【環(huán)球時(shí)報(bào)報(bào)道記者陳子帥】當(dāng)尖端人工智能（AI）技術(shù)遇上“古老”的考古研究，會(huì)碰撞出怎樣的火花？在2025世界人工智能大會(huì)上，一場(chǎng)用大模型等AI技術(shù)拼合古代陶瓷碎片的比賽吸引了大量目光，這項(xiàng)考古學(xué)中最具挑戰(zhàn)性，也最耗時(shí)耗力的工作正逐漸被前沿技術(shù)接手。實(shí)際上，AI在考古中的作用遠(yuǎn)不止于此，考古學(xué)家、北師香港浸會(huì)大學(xué)高等研究院訪問(wèn)教授荊志淳在大會(huì)期間接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，AI已經(jīng)成為我們探索物質(zhì)文化和解讀古代社會(huì)機(jī)制的“新引擎”，展望未來(lái)，考古學(xué)將邁向全新的“智能時(shí)代”。

生成完整器物3D模型

成千上萬(wàn)的陶器碎片，每一片都銘刻著久遠(yuǎn)的故事，將這些碎片拼合成完整的器物，仿佛在拼一個(gè)復(fù)雜且殘缺的拼圖。這一過(guò)程耗時(shí)數(shù)月甚至數(shù)年，成果卻常常不盡如人意。如今，人工智能和深度學(xué)習(xí)技術(shù)正在成為破解這一考古界難題的“超級(jí)武器”。

這場(chǎng)名為“大辛莊陶片拼合AI挑戰(zhàn)賽”的活動(dòng)，由山東大學(xué)考古學(xué)院、北師香港浸會(huì)大學(xué)高等研究院和浙江大學(xué)數(shù)學(xué)高等研究院聯(lián)合發(fā)起，大賽鼓勵(lì)參賽者利用大模型等AI技術(shù)，對(duì)濟(jì)南大辛莊遺址H690灰坑出土的商代陶器碎片進(jìn)行拼合分類，并從中讀出歷史信息。

AI究竟是如何幫助我們拼好這些陶片，又能從中讀取哪些歷史信息呢？荊志淳告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，AI是陶片拼合的“超級(jí)工匠”和“三維建模師”。傳統(tǒng)的陶片拼合，完全依賴考古人的經(jīng)驗(yàn)、耐心和手工操作，效率極低，而且往往難以達(dá)到理想的完整度。而AI的介入，將帶來(lái)革命性的變化。

荊志淳進(jìn)一步介紹說(shuō)，每一片陶片的斷裂邊緣，都帶有獨(dú)特的幾何特征和紋理信息，就像它們的“指紋”一樣。AI利用深度度量學(xué)習(xí)和圖像分割與特征提取技術(shù)，能夠精確捕捉這些細(xì)微、人眼難以察覺(jué)的邊緣細(xì)節(jié)。它能像擁有高精度掃描儀一樣，對(duì)每片陶片的斷茬進(jìn)行數(shù)字化建模，并計(jì)算出它們之間的幾何匹配度。這比人工肉眼比對(duì)要精準(zhǔn)和高效。與此同時(shí)，陶片不僅僅是孤立的個(gè)體，它們還帶有豐富的元數(shù)據(jù)信息，例如陶質(zhì)、陶色、紋飾以及器型部位等?！拔覀兊奶魬?zhàn)賽鼓勵(lì)參賽者運(yùn)用多模態(tài)模型，將陶片圖像的視覺(jué)信息與這些結(jié)構(gòu)化的元數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)。這就像是讓AI在拼合碎片時(shí)，不僅看形狀，還知道這片是‘口沿’‘底部’還是‘腹部’，是什么年代的，有什么裝飾風(fēng)格，從而大大提高拼合的準(zhǔn)確性和效率?！睂＜姨岬?，圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNN）在建模復(fù)雜關(guān)系方面具有天然優(yōu)勢(shì)，因此可以將每一片陶片視為圖中的一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而它們之間潛在的連接關(guān)系就是“邊”。GNN能夠?qū)W習(xí)并推斷這些“節(jié)點(diǎn)”之間的潛在連接關(guān)系，幫助我們識(shí)別出哪些陶片最有可能屬于同一個(gè)器物。

