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20年來,天津大學(xué)教授張玉坤和團(tuán)隊(duì),一直致力于挖掘長(zhǎng)城的更多故事——

“長(zhǎng)城從來就不只是一堵墻”

發(fā)布時(shí)間:2023-03-21 作者:本報(bào)記者 梁丹 來源:中國(guó)教育報(bào)

提起長(zhǎng)城,你會(huì)想到什么?

是“大漠孤煙直,長(zhǎng)河落日?qǐng)A”的雄壯,還是“萬里長(zhǎng)城今猶在,不見當(dāng)年秦始皇”的懷古?

無論哪一種回答,作為意象的長(zhǎng)城,本身的面貌卻似乎總是遙遠(yuǎn)、陌生和模糊。

面對(duì)一個(gè)已經(jīng)不再“活著”的長(zhǎng)城,我們難以想象它具體是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的,不知道它的全貌,更不了解它是如何實(shí)現(xiàn)信息傳遞、墻內(nèi)外互聯(lián)互通的。

20年來,天津大學(xué)建筑學(xué)院教授張玉坤和團(tuán)隊(duì),一直致力于挖掘長(zhǎng)城的更多故事,越是投入,他們?cè)绞前l(fā)現(xiàn),“長(zhǎng)城就像被一張巨幕包裹著,每撥開一點(diǎn)兒,都有令人驚喜的東西呈現(xiàn)出來”。

200萬張分辨率接近厘米的高清圖像、30TB以上的總數(shù)據(jù)量、達(dá)兩萬千米的無人機(jī)總飛行里程……這些年來,他們構(gòu)筑起了明長(zhǎng)城防御體系數(shù)據(jù)庫和三維數(shù)據(jù)庫。在這個(gè)“數(shù)字長(zhǎng)城”里,明長(zhǎng)城的一階一磚歷歷在目,周圍的山體、環(huán)境清晰可見;通過團(tuán)隊(duì)30余位碩博學(xué)生的接力,他們一點(diǎn)一點(diǎn)“摸清”了長(zhǎng)城這個(gè)龐大軍事防御系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)則,修正了長(zhǎng)期以來對(duì)長(zhǎng)城的一些誤解。

作為非活態(tài)最嚴(yán)重的建筑遺址,今天的長(zhǎng)城,沉寂默立。從時(shí)間和空間里打撈、復(fù)原,張玉坤和團(tuán)隊(duì)“讓長(zhǎng)城自己講述更多故事”。

    長(zhǎng)城保護(hù):真實(shí)性和完整性是兩大原則

哪一段長(zhǎng)城最陡峭?

為了吸引關(guān)注和游客,不少長(zhǎng)城都曾打出“最陡”“最險(xiǎn)峻”的宣傳招牌。但實(shí)際上,在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,因?yàn)槿狈θ€的數(shù)據(jù)對(duì)比,這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問題遲遲沒有定論。 

2016年,張玉坤和團(tuán)隊(duì)回答了這個(gè)問題。借助攝影測(cè)量生成出的長(zhǎng)城及兩側(cè)地形的三維模型,他們確定出位于北京市懷柔區(qū)的長(zhǎng)城段落最為陡峭,其中有30米長(zhǎng)的墻體坡度達(dá)到了64度,最陡峭的一段達(dá)到了72度。

“作為民族敘事史詩的重要主角,我們對(duì)長(zhǎng)城的感知卻一直是遙遠(yuǎn)、模糊和扁平的?!睆堄窭ふf。

研究長(zhǎng)城這些年,張玉坤和團(tuán)隊(duì)揭開了長(zhǎng)城的不少秘密,用數(shù)據(jù)揭示了長(zhǎng)城上“最密集的敵樓區(qū)段”、平均高度或者坡度,發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)城不只是單調(diào)的“長(zhǎng)城灰”而是一條“五彩長(zhǎng)城”……

長(zhǎng)城保護(hù)的家底如何?由于體量過大,這個(gè)問題一直是個(gè)謎。2007年,國(guó)家文物局與國(guó)家測(cè)繪局合作開展了明長(zhǎng)城資源調(diào)查,并在2009年首次公布了明長(zhǎng)城總長(zhǎng)度等調(diào)查數(shù)據(jù)。這項(xiàng)基于各省級(jí)文物部門專業(yè)力量的調(diào)查,主要是以二維數(shù)據(jù)勾勒出了長(zhǎng)城的輪廓,但是明長(zhǎng)城的平均

高度、坡度是多少?全線的連續(xù)圖像是怎樣的?可動(dòng)態(tài)對(duì)比的保存情況如何?很多更進(jìn)一步的問題依然沒有答案,而“長(zhǎng)城無秘密”的普遍認(rèn)知,也極大影響了長(zhǎng)城對(duì)公眾的吸引力。

