古为今用：实验考古的现实价值
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2024-01-03 16:01 来源:文博中国
实验考古，作为考古学研究众多方法中的一种，已得到海内外考古学家的普遍认可和接受。实验考古，被视为强化考古学作为一门科学的重要依据与手段。通过对古代遗迹进行系统性的分析，设计并开展实验，将“静态”的考古遗迹转化为“动态”的实验过程，有助于发现、识别和解释考古遗迹，并在实验中尝试探索古代工艺技术、人类行为等，围绕着回答考古学问题进行实验的操作、观察、记录与分析。
实验考古大体可以分为五个不同层面的研究。第一层面是古代器物的重建，基于对出土器物的微痕观察、成分分析等科技考古手段得到初步认识，而后设计并开展实验，将实验结果与出土器物对照观察，验证针对器物的功能使用、制作技术等方面的猜想。第二层面是古代技术的重建，在重复开展第一层面实验的基础上，对不同时空关系下的趋于同类器物进行大量实验重建，得到较为全面的不同时空关系下技术发展的脉络。第三层面是遗迹现象的重构，在实验考古理论的支撑下，谨慎设计和开展实验，将实验现象与遗迹现象相比对，探索对考古遗迹现象的解释。第四层面是古代人类行为的重构，在已开展大量第一、二、三层面实验的基础上，通过实验重构，尝试总结古代人类行为的状态模式。第五层面是社会系统的重构，也是实验考古研究中，层次最高、最难的层面。在已开展针对器物、技术、现象与行为四个层面实验后，尝试进行综合性实验，探索古代的社会系统，并将其进行一定程度的重现。
实验考古，就像一座构建在古与今之间“沟通”的桥梁，有助于考古学家从不同层面解读人类生活的过去。借古鉴今，是考古学研究、探索古代人类社会生活的目标，而古为今用，亦是实验考古学运用于现实生活的写照。
实验考古，作为考古学众多研究方法中，最为贴近公众关注的门类之一，一直尝试将实验考古学研究范式，运用于解决现代人类社会生活中面临的难题。为更直观呈现实验考古解决现代社会难题的方法与途径，现举要两例。
世界上存在许多古老的石墙，如希腊、秘鲁的石墙，它们看起来是由石头粗略地拼接在一起，相邻的石头之间间隙很小，且石墙的缝隙间没有使用砂浆，这些石墙是干石墙，由巨大的多边形石头组成，尽管它们的大小和形状各不相同，但能够精确地拼合在一起。这种巨大、精确、神秘、不规则的砌体结构被称作“独眼巨人砌体”（Cyclopean masonry，图1、图2），其得名于充满神秘色彩的赫西俄德（Hesoid）《神谱》（Theogony）中独眼巨人所建造的巨大石墙（图1）。这些独眼巨人以建造巨大的石墙而闻名，由于组装精确，这些石墙给人一种被巨人挤压在一起的错觉。
图1 古希腊石墙（图源：Юкатан - own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17645576）
放眼全球，都有类似的“独眼巨人砌体”建筑，并各自开发出独创的石材回收技术。其中，安第斯山脉的印卡人创造了最复杂、数量最多的“独眼巨人砌体”建筑，印加人的建筑（图3）没有预先的设计。这种建筑是在材料限制的情况下，按照一定的逻辑顺序建造而成的。印卡人在管理和开发建筑废弃材料方面尤为擅长，大部分废弃的建筑材料会被重新利用，石匠们在废墟或废弃建筑中拾捡石块，作为建造材料，通过锤石、采石和选石、镶嵌、接缝（图4）等步骤，建造出一座新的石墙。这些墙看起来是充满随机性和不合逻辑的，没有预先确定的设计图纸，但却存在着一套完善的回收系统。通过材料再利用的方式，体现出一种“自力更生”的建筑思维，即同类的物质吞噬同类，再进行升级，并重新建造，使得物质得到重新适应。
