【環(huán)球時報報道記者陳子帥】當(dāng)尖端人工智能（AI）技術(shù)遇上“古老”的考古研究，會碰撞出怎樣的火花？在2025世界人工智能大會上，一場用大模型等AI技術(shù)拼合古代陶瓷碎片的比賽吸引了大量目光，這項考古學(xué)中最具挑戰(zhàn)性，也最耗時耗力的工作正逐漸被前沿技術(shù)接手。實際上，AI在考古中的作用遠(yuǎn)不止于此，考古學(xué)家、北師香港浸會大學(xué)高等研究院訪問教授荊志淳在大會期間接受《環(huán)球時報》記者采訪時表示，AI已經(jīng)成為我們探索物質(zhì)文化和解讀古代社會機(jī)制的“新引擎”，展望未來，考古學(xué)將邁向全新的“智能時代”。
生成完整器物3D模型
成千上萬的陶器碎片，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，仿佛在拼一個復(fù)雜且殘缺的拼圖。這一過程耗時數(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“超級武器”。
這場名為“大辛莊陶片拼合AI挑戰(zhàn)賽”的活動，由山東大學(xué)考古學(xué)院、北師香港浸會大學(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，大賽鼓勵參賽者利用大模型等AI技術(shù)，對濟(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)球時報》記者，AI是陶片拼合的“超級工匠”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、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，將帶來革命性的變化。
荊志淳進(jìn)一步介紹說，每一片陶片的斷裂邊緣，都帶有獨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、人眼難以察覺的邊緣細(xì)節(jié)。它能像擁有高精度掃描儀一樣，對每片陶片的斷茬進(jìn)行數(shù)字化建模，并計算出它們之間的幾何匹配度。這比人工肉眼比對要精準(zhǔn)和高效。與此同時，陶片不僅僅是孤立的個體，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)賽鼓勵參賽者運用多模態(tài)模型，將陶片圖像的視覺信息與這些結(jié)構(gòu)化的元數(shù)據(jù)結(jié)合起來。這就像是讓AI在拼合碎片時，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，因此可以將每一片陶片視為圖中的一個“節(jié)點”，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”之間的潛在連接關(guān)系，幫助我們識別出哪些陶片最有可能屬于同一個器物。
陶片成功拼合，接下來的關(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，“從拼合的陶片中，我們可以讀取到異常豐富的歷史信息?！鼻G志淳說，陶片并非簡單的“碎塊”，它們是古代社會活動和文化交流的“沉默證人”。我們可以從中解鎖年代序列、社會組織與生活圖景、聚落功能與社會結(jié)構(gòu)等信息。
警惕“黑箱”操作
《環(huán)球時報》記者關(guān)注到，目前AI已在考古領(lǐng)域大展拳腳。據(jù)報道，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)合作者開發(fā)了一款名為“埃涅阿斯”(Aeneas)的AI工具，能預(yù)測羅馬時期拉丁銘文的缺失部分，幫助考古和歷史學(xué)家確定文本語境。去年初，外國高校學(xué)生團(tuán)隊用AI破解了2000年前羅馬帝國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機(jī)制的‘新引擎’?！睋?jù)荊志淳介紹，現(xiàn)階段AI技術(shù)對考古工作的影響和助力是多方面的。除了像拼陶片那樣，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分類與識別外，AI還能夠識別出隱藏在茂密植被下的古代聚落，而這在過去是難以想象的?！斑b感考古是近年來的熱點，而AI的加入使其如虎添翼?！贝送?，AI還能整合不同來源的地理信息系統(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)模型通過分析復(fù)雜的考古數(shù)據(jù)集，能夠揭示古代技術(shù)、社會制度和組織中隱藏的深層模式。通過整合考古數(shù)據(jù)和生態(tài)數(shù)據(jù)，它還能幫助我們重建過去的社會—生態(tài)系統(tǒng)，從而增強(qiáng)我們對人—環(huán)境互動復(fù)雜性的理解?！癆I技術(shù)帶來了強(qiáng)大的分析工具，更開創(chuàng)了全新的思維范式。它正在將考古學(xué)家從繁瑣、重復(fù)性的勞動中解放出來，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，從而實現(xiàn)對人類社會理解的重塑。這場深度學(xué)習(xí)革命，無疑是考古學(xué)發(fā)展歷程中又一次具有里程碑意義的科學(xué)變革?！?/p>
荊志淳告訴《環(huán)球時報》記者，在他當(dāng)前開展的研究中，AI已經(jīng)是離不開的“超級分析師”。他介紹說，玉器在中國歷史文化中占據(jù)著極其重要的地位，但識別玉料的來源和種類一直是個難題。“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。這項技術(shù)能夠幫助我們精準(zhǔn)識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)?！?/p>
另一方面，荊志淳利用計算機(jī)視覺技術(shù)分析陶器和陶范（鑄造青銅器的模具）的顯微結(jié)構(gòu)?！斑@項工作對我觸動很大，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)的演變過程和技術(shù)創(chuàng)新?！?/p>
不過，隨著AI在考古學(xué)中應(yīng)用的深入，對其“黑箱”操作的擔(dān)憂也日益增加。國際上越來越強(qiáng)調(diào)開發(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)，從而更好地評估結(jié)果的可靠性。同時，數(shù)據(jù)倫理、知識產(chǎn)權(quán)等問題也成為國際AI考古領(lǐng)域關(guān)注的重點?！拔覀儽仨氄J(rèn)識到，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AI考古提供肥沃土壤
“談到AI考古，一個繞不開的話題就是中國的地位和貢獻(xiàn)?！鼻G志淳曾在希臘從事田野考古，在美國明尼蘇達(dá)參加多項考古調(diào)查和發(fā)掘。他告訴《環(huán)球時報》記者，中國的AI考古水平正處于世界前列，并且擁有獨特、世界其他國家無法比擬的巨大優(yōu)勢。
荊志淳說，首先，中國擁有全球獨一無二的“數(shù)據(jù)富礦”?！斑@一點至關(guān)重要，因為深度學(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模型識別、分類和復(fù)原的寶貴數(shù)據(jù)源?！迸c此同時，中國擁有悠久的考古學(xué)發(fā)展歷史，積累了大量的考古發(fā)掘報告、研究論文、歷史文獻(xiàn)等文本數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于AI進(jìn)行自然語言處理、知識圖譜構(gòu)建和歷史信息挖掘具有無可替代的價值。這位學(xué)者舉例說，對甲骨文的AI綴合和解讀，就是中國特色數(shù)據(jù)優(yōu)勢的體現(xiàn)。“這些‘?dāng)?shù)據(jù)富礦’為中國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，我們有能力走在國際前沿?！?
AI的加入是否會改變這一專業(yè)的面貌和發(fā)展走向？荊志淳表示，AI將使考古學(xué)邁入一個全新的“智能時代”。未來，AI輔助的無人機(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、年代測定、成分識別的“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圖景，甚至模擬歷史進(jìn)程，進(jìn)行“如果……會怎樣”的推演；AI在文物監(jiān)測、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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