“基礎(chǔ)工作做不好,會(huì)影響我們未來對(duì)長(zhǎng)城的整體保護(hù)?!?009年,張玉坤和團(tuán)隊(duì)把目光聚焦于長(zhǎng)城建筑遺產(chǎn)保護(hù)與信息技術(shù)應(yīng)用,從此開始了漫長(zhǎng)的丈量和測(cè)繪工作。2021年年底,他們完成了“明長(zhǎng)城防御體系空間數(shù)據(jù)庫”和“明長(zhǎng)城全線圖像與三維數(shù)據(jù)庫”的基本建設(shè)。至此,明長(zhǎng)城全線1000多個(gè)城池、2000多個(gè)驛傳和2000多座烽燧,長(zhǎng)城墻體上的每個(gè)關(guān)隘、敵樓、敵臺(tái),甚至每塊磚石,都有了全面、清晰的數(shù)字記錄。

作為匯聚團(tuán)隊(duì)20年研究重要發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)集,防御體系空間數(shù)據(jù)庫不僅包括長(zhǎng)城本體,還有邊鎮(zhèn)城池、邊貿(mào)市口等此前研究中容易被忽視的要素,而后者正是團(tuán)隊(duì)研究的緣起。

作為“中國(guó)民居建筑大師”,張玉坤的重點(diǎn)研究對(duì)象是民居、聚落。2003年,在研究北方軍事堡寨中,張玉坤和團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),不少看似隨意散落分布、彼此獨(dú)立的堡子,其實(shí)都從屬于一個(gè)更龐大的軍事防御體系——長(zhǎng)城。“我們把這些堡子看作一顆顆珠子,串起他們的正是長(zhǎng)城?!睆堄窭ふf。從城到墻,隨著研究的推進(jìn),長(zhǎng)城這個(gè)“巨系統(tǒng)”自然而然地落入了他們的視野。

“長(zhǎng)城從來就不只是一堵墻?!边@是張玉坤常掛在嘴邊的一句話。今天的長(zhǎng)城不再有人駐守,也徹底卸下了職責(zé)和使命。如何想象和還原這個(gè)巨大系統(tǒng)運(yùn)作的模樣,通過對(duì)長(zhǎng)城的數(shù)字再現(xiàn),張玉坤和團(tuán)隊(duì)讓長(zhǎng)城自己講述出了更多故事。

自古以來,“烽火戲諸侯”都是人盡皆知的歷史故事。但很少有人知道,明長(zhǎng)城上高聳的“烽火臺(tái)”其實(shí)多用于瞭望和防守。根據(jù)團(tuán)隊(duì)航拍的圖像數(shù)據(jù),對(duì)照明代古籍、輿圖,明代烽火臺(tái)上多建有樓櫓(房屋),是士兵休憩和儲(chǔ)存火器糧食的地方。真正的明代烽火其實(shí)是在臺(tái)下散落排列、更低矮的“附燧”“火池”等烽煙燃放點(diǎn)中點(diǎn)燃的。

長(zhǎng)期以來,長(zhǎng)城被認(rèn)為是單純的“阻隔”。通過大量實(shí)地調(diào)研和文獻(xiàn)查證,張玉坤和團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)并考察了長(zhǎng)城沿線的大量邊市貿(mào)易口和暗門。作為長(zhǎng)城上朝向關(guān)外的隱蔽門洞,暗門不僅是明軍探子通行關(guān)內(nèi)關(guān)外的重要通道,也常是明王朝和塞外政權(quán)外交、交流的便通渠道。

“長(zhǎng)城與其說是人為的天塹,不如說是一個(gè)巨大的‘秩序帶’?!痹趶堄窭ぱ壑校L(zhǎng)城與其說封閉包裹,不如說是通過“拒止”功能為整個(gè)北方建立了生活、交往的秩序。

真實(shí)性和完整性是遺產(chǎn)保護(hù)的兩大原則。走在今天的長(zhǎng)城上,高聳的烽火臺(tái)被圍起來修繕保護(hù),但同為一體的“附燧”“暗門”等組成部分,卻沒受到足夠的重視。

“如果對(duì)長(zhǎng)城的研究不全面、不完整,會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)城的保護(hù)傳承工作的局限性和片面性,直接影響對(duì)長(zhǎng)城的價(jià)值認(rèn)知及其文化影響力的發(fā)揮?!睆堄窭ふf,希望通過團(tuán)隊(duì)的研究,不僅為長(zhǎng)城保護(hù)和監(jiān)測(cè)提供助力,更能呈現(xiàn)出長(zhǎng)城真實(shí)、完整的歷史價(jià)值和文化內(nèi)涵,增強(qiáng)長(zhǎng)城遺產(chǎn)的文化闡釋力和吸引力。

