普林斯顿大学的考古学家正在使用尖端的数字技术来帮助揭示古老的过去

安条克始建于公元前 300 年，是希腊化东方最重要的政治和文化中心之一，也是罗马帝国的大都市之一。 在 1930 年代，安提阿的普林斯顿考古学家根据古代文本参考和预感在沟渠中挖掘了八年，但从未遇到过瓦伦斯论坛或他们着手寻找的古代皇宫。

快进到 2023 年夏天。在希腊北部爱琴海沿岸的山脉上，绯红的阳光照耀着，内森·阿灵顿和他的同事们与炎热的天气赛跑，用镐、抹子和刷子蜷缩着工作，这些镐、抹子和刷子是一个多世纪以来考古学的象征。但阿灵顿的团队在他们的工具箱中也有一系列新的功能，这些新功能正在彻底改变该领域：无人机成像、激光测距仪、 磁力测量 等等。

“我们仍然用抹子挖土，”考古学教授阿灵顿说。 “但新的数字工具使我们能够在现场内外更加准确、协作和富有洞察力。” 在现场，数字技术节省了大量时间，并限制了徒劳的挖掘。在课堂上，VR娱乐有助于将过去带入生活。

去年夏天，普林斯顿大学的学生在希腊色雷斯的莫利沃蒂考古项目（MTAP）挖掘了一座古老的寺庙。 拍摄者： Kirstin Ohrt ©Ephorate of Antiquities of Rhodope

作为普林斯顿大学与雅典美国古典研究学院和罗多彼古物埃弗拉特考古项目合作的一部分（联合主任Domna Terzopoulou和Marina Tasaklaki），阿灵顿的团队在空中和地面工作的遥感技术的帮助下小心翼翼地挖掘了一座寺庙。

从空中看，安装在d上的成像方法有助于检测潜在的站点位置。 在地表之下，该团队使用电阻率来跟踪地下电流的波动，以帮助确定挖掘地点，最终发掘了色雷斯迄今为止唯一的城外（城市外）寺庙。

普林斯顿大学考古学家和世界各地的同行在该领域使用的其他数字工具包括：

• LiDAR（光探测和测距），类似于警察用来检测超速司机的激光雷达。当一个区域被茂密的植被覆盖时，LiDAR 设备会通过灌木丛和树冠将激光束发送到地球表面，并根据光束反弹所需的时间绘制地形图。
• 探地雷达 （GPR），它发送雷达脉冲以渲染下方的内容。
• 磁力测量，它允许考古学家绘制地球磁场中的异常情况，以确定是否存在近地表结构和人工制品。
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  在希腊挖掘MTAP之前，普林斯顿大学教授内森·阿灵顿（Nathan Arrington）使用电阻率作为格里戈里奥斯·索卡斯（Grigorios Tsokas）教授进行的地球物理调查的一部分，以创建指示地下建筑和物体位置的图像。Tsokas是亚里士多德大学应用地球物理学教授。

  图片由亚里士多德大学 ©Ephorate of Rhodope 的 Grigorios Tsokas 生成

要挖掘的仪表板

3D“正射马赛克”将无人机拍摄的航空照片拼接在一起，使用摄影测量软件来消除失真。它用作寺庙挖掘的数字仪表板。

使用配备 iDig 应用程序的 iPad，团队成员可以立即记录每个工件、建筑元素、草图、照片、3D 渲染、土壤描述或其他观察结果。称为全站仪的激光测距仪设备测量这些发现和数据点的位置，并将它们添加到仪表板中。

仪表板“让你看到物体之间的关系，并大大加快了研究项目的速度，因为你可以立即找到你的联系，”阿灵顿说，他也是考古学项目的主任， 专门研究古希腊物质文化。

它还允许每个团队成员——包括考古植物学家、动物考古学家和钱币学家，他们并不经常出现在挖掘现场——有效地协作解释数据，为指导挖掘的无数决策提供信息。

在野外，考古学受益于无数其他技术。陶瓷轮廓仪可以快速说明文物的形状，3D打印可以可视化和分析结构，捕获技术使考古学家能够存档3D图像。

 X 射线和 CT 扫描用于文物的非侵入性分析，帮助保护人员了解内部结构和状况，而不会造成损坏。

技术还有助于考古学家交流发现，包括教育公众。例如，使用从正射马赛克到地理信息系统的全方位数字成像工具，考古学家可以渲染遗址的每一层，然后在演示中将它们“剥离”，为千里之外的观众重现挖掘效果。

使用数字工具进行教学

每年夏天，普林斯顿大学的研究生和本科生都在学习使用这些工具，与教授和研究人员并肩进行多次挖掘。弗雷德里克·西蒙斯（Frederik Simons）是地球科学教授，也是考古学项目执行委员会成员，他曾在普林斯顿大学在塞浦路斯波利斯克里索科斯的发掘中教过学生。“看到地下被最新技术照亮是令人振奋的 – 在普林斯顿学生手中，”他说。

这延伸到课堂。塞缪尔·霍尔兹曼（Samuel Holzman）是艺术和考古学助理教授，也是斯坦利·西格（Stanley J. Seeger）’52希腊研究中心（Stanley J. Seeger ’52 Center for Hellenic Studies）的助理教授，他帮助为Yorescape公司创建了虚拟现实之旅“雅典重生：雅典卫城”，将观众置于雅典卫城完全重建的古迹中，并在2023年春季与他的学生一起使用它。

“Holzman教授为它的发展做出了贡献，所以我们必须问他一些我们无法问其他人的问题，”计算机科学专业的Morgan Teman’23说。

将技术与人性化相结合

“技术提供了成像和大部分数据，并且可以开始理解它，”阿灵顿说。人类的经验使考古学家能够“构思、理解和传达过去人类生活的多维性”。

考古学家发展的一项关键技能可以称为“职业第六感”：在挖掘墓地之前闻到墓穴的气味，用抹子擦浅或软化刷牙以避免断章取义，或者根据颜色、质地和密度感知土壤的变化，以指示新的地层。

霍尔兹曼说，如果他依靠技术，他永远不会在北部的萨莫色雷斯岛上发现一个有2000年历史的希腊“商业秘密”——隐藏的拱门;他需要自己观察、感受、测量和绘制建筑组件，用技术含量低的L型正方形、纸和铅笔。

他说，手绘草图是由考古学家选择强调或省略的内容决定的，这有助于呈现学术研究所需的主观性。

“表达不确定性的程度对于良好的学术研究至关重要，”霍尔兹曼说。“不同的绘画风格——精美的计算机渲染与手工制作的草图——可以表明证据和解释之间的差异。在平板电脑设备上制作的手绘草图将技术与人性化相结合。

Leigh Lieberman是艺术与考古视觉资源部门的数字项目专家，是2018年普林斯顿大学的毕业生，他将阿灵顿的数据库从希腊的原始主机服务器转移到普林斯顿，并在摩根蒂纳，庞贝和撒丁岛的挖掘中担任监督角色。

利伯曼认为考古学家与技术的关系是一种微调的合作，“减轻了机械任务的负担，让考古学家有精神空间去做 更难的事情。

普林斯顿大学教授塞缪尔·霍尔兹曼（Samuel Holzman）（左）和研究生埃里尼·斯皮罗普卢（Eirini Spyropoulou）使用L型正方形测量了希腊萨莫色雷斯美国发掘的一块古代石灰岩墙。

拍摄者： Kirstin Ohrt