图2 印加石墙（图源：Colegota, CC BY-SA 2.5 es, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=805771）
图3 独眼巨人（图源：Joshua Longo)）
在当今的城市环境中，产生了前所未有的大量废弃物（图4），特别是建筑产生的废弃物，如何处理这些废弃物，成为了一个迫在眉睫的危机。或许可以从独眼巨人石墙中学习到更多地建筑技术与建筑思维，重新审视现有的建筑存量。
图4 城市建造垃圾（图源：Creative Commons: CC0 Max Pixel）
美国麻省理工学院的克利福德（Colegota）副教授，通过对“独眼巨人”石墙的系统性观察与研究，采用实验考古的方法，设计并开展了大量实验，将“独眼巨人”石墙的建筑方法进行了数字化，将其归入到可应用于当代建筑的程序算法中，并提出利用算法可以对任何形状的建筑垃圾进行重新利用，建造出一座“独眼巨人墙”。
克利福德（Colegota）基于实验考古结果，共归纳设计出八种不同的算法。这些算法可以测量人们拾取的建筑垃圾（如石头或瓦砾）的大小，并得出一种能够将这些碎片重建为类似“独眼巨人石墙”的建筑方案。“独眼巨人石墙”实验将实验考古范式与现代数字程序相融合，将古代建造思维与现代城市建筑工程相结合，有效地促进了人们对于城市环保发展和可再生建筑的思考。通过对从不同建筑工地拆除的混凝土和切割下来的石块进行数字化处理，在程序算法的支持下，设计和修筑出一座全新的“独眼巨人石墙”风格的墙体（图5）。
图5 用建筑垃圾修筑的“独眼巨人石墙”风格的墙体（图源：Brandon Clifford and Wes McGee）
图6 墙体背面组装细节（图源：Brandon Clifford and Wes McGee）
为了再次验证与展示克里福德（Colegota）的程序，一家建筑石材公司从当地拆迁现场，挑选了一些岩石和瓦砾，使用克利福德（Colegota）的算法对其进行扫描。而后，选择了一种算法，成功人工建造了一堵墙，且花费的时间很短，没有超过一周的时间。
“独眼巨人石墙”的“自力更生”建筑思维，有利于城市管理者和工程师对未来城市发展过程中，积累的大量废料，进行创造性拆解与重建。对未来城市的可持续性发展具有启发意义。
实验考古学提供了一个观念的验证，这适用于解决现代所面临的紧迫问题，这是基于实验考古学的研究范式，古为今用，寻求解决现代问题的一个很好的案例。另外，“独眼巨人石墙”实验的也表明，开展实验考古工作的人不一定是考古学家，也可能是来自其他行业的专家，如建筑师或程序师。
在加勒比地区的岛屿，每年都会遭受自然的严重考验，如飓风、热带风暴、海啸，有时这些岛屿还会经历地震、火山爆发等自然灾害，这些自然灾害使得当地社区遭受到了重创（图7）。因此，自然灾害后的重建对于这些社区来说，是一项重大的挑战。
图7 受灾后的加勒比地区（图源：By U.S. Customs and Border Protection –
170923-H-NI589-0007, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=62766584）
研究表明，气候变化对定居点产生了显著的当地影响，导致反复洪水和场地废弃。加勒比地区的第一批定居者大约在7500年前到达，这些人很可能来自大陆，适应了与南美洲截然不同的生态系统和天气模式，设法在恶劣的天气条件下生存下来。加勒比地区不同岛屿之间具有密切的互动，人们在整个群岛分享商品、想法和技术。据推测，在古代的这些区域，也共享建筑方法和其他人文知识。