    長(zhǎng)城研究:一個(gè)富有生機(jī)的交叉學(xué)科領(lǐng)域

2003年,團(tuán)隊(duì)成員、天津大學(xué)建筑學(xué)院研究員李哲還是張玉坤的碩士研究生。第一次做長(zhǎng)城數(shù)據(jù)測(cè)繪時(shí),他“全靠著一雙腿”。跑了一圈后,看著蜿蜒起伏、走向不定的墻體,李哲和團(tuán)隊(duì)知道,“只憑借人力完成全線測(cè)量是不可能的”。

明長(zhǎng)城全線長(zhǎng)度超過8000公里,不少段落依仗天險(xiǎn)修建,如何在這樣大的空間尺度和地形難度上完成勘測(cè)描繪?他們選擇了一條跨學(xué)科的解決路徑——無人機(jī)低空遙感測(cè)繪。

在當(dāng)時(shí),國(guó)內(nèi)無人機(jī)市場(chǎng)還處在萌芽階段,沒有成熟的無人機(jī)產(chǎn)品可以直接使用。為了拍攝高精細(xì)度的畫面,需要研發(fā)更高級(jí)別的無人機(jī),并搭載上能穿透林木的激光掃描設(shè)備。如何自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)拍攝目標(biāo)?如何設(shè)計(jì)野外作業(yè)方案,高效率地測(cè)繪蜿蜒呈曲線的長(zhǎng)城?有一段時(shí)間,李哲泡在制造廠商處,“提需求,一起想辦法”。讀博士期間,為了解決無人機(jī)航拍航測(cè)難題,李哲干脆轉(zhuǎn)變了研究方向,專注研究建筑遺產(chǎn)的低空遙感測(cè)繪問題。

跨出這一步并不容易。傳統(tǒng)建筑學(xué)以單體建筑研究為主,量尺、卷尺是常見的測(cè)量工具,而無人機(jī)低空遙感測(cè)繪的基礎(chǔ)知識(shí)則是地理信息學(xué)。

“你要去理解其他學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí),這個(gè)擴(kuò)展的開始是痛苦的。”離開了自己“狹小的舒適圈”,李哲還記得最開始自己一邊對(duì)照著英文翻譯,一邊摸索著使用攝影測(cè)量軟件,“把年輕人拋到這樣的環(huán)境里,很能激發(fā)出自己的小宇宙。”李哲“聰明”了,帶著自己測(cè)繪的作品在會(huì)議活動(dòng)上、校園里“攔”住前輩專家請(qǐng)教,“他們的一句話、一個(gè)點(diǎn)撥、一個(gè)軟件推薦就能幫你破掉困擾很久的瓶頸”。

這些年來,李哲帶領(lǐng)的無人機(jī)航拍團(tuán)隊(duì)在業(yè)內(nèi)享有知名度,先后參與了航拍清東陵、海龍屯、左江巖畫等遺產(chǎn)測(cè)量與保護(hù)項(xiàng)目。而隨著無人機(jī)航拍航測(cè)技術(shù)的不斷成熟,當(dāng)初他踏入的“小眾”方向已經(jīng)成為一個(gè)富有生機(jī)的交叉學(xué)科領(lǐng)域。

其實(shí),不僅是測(cè)繪,長(zhǎng)城研究本身就是綜合性極強(qiáng)的跨學(xué)科領(lǐng)域。長(zhǎng)城的設(shè)計(jì)與修建,通常是一個(gè)時(shí)期內(nèi)社會(huì)科技發(fā)展水平、政治治理能力等多方面的集中展示,因此,研究長(zhǎng)城也常常需要借助歷史學(xué)、地理學(xué)、軍事學(xué)等多學(xué)科知識(shí)。

“長(zhǎng)城體量龐大,涉及面多,單一學(xué)科是做不了長(zhǎng)城研究的,一定要借助跨學(xué)科?!睆堄窭ふf。

從城市規(guī)劃專業(yè)轉(zhuǎn)入長(zhǎng)城研究后,博一學(xué)生姚旺發(fā)現(xiàn),自己遇到的第一個(gè)難題竟是來自閱讀。

“我研究明長(zhǎng)城在山西和陜西段的驛傳系統(tǒng),需要了解古代文獻(xiàn)里對(duì)驛站、急遞鋪的記載,還原消息是怎么從長(zhǎng)城向墻內(nèi)、兩側(cè)傳遞的?!迸跗鸬胤街荆ν行┍罎?,“古文閱讀和理解對(duì)我是一道坎兒?!?/P>

團(tuán)隊(duì)的支持幫助她快速完成了過渡。建筑學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)、考古學(xué),在這個(gè)團(tuán)隊(duì)里,“我們非常多元又很有凝聚力”。

在團(tuán)隊(duì)成員、天津大學(xué)建筑學(xué)院副教授李嚴(yán)看來,能夠集結(jié)起跨學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì),正是高校團(tuán)隊(duì)的一大優(yōu)勢(shì)。

