當考古遇到人工智能

本文轉自：人民日報

楊清越

以深度學習爲核心的當代人工智能正越來越多地應用於考古學研究領域。

考古學與人工智能，一個在飛揚的塵土中艱苦發掘，希望窮盡發現，探究和理解人類的歷史；一個擁有強大算力，能輕鬆應對海量信息，潛力無限。兩個看似毫不相關的學科，如今卻產生了深刻聯繫，以深度學習爲核心的當代人工智能正越來越多地應用於考古學研究領域。

想象一下，你擁有“透視眼”，能穿透茂密的森林，看到隱藏在地下的古代遺蹟，這就是機載激光掃描技術的神奇之處。它就像考古界的“X光”，從飛機上發射激光掃描地面，即使是藏在叢林深處的古城，也能被它“看”得一清二楚。這項技術產生的數據量超級龐大，就像把整個城市都拍成了高清照片。考古學家和人工智能專家使用卷積神經網絡等深度學習技術，訓練人工智能“助手”，自動識別機載激光掃描數據中的古代遺蹟，可以事半功倍。

以甲骨碎片拼合爲例。甲骨文記錄了我國商代占卜的內容，是研究商代歷史和文明的重要資料。目前已出土的甲骨碎片超過10萬片。最近，我國考古學家和人工智能科學家們發明了一種新的“拼圖神器”——內部相似性網絡模型。拼圖可分爲三步：“找邊”，先用“邊緣等距匹配”算法，沿着碎片邊緣仔細搜索，找到形狀相似的“咬合”部分，就像拼圖時先找邊框一樣；“合體”，把兩塊碎片圖像“拼”在一起，看看能不能完美對接；“驗紋”，這是最關鍵的一步，分析拼接處的紋理是否一致，如果拼接處有文字，還要分析文字是否能拼合。如果兩塊碎片原爲一體，那麼拼接處的紋理應該自然連續。模型通過一種叫做“內部相似性池化”的技術，來精確比較這些紋理的相似度。實驗證明，模型的拼圖準確率超過90%。這個“神器”已經幫助考古學家們找到了37對能夠正確拼合的甲骨碎片。

秘魯南部的世界文化遺產納斯卡線和地畫是古代文明留給我們的謎題，這些巨大的地面圖案規模宏大，動輒綿延數百米，難以在地面上辨認，只有在高空才能看清全貌，給考古研究帶來巨大挑戰。長期以來，考古學家只能依靠耗時耗力的人工搜索和低空飛行觀察拍照，效率低下且容易遺漏。過去近一個世紀，考古學家發現了430個地畫。人工智能算法引入研究後，僅用6個月就新發現303個地畫。算法就像一位經驗豐富的“偵探”，通過分析高清航拍照片，繪製出候選圖形輪廓，由考古學家進行確認，這極大提高了搜尋和研究的效率。

人工智能正以前所未有的速度改變着許多專業領域的研究方法，驅動着科學研究進入新的時代。它改變着科學發現過程，並賦予我們更強大的洞察力和預測力，幫助我們更好地理解過去、把握當下，應對未來的挑戰。

（作者單位：中國社會科學院考古研究所）

《 人民日報 》（ 2025年01月06日 20 版）