗产的空间信息，实现文化遗产的高效无损调查与勘探，保障主动发掘和抢救性发掘的效率。为大型遗址的原址保护和预保护奠定基础，打造更适合中国考古人的“CT机”。

结 语

目前我国共有55个项目被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》，位居世界第一。

历史的长河中，中华民族的基因与精神镌刻在华夏的每寸土地之下，如何更加科学合理的发掘我们的历史遗迹，如何完善的保护历史遗物是问答“我们从何处来，又到何处去”的关键课题。

“工欲善其事必先利其器”，中国科大为发展中国风格的考古学提供更加智能的工具。“究天人之际,通古今之变”，中国科大为发展中国气派的考古学交出更加务实的答卷。让我们期待这台“考古CT机”，透过厚重的黄土，发现更多我们华夏民族的基因记忆。立足科学技术蓬勃发展的时机，回望先人灿烂文明的同时不断追问自己应当去向何处，中国科大考古人一直在路上。

 

特别鸣谢：感谢中国科大天地一体智能考古勘探实验室团队对本篇文章的支持。

中国科大教育基金会 · 唐仲英基金会

天地一体智能考古勘探实验室

中国科大教育基金会与唐仲英基金会合作的“天地一体智能考古勘探实验室”正在稳步推进，科技创新与人文情怀携手并进，求知钻研与古韵诗意交织共舞，中国科大将继续探寻泥土之下的历史故事，孕育属于科技的浪漫。

近年来，唐仲英基金会与中国科大教育基金会展开全面合作，陆续设立仲英青年学者、德育奖学金、社会援助基金项目，并支持建设中国科大书院，共同关注青年成长，齐心助力科大建设。

科 普 基 金

为助力传承和培养科学传统，建设崇尚科学的社会氛围，提升公民科学素养，倡导、弘扬科学精神，中国科学技术大学教育基金会特设立“科普基金”。

目前，“科普基金”已支持了全国科学实验展演汇演活动、贵州省六盘水市六枝特区科技馆援建项目、墨子沙龙、石头科普沙龙等多个科普项目，将复杂深奥的科学成果以直观易懂的形式展现出来，让公众及时掌握科学知识。后续，我们也将一如既往地做好搭建科普平台、建设科普场馆、开展科普宣传等活动。

中国科大教育基金会竭诚希望得到社会各界人士的支持和捐赠，助力中国科大履行作为全国一流高校传播科学知识的重任，为人类科普事业的发展做出贡献。