陶片成功拼合，接下來(lái)的關(guān)鍵就是還原它們的原始器型。生成式AI技術(shù)，特別是擴(kuò)散模型，能夠根據(jù)已拼合的碎片，甚至是基于有限的數(shù)據(jù)，生成完整的器物3D模型。而接下來(lái)，“從拼合的陶片中，我們可以讀取到異常豐富的歷史信息。”荊志淳說(shuō)，陶片并非簡(jiǎn)單的“碎塊”，它們是古代社會(huì)活動(dòng)和文化交流的“沉默證人”。我們可以從中解鎖年代序列、社會(huì)組織與生活圖景、聚落功能與社會(huì)結(jié)構(gòu)等信息。

警惕“黑箱”操作

《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者關(guān)注到，目前AI已在考古領(lǐng)域大展拳腳。據(jù)報(bào)道，學(xué)術(shù)期刊《自然》近日發(fā)表的一篇考古學(xué)論文稱，谷歌旗下人工智能企業(yè)DeepMind與學(xué)術(shù)合作者開(kāi)發(fā)了一款名為“埃涅阿斯”(Aeneas)的AI工具，能預(yù)測(cè)羅馬時(shí)期拉丁銘文的缺失部分，幫助考古和歷史學(xué)家確定文本語(yǔ)境。去年初，外國(guó)高校學(xué)生團(tuán)隊(duì)用AI破解了2000年前羅馬帝國(guó)著名卷軸文物中的部分內(nèi)容。

“AI以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、模式識(shí)別以及生成能力，正在深刻地重塑我們的考古研究范式和實(shí)踐路徑。它不再僅僅是輔助工具，還成為我們探索物質(zhì)文化和解讀古代社會(huì)機(jī)制的‘新引擎’?！睋?jù)荊志淳介紹，現(xiàn)階段AI技術(shù)對(duì)考古工作的影響和助力是多方面的。除了像拼陶片那樣，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分類與識(shí)別外，AI還能夠識(shí)別出隱藏在茂密植被下的古代聚落，而這在過(guò)去是難以想象的。“遙感考古是近年來(lái)的熱點(diǎn)，而AI的加入使其如虎添翼。”此外，AI還能整合不同來(lái)源的地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)，進(jìn)行多尺度分析，例如在秘魯納斯卡線條的識(shí)別中，AI加速調(diào)查使得已知具象地貌的數(shù)量幾乎翻倍，為研究提供了新視角。

值得關(guān)注的是，AI的應(yīng)用不僅局限于物質(zhì)文化。荊志淳提到，深度學(xué)習(xí)模型通過(guò)分析復(fù)雜的考古數(shù)據(jù)集，能夠揭示古代技術(shù)、社會(huì)制度和組織中隱藏的深層模式。通過(guò)整合考古數(shù)據(jù)和生態(tài)數(shù)據(jù)，它還能幫助我們重建過(guò)去的社會(huì)—生態(tài)系統(tǒng)，從而增強(qiáng)我們對(duì)人—環(huán)境互動(dòng)復(fù)雜性的理解?！癆I技術(shù)帶來(lái)了強(qiáng)大的分析工具，更開(kāi)創(chuàng)了全新的思維范式。它正在將考古學(xué)家從繁瑣、重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來(lái)，使我們能夠?qū)⒏嗑ν度氲礁邔哟蔚睦碚摌?gòu)建、文化闡釋和深層模式挖掘中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人類社會(huì)理解的重塑。這場(chǎng)深度學(xué)習(xí)革命，無(wú)疑是考古學(xué)發(fā)展歷程中又一次具有里程碑意義的科學(xué)變革。”

荊志淳告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，在他當(dāng)前開(kāi)展的研究中，AI已經(jīng)是離不開(kāi)的“超級(jí)分析師”。他介紹說(shuō)，玉器在中國(guó)歷史文化中占據(jù)著極其重要的地位，但識(shí)別玉料的來(lái)源和種類一直是個(gè)難題。“我們采集大量古代玉器的光譜數(shù)據(jù)，尤其是良渚文化和商代的玉器材料，并利用深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練和分析。這項(xiàng)技術(shù)能夠幫助我們精準(zhǔn)識(shí)別不同玉料的礦物成分特征，從而判斷玉料的具體產(chǎn)地。這對(duì)于我們理解古代玉器貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)、資源獲取方式以及文化交流路徑，提供了前所未有的微觀證據(jù)。”

