我國迄今水下考古發現的體量最大的木質沉船——長江口二號古船11月21日在長江口水域成功實施整體打撈。與此同時，受上海市文物局、上海市文物保護研究中心委托，多支來自上海知名高校的科學家團隊也正以各種先進科技手段賦能備受矚目的水下考古工程。其中也首次將分子考古應用于水下考古領域。而隨著越來越多的高科技賦能水下考古領域，也繪就出一幅嶄新的水下考古未來圖景。
一顆稻殼一塊“泥巴”隱藏哪些古船秘密？
據了解，復旦大學科技考古研究院的科學家團隊正對船中出水瓷瓶中的稻殼進行碳十四測年和古植物DNA研究。據此，研究人員可以判斷稻殼放入瓷瓶的大致年代，驗證出長江口二號古船的“年齡”；并根據稻殼DNA大致推測其產地，結合瓷器的窯口，推測長江口二號的上貨港口。這是我國國內首次將分子水平的生物基因研究技術應用于水下考古領域。
通過分子考古學等最新科技手段，古城瓶子里的一顆稻殼一塊“泥巴”隱藏著多少尚待發現的秘密呢？
高60厘米完整的豆青釉青花大瓶中藏著50只小瓷杯
青花大瓶中清理出來的青花團龍紋杯
據上海市文物保護中心的工作人員介紹， 2021年，水下考古隊在沉船上發現了高60厘米完整的豆青釉青花大瓶等大型整器。這件豆青地堆白青花松下高士圖雙耳瓶不僅體型碩大，保存完整，當考古人員一層層清理和收集瓶身里面厚厚的淤泥時，還發現它的肚子里藏著數十只小瓷杯。杯與杯之間的間隙則墊滿了稻殼，起到間隔的作用。
墊在杯與杯之間的稻殼（圖源：央視新聞 ）
復旦大學科技考古研究院副教授 文少卿（圖源：央視新聞 ）
復旦大學科技考古研究院文少卿副教授領銜的年輕團隊受邀參加長江口二號古船的“生物考古”項目。“我們以最快速度對長江口二號古船上的這些稻殼進行了碳十四測年，發現它們所處時期比清同治年略早一點點……推測這些稻殼可能是陳年曬干的，專門用于船上物品的固定和防震。當然我們也將對船體不同地點出水稻殼進行測年，最后綜合判斷。”文少卿說，稻殼檢測結果與瓷器底款互相印證，進一步確定了長江口二號古船是在清同治年間運行的。
從長江口二號古船上提取的稻谷（圖源：央視新聞 ）
一顆稻谷看古船，那么瓶中一粒泥沙則蘊藏著成千上萬種微生物的“小世界”。科研人員從泥巴里提取微生物DNA信息并和全球DNA數據庫里的微生物進行對比，講述古船的沉積過程和長江口水環境的變遷。
“分子考古就像一塊拼圖，通過船上可能存在的人骨、植物還有動物，特別是我們看不見的微生物，從不同的角度通過這些材料去重塑整個船的歷史。對于沉船本身來說，就是這塊拼圖的生命史的一部分，也是最吸引人的部分。”
高倍鏡下的稻谷（圖源：央視新聞 ）
“2022年諾貝爾生理學或醫學獎授予’古基因組學’研究人員，而生物考古正是把古基因組學和考古學結合起來。它下面還包括同位素考古、人骨考古、動植物考古、環境考古等。”文少卿說。事實上，在全世界范圍內，把分子考古應用于沉船研究也很前沿。
人工智能運用：海底“視界”更清晰
在尋找和打撈長江口二號古船過程中，科學家們跨界“組團出擊”，以硬核科技賦能中國水下考古，催生出不少技術創新：“精海”系列無人艇，智能探測長江口二號古船位置、掩埋情況、周圍環境；采集海底極其微弱的“波浪能”，為長時間監測保護長江口二號古船及船載文物的水下裝備充電；用計算機模擬長江口水域的“滄海桑田”，嘗試解密長江口二號古船沉沒原因……
水下考古環境復雜、難度極大。長江口水下渾濁不清，幾乎拍不到任何有價值的文物圖像信息，給考古團隊帶來了巨大挑戰。
11月20日，上海大學“精海”無人艇參與長江口二號古船現場打撈作業。（圖據新華社，受訪者供圖）
上海大學無人艇工程研究院的女將彭艷帶著一支50多人的研究團隊迎難而上，陸續研發出“水下沉船自動識別輔助系統”、全球首艘“智能化立體采樣無人艇”及“機器人水下考古裝備”等科研成果，不斷向前拉動長江口二號水下考古“進度條”。
然而，當拍攝的水下視頻傳回來時，發現視頻里的青花瓷、陶罐模模糊糊，只能看出個輪廓，根本看不到顏色、紋飾等細節。怎么辦？上海大學無人艇工程研究院總工程師李曉毛擅長圖像處理，經過反復試驗，他終于找到了增強圖像的方法。用上這個新技術，水下拍攝的青花瓷器圖像瞬間變得清晰。
彭艷團隊實現的另一項科研突破是破解了超低頻能量收集的國際性難題，把海底洋流的“波浪能”高效收集起來，利用環境動能為海底的文物監測設備供電，從而實現大規模、不間斷地對海底文物進行監測保護。
上海大學無人艇工程研究院和人工智能研究院還為長江口二號古船量身定制了“精海6號”環境探測無人艇，在艇肚子里攜帶了80厘米直徑的圓柱形“采樣蛋寶寶”，到作業區域后自動布放到沉船區域采集數據。
據介紹，目前上大團隊正在加快構建水下考古人工智能知識圖譜。這種人工智能的水下考古知識譜系，會存儲與中國歷史、人文、地理、海洋以及文物相關的海量大數據。人工智能可以自己分析整合各種圖像、文本、視頻、文字，像福爾摩斯一樣為水下考古挖掘整理各種線索。
水下考古的未來圖景
專家暢想，未來的水下考古再也不是一個高度危險和枯燥的行業，而是高度智能化的——人工智能可以建議水下考古工作者去哪里尋找有價值的沉船；包括無人艇隊、無人機等在內的“人工智能考古大軍”可以自動搜尋確認海底目標……人工智能還可以應用元宇宙技術讓觀眾沉浸式感受水下考古全過程，仿佛身臨其境進入考古現場。
長江口二號古船 弧形梁穿梁現場
科技的進步會改變一切，隨著越來越多的高科技運用在水下考古領域，也在繪就一幅嶄新的水下考古未來圖景。過去水下考古學家的必備條件要能夠潛水，能夠實地操作，但是隨著rov水下機器人、 auv無人自主潛航器甚至深潛器的大量使用，很多考古學家已經沒有必要再親臨水下了，而是可以通過rov機械臂、通過各種手段去開展工作。
三星堆考古發掘
2012年以來，國家文物局組織實施了1900余項主動性考古發掘項目。三星堆“上新” ，沉船“出水”，科技在考古領域的作用日益顯現。縱觀此次長江口二號古船考古與文物保護工作，一系列新技術、新方法、新思路，全面展現了上海科技創新硬核實力賦能文物考古的成就經驗，也為世界水下考古提供了中國理念、中國經驗。
（本文綜合自新華社、央視新聞和澎湃新聞此前報道）