近日，由北京市文物局、北京市房山區人民政府、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所主辦的2018年“文化自然遺產日”北京市主會場活動于周口店遺址舉行。觀眾可以親自走進猿人洞，看看猿人留下的灰燼和土層，也可以通過數字投放看到猿人洞的滄海桑田之變換等。除此之外， 2018年“文化和自然遺產日”北京市的系列主題活動在周口店遺址博物館、慈悲庵、中國古動物博物館、頤和園等多地同期舉行。在系列活動中，觀眾既可以體驗鉆木取火、遠古狩獵、考古挖掘等趣味項目，還可以看到皇家祭祀表演、明朝服飾表演等精彩演出。在此次系列活動中，“新技術護航文化遺產未來”成為新的主題，而在如今，新技術又是如何護航文化遺產的呢？

遺址披上“新衣”

周口店遺址猿人洞，原是一個天然石灰巖溶洞。從大約五六十萬年前起，“北京人”在這里斷斷續續生活到約20萬年前，“北京人”的遺骨、遺物、遺跡和洞頂塌的石塊和洞外流入的泥沙等，在洞內一層又一層充填起來，形成巨厚的堆積層。“不要看它只是一些簡單的石頭、骨頭，它是一部教科書，是一部歷史書。 ”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員高星說。

然而長期以來，周口店遺址處于露天狀態——風吹日曬、雨水沖刷、冰雪侵襲、植被根系生長、動物活動等各種自然力的破壞導致部分山體塌陷，遺址的巖壁迅速剝蝕，導致“北京人”的老房子險象環生。但該如何對其進行有效保護而又不影響其所處環境，成為了一大難題。

2012年，在歷經3年的專家論證之后，周口店遺址管理處與清華大學建筑設計研究院合作的猿人洞遺址保護方案最終被聯合國教科文組織和國家文物局批準。這是一座前所未有的史前遺址保護方案——采用大跨度的弧形殼體鋼結構橫跨猿人洞遺址之上，對整個遺址進行全方位覆蓋。這樣的設計既要實現對遺址的全面保護，又絕不能喧賓奪主，為實現這一目的，設計師進行了精密的計算，通過等高線還原出山體原貌，設計出和四周連綿起伏的山巒一致的建筑輪廓曲線。保護罩的設計亦是別出心裁，設計師根據現場的地質和氣候數據，進行了大量數據模擬分析和計算將遺址的保護罩化整為零，將保護罩劃分為825個葉片，進行相互搭建，并且葉片之間留有一定的空隙，既防止雨水進入，又讓空氣自然流通，保證了猿人洞內外溫度、濕度相對一致。

825個葉片，每個葉片角度都不相同，為了保證施工時的精確性，設計師給每個葉片都編了號碼。在搭建時，每個點都需要通過xyz三個坐標進行精確的空間定位，最后再對鋼結構進行拼裝，這對于現場施工是極大的挑戰。正如周口店北京人遺址管理處主任董翠平所說：“在一個遺址上加蓋保護棚，在世界上是為數不多的，其難度比在平地上做一個類似的保護棚要難得多。 ”

在世界文化遺產上大興土木，如同在刀尖上跳舞，稍不留神可能就會造成無法估量的損失。在進行多次論證之后，遺址管理處決定對整個施工的重要參數進行實時監測，為此他們專門設計了一套特殊的工程檢測預警系統，實現了邊施工邊檢測。最終，施工方利用特殊的支架體系作為支撐，通過兩臺重型吊車對異形鋼結構同時進行吊裝及空中焊接，成功將由28根橫向及15根縱向的鋼梁組成的巨大的保護棚罩固定，高低錯落地覆蓋在整個猿人洞的上方。

經過7年論證， 3年施工，這個具有重要歷史價值和極高科學地位的猿人洞終于披上了“新衣” ，得到了保護。

“慧眼”看透古跡“心臟”

除了猿人洞遺址的保護，在建城3000多年、建都800多年、擁有世界文化遺產7處，文物遺存3000余處的北京，科技早已悄然進入到文化遺產保護中。

北宋李誡有言：“凡構屋之制，皆以材為祖。 ”在中國傳統古建筑中，木結構的使用隨處可見，早在唐朝就已形成一套嚴整的木結構建筑制作方法。但是，木材在具有良好抗震性能的同時，亦存在容易受溫度、濕度以及蟲害的影響而產生腐爛、蟲蛀等問題。如何準確檢測、評價古建筑木結構和木構件的安全性能就成為保護古建筑必須要面對的問題，也是保護古建筑“長命百歲”的先決條件。

“在現在的古建筑保護中，有一種新型科學儀器——微鉆阻力儀，靠著它，我們就像長了一雙透視眼——可以‘看透’木心。 ”北京市古代建筑研究所科技保護研究室主任、副研究館員張濤介紹，微鉆阻力儀像一個長方形的鐵盒子，里面裝有一個45厘米長、直徑只有1 . 5毫米的細長鉆頭，用它打進木頭心，只在木頭表面留下一個看不見的小孔，對古建筑的損傷極低。通過連接在鉆頭后面的傳感器，可以顯示出木頭內部的情況。“儀器吐出的紙帶上的曲線就像心電圖的曲線，隨著微型鉆頭不斷鉆進，曲線會出現高低不平的變化。當曲線突然從一個高峰跌落，經過一段低谷之后又開始上升，根據經驗，我們就能判斷這根木頭出現了空心，連空心的大小都一目了然。 ”張濤說，一般在一根木頭上打下2到3個孔，就能確定空心有多長，是整根木頭都空了，還是空了幾分之一或一半，之后就可以確定醫治方案了：空心小的，可以想法修補，空心厲害的，就要及時換掉。

把新技術應用到古建筑修繕修復過程中，快速準確判定木構件的糟朽程度及病害類型，為修繕設計提供依據，為建立古建筑健康檔案提供基礎數據，推動前期木構件無損檢測已成為科學系統保護木構件古建筑的基本前提和必備環節。

古跡中除了木材，石材也占有相當大的比例，如明十三陵石刻文物、神道石像生、頤和園耶律楚材墓、長城等，這些石材古跡亦會在大自然的風吹雨打中受到損傷。就長城而言，城墻看起來很厚，實際上是磚、石砌的外皮，里面都是夯土或者碎石。幾百年風霜雨雪的滲透，長城城墻也會出現空心塌陷的毛病。對付城墻，不能用打孔鉆探的方法，怎么辦？

激光掃描技術在這里就能應用得上了——通過激光掃描測量的方法，大面積、大量采集空間點位信息，并建立三維影像模型。在激光的“慧眼”下，專家們可以看到石材古跡內部的情況，有問題的地方可以提前預警，需要維修時也能有的放矢。

而這些還只是科技文物保護中很小一部分。近年來，在文化遺產保護中的納米技術與文物加固、顏色科學與文物虛擬修復、傳感技術與文物預防性保護、文物信息數字化研究與應用、巖土工程技術與文物穩定性加固、地球物理探測與考古研究等方面均有大量新型科學技術得到應用，這足以讓我們相信今后會有更多更好的技術為祖國文化遺產保駕護航。