用科技更好地呵护文物

没用一铁一钉，这座塔的3000吨木构件究竟怎样互相咬合浑然一体，即使千年间遭地震雷劈、枪击炮轰仍屹立不倒？天津电子信息职业技术学院与南开大学的专家，准备用三维数字模型技术揭开这个难解之谜。

天津电子信息职业技术学院建筑设计教研室主任周恩博介绍：“应县木塔的修复工作很早就有高校参与。太原理工大学、清华大学、南开大学都有参与，但是作为高职院校，我们有我们的优势。我们的学生有较强的技术应用能力，通过信息技术手段建立的数字化文献使项目研究更具参考价值。”

几乎所有到过应县木塔的学者都想搞清楚它的结构。1933年，建筑学家梁思成曾给应县木塔做过测绘，之后若干学者也都想解开这个谜团，但最终都没有结果。周恩博解释道：“我国的传统建筑是没有图纸的，应县木塔全部是榫卯结构，想了解它就得拆了它，可是没人有把握拆了木塔还能够再复原。正因如此，应县木塔的整体结构从来没有大修过，只能是在细微处修修补补，随着时间推移，现今木塔开始倾斜，修葺任务愈加紧迫了。”

用三维数字模型还原应县木塔。天津电子信息职业技术学院的师生们不惧烦琐，精心建构三维数字图像模型，并尝试着用木料做出实体模型，再详细比对、调整，周恩博说：“这种方法对木塔没有任何伤害，而且还提高了效率，现在已经完成了木塔的首层楼复原。”

3、人工智能使沉睡的文物活起来

因为缺乏预防保护技术，即便是敦煌壁画、山西悬空寺等这些极其宝贵的文物被施以非常严格的保护措施，依旧会出现不可逆转的损害。当人们呼吁进行“抢救性保护”时，往往为时已晚。而“预防性保护”的理念在文物界早就有人提出，但一直苦于找不到合适的办法。人工智能是21世纪最先进的技术成果，它改变的不仅是未来，也给文物的研究与保护带来福音。

天津大学文化遗产保护与传承信息技术研究中心以孙济洲、张加万、冯伟三位教授领衔的团队历时10年，用人工智能等现代信息技术，致力于让沉睡的文物“活”起来、传下去。这群每天与计算机打交道的科学家，如今加入了人类文化遗产守护者之列。

“以前主要依赖实验室模拟研究，但现实环境的情况更复杂。”张加万说，此前由于缺乏检测手段和数据，一直找不到文物与复杂环境的关联性。为了突破文物保护工作的“瓶颈”，这个团队研发出以“文物本体与风险源关联模型”为核心的预防性保护技术。同样的技术已经在敦煌研究院、颐和园、拉卜楞寺等遗产地开始应用。

张加万团队与敦煌研究院合作，选取了11个洞窟、47个监测点，对壁画和彩塑文物持续不断地监测。他们充分考虑敦煌文物易出现的典型病害、洞窟分布等因素，通过微变监测、图像分析等人工智能技术，获得科学的参考数据。

经过对敦煌莫高窟2014年至2016年部分壁画监测和数据分析后，冯伟首次发现了一年周期内的0.1毫米级壁画本体细微变化。这一结果被文物保护领域权威专家认为是该领域的实质性突破。

“通过比对前后变化，才知道壁画是怎么坏的。”张加万说，“以前只监测环境，没有监测文物本体，忽略了文物与环境的相互作用，现在终于解惑了。”

如今，这支20多人平均年龄30岁的团队正马不停蹄地奔走在全国各地，用现代信息技术守护着古老的文明。张加万希望有更多的自然科学研究者加入其中，将现代科技融入文物博物馆领域，“让收藏在博物馆里的文物、陈列在广阔大地上的遗产、书写在古籍里的文字都活起来”。

光明日报 记者 陈建强 刘茜