另一方面，荊志淳利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)分析陶器和陶范（鑄造青銅器的模具）的顯微結(jié)構(gòu)?！斑@項(xiàng)工作對(duì)我觸動(dòng)很大，AI在這里就像擁有了‘顯微慧眼’，它能夠系統(tǒng)性地提取和量化這些肉眼觀察難以把握的微觀信息，讓我們得以從更精細(xì)的層面，洞察古代手工業(yè)的演變過(guò)程和技術(shù)創(chuàng)新?！?/p>

不過(guò)，隨著AI在考古學(xué)中應(yīng)用的深入，對(duì)其“黑箱”操作的擔(dān)憂也日益增加。國(guó)際上越來(lái)越強(qiáng)調(diào)開(kāi)發(fā)可解釋的AI模型，讓考古學(xué)家能理解AI作出判斷的依據(jù)，從而更好地評(píng)估結(jié)果的可靠性。同時(shí)，數(shù)據(jù)倫理、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問(wèn)題也成為國(guó)際AI考古領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)?！拔覀儽仨氄J(rèn)識(shí)到，AI模型的輸出結(jié)果需要考古學(xué)家具備批判性思維和理論素養(yǎng)去評(píng)估和解讀。AI是強(qiáng)大的工具，但最終的解釋權(quán)和理論構(gòu)建，仍在于考古學(xué)家?！鼻G志淳強(qiáng)調(diào)。

“數(shù)據(jù)富礦”為中國(guó)AI考古提供肥沃土壤

“談到AI考古，一個(gè)繞不開(kāi)的話題就是中國(guó)的地位和貢獻(xiàn)。”荊志淳曾在希臘從事田野考古，在美國(guó)明尼蘇達(dá)參加多項(xiàng)考古調(diào)查和發(fā)掘。他告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，中國(guó)的AI考古水平正處于世界前列，并且擁有獨(dú)特、世界其他國(guó)家無(wú)法比擬的巨大優(yōu)勢(shì)。

荊志淳說(shuō)，首先，中國(guó)擁有全球獨(dú)一無(wú)二的“數(shù)據(jù)富礦”?！斑@一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)樯疃葘W(xué)習(xí)的‘喂養(yǎng)’需要海量、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。這些文物蘊(yùn)含著豐富的圖像、三維結(jié)構(gòu)和微觀特征信息，是訓(xùn)練AI模型識(shí)別、分類和復(fù)原的寶貴數(shù)據(jù)源?！迸c此同時(shí)，中國(guó)擁有悠久的考古學(xué)發(fā)展歷史，積累了大量的考古發(fā)掘報(bào)告、研究論文、歷史文獻(xiàn)等文本數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對(duì)于AI進(jìn)行自然語(yǔ)言處理、知識(shí)圖譜構(gòu)建和歷史信息挖掘具有無(wú)可替代的價(jià)值。這位學(xué)者舉例說(shuō)，對(duì)甲骨文的AI綴合和解讀，就是中國(guó)特色數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)。“這些‘?dāng)?shù)據(jù)富礦’為中國(guó)AI考古提供了肥沃的土壤，使得我們能夠訓(xùn)練出更強(qiáng)大、更精準(zhǔn)的AI模型，解決大規(guī)模、復(fù)雜性的考古問(wèn)題。在陶器、青銅器等大宗遺物的智能分類、拼合和三維重建以及古文字的AI解讀方面，我們有能力走在國(guó)際前沿?！?

AI的加入是否會(huì)改變這一專業(yè)的面貌和發(fā)展走向？荊志淳表示，AI將使考古學(xué)邁入一個(gè)全新的“智能時(shí)代”。未來(lái)，AI輔助的無(wú)人機(jī)、機(jī)器人可能在田野調(diào)查、數(shù)據(jù)采集方面發(fā)揮更大作用；AI將成為文物分析、年代測(cè)定、成分識(shí)別的“標(biāo)配”；AI將幫助我們從多維度數(shù)據(jù)中構(gòu)建更完整的古代社會(huì)圖景，甚至模擬歷史進(jìn)程，進(jìn)行“如果……會(huì)怎樣”的推演；AI在文物監(jiān)測(cè)、預(yù)警、修復(fù)和數(shù)字化展示等方面也將發(fā)揮不可替代的作用。

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