截至2005年，已有大量的考古发掘工作可以助力研究加勒比地区古代(1400 BP-450 BP)房屋的发展模式。考古发现，加勒比地区的多数房屋位于海岸附近，人们主要利用陆地和海洋资源来生存。而且这些房屋可以见到有多次重复修建的痕迹。例如，在多米尼加共和国的埃尔卡波遗址，是一个由六座房屋组成的聚落，个别房屋存在定期重建的现象，其房屋结构存在特定的建筑特征，房屋呈圆形，房屋直径为6.5至10米，具有1个细长的支柱和8个更大的支柱。
现如今，考古学家归纳了加勒比地区的建筑模式。该地区的古代房屋多呈圆形或椭圆形，使用小支柱与大支柱混合搭建，并拥有深层地基，所用材料为轻质材料，如当地的热带硬木、编织的藤蔓等。房屋的占地面积在20—30平方米范围内，屋顶可能是高坡形式。房屋的墙壁立面可能存在加强，入口两侧的大柱子占房屋周边的三分之一，地板可能由砾石或石灰岩材质铺制。房屋的地基常见于基岩上，说明加勒比地区倾向于选择基岩来保护房屋地基，如在基岩中修建柱洞（图8）。遗址中可以见到，房屋的许多结构都经历过重修或更换部件。
图8 瓜德罗普岛（法）的古尔德岛（左）和多米尼加共和国的埃尔卡波岛（右）的基岩中有6个孔洞，存在一定的规律性(图源：Samson, et al. 2015; Fig. 6)
加勒比地区古代建筑主要由稳固安全的地基、支柱以及轻质材料组成，说明这些房屋在风暴中的生存度和灾后重建速度都具有良好表现。加勒比古代房屋具有一定的灵活性，相同的部件可能被多次重复使用，以多次替换的方式应用在同一所房屋中，房屋的拆卸、回收、重复利用较容易，形成了一套有效的回收系统，同时，也会增加房屋的使用寿命，在抵挡灾害和灾后重建时起到重要作用。
图9 房屋生命周期内的修理和重构：(1)挖掘地基；（2）建造；（3）居住和修复；（4）部件的废弃和重复使用；（5）迁徙仪式；（6）重新开始（图源：Samson, et al. 2015; Fig. 7）。
通过实验考古的研究方法，能够重现这种古老的建筑技术，并对防灾效果和灾后重建效果进行检验。圣文森特是东加勒比海向风群岛的一个岛屿，在2009年和2010年，来自莱顿大学的团队发掘了一座16世纪的村庄，研究人员结合17世纪传教士和旅行者对当地房屋结构的记录和描述，与当地专家和来自圣文森特及附近岛屿的土著后代进行讨论，设计了关于木材类型、房屋搭建方式和屋顶材料选择的实验，并共同开展了房屋的重构实验（图10）。不久之后，当地的圣文森特人又建造了另外四座房屋（图11）。2016年9月，这些房屋成功抵御了经过该岛的热带风暴的洗礼。这些房屋的建筑结构灵活，必要时可以轻松更换和维修。
图10 莱顿大学在圣文森特重构的房屋（图源：NEXUS1492）
图13 研究团队与来自格雷格斯的加里福纳地区的成员在圣文森特的阿格尔考古遗址上建造了一座土著房屋（图源：Menno Hoogland.）
在过去，欧洲殖民者认为加勒比地区的原始建筑技术不切实际，然而考古学家指出建筑结构所具备的灵活性在防灾和灾后重建方面表现突出，而通过实验考古的方式，使得原本停留在文本上的建筑技术得到了实际的验证，证实了加勒比地区的建筑结构具备的优势。同时，实验考古结果已经很好地运用于国际援助组织在加勒比地区的房屋营建，在不可预测的气候情况下，为人们提供尽可能多的房屋数量和较为持久的庇护。
实验考古，作为跨越“静态”遗址与“动态”过程之间的桥梁，将考古学知识以一种更为具象化的状态，呈现在学者与公众面前，也是考古学家与公众之间深化交流的重要纽带。将实验考古的研究范式，运用于现代社会面临的难题上，具有古为今用的现实价值。