由于門洞矮小、位置隱秘,并且常常被灌木遮掩,長(zhǎng)城上的暗門并不容易被發(fā)現(xiàn)。2007年進(jìn)行的長(zhǎng)城資源調(diào)查,也只在明長(zhǎng)城數(shù)據(jù)庫中標(biāo)記了3處暗門。

在海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過人工智能分類檢索,李哲帶領(lǐng)博士生張夢(mèng)迪等發(fā)現(xiàn)了130多處暗門,并且還按照彼此之間的區(qū)別聯(lián)系,為這些暗門畫出了清晰的“家族樹”。

化學(xué)學(xué)科背景的學(xué)生結(jié)合專業(yè)知識(shí)研究長(zhǎng)城,基于全線不同區(qū)域地質(zhì)分析得來的“五彩長(zhǎng)城”現(xiàn)身了;考古專業(yè)學(xué)生的加入,為明長(zhǎng)城研究相關(guān)文物梳理、史籍考辨工作提供了歷史學(xué)科的視角、方法……

“跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)的形成,是因?yàn)殚L(zhǎng)城研究開展的必然。而這種跨學(xué)科的合作,一定會(huì)帶來更多創(chuàng)新的誕生。”李嚴(yán)說。

    長(zhǎng)城探秘:一場(chǎng)穿越兩千年的對(duì)話

進(jìn)入團(tuán)隊(duì)前,研究生李明帥沒料想到研究對(duì)象是體量如此巨大的長(zhǎng)城。

傳統(tǒng)上看,長(zhǎng)城并不是建筑學(xué)的典型研究對(duì)象,盡管每個(gè)建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生都會(huì)在課堂上了解長(zhǎng)城?!拔覀儠?huì)學(xué)官式建筑,像皇家宮殿、園林、陵墓,佛教、道教等宗教建筑和民居,但唯獨(dú)長(zhǎng)城好像沒什么好說的,一語帶過?!崩蠲鲙浾f。

作為大型建筑遺址,長(zhǎng)城超尺度的時(shí)空跨度,對(duì)研究者提出考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。而相較于園林、民居等建筑對(duì)象,長(zhǎng)城又似乎“簡(jiǎn)單,缺乏吸引力”。

在張玉坤和團(tuán)隊(duì)開始這項(xiàng)浩大而漫長(zhǎng)的研究前,質(zhì)疑聲也曾圍繞他們?!伴L(zhǎng)城尺度太大難以把握,不是長(zhǎng)城而是建筑學(xué)科自身的局限?!睆堄窭と绱嘶貞?yīng),“全世界都知道,長(zhǎng)城是一個(gè)偉大的建筑,那建筑學(xué)為什么不去研究?我們覺得長(zhǎng)城應(yīng)該是建筑學(xué)研究的內(nèi)容。”

相較于其他學(xué)科,建筑學(xué)科在長(zhǎng)城研究上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),注重實(shí)地勘探、測(cè)繪的研究方法,能幫助驗(yàn)證、拓展歷史等學(xué)科對(duì)長(zhǎng)城的研究。而長(zhǎng)城研究也促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)對(duì)建筑學(xué)科的理解和把握。

“傳統(tǒng)的建筑學(xué)更注重單體建筑研究,長(zhǎng)城研究則要求研究者更自覺地從大尺度上看待建筑問題和建筑遺產(chǎn)保護(hù)?!痹趶堄窭た磥?,學(xué)習(xí)研究和掌控這樣大體量的建筑遺產(chǎn),能夠幫助學(xué)生拓展出更開闊的研究視野。

如何在同一流域、區(qū)域等大地理范圍內(nèi),尋找建筑的相似性,確定研究主題?姚旺說,在此之前,自己在理解涉及大尺度建筑研究的論文上有很大困難,“有了更宏觀的視角后,我現(xiàn)在能更好地理解這些研究是以什么為核心開展的,能更清楚地看清一些問題”。

“問題的關(guān)鍵不是長(zhǎng)城是否屬于建筑學(xué),而是建筑學(xué)能不能有胸懷把長(zhǎng)城納入進(jìn)來?!睆堄窭ふf。

兩萬千米的無人機(jī)飛行距離,近五十篇的長(zhǎng)城研究論文和專著,長(zhǎng)城全線的三維數(shù)字化呈現(xiàn)……20年來,團(tuán)隊(duì)依靠核心成員和一批批學(xué)生的接力,一點(diǎn)一點(diǎn)“摸”清楚了長(zhǎng)城這個(gè)巨系統(tǒng),完成了這項(xiàng)浩大的“拼圖”事業(yè)。

以明長(zhǎng)城軍事防御聚落子研究主題為例,李嚴(yán)在2004年完成了以榆林地區(qū)明長(zhǎng)城軍事堡寨為主題的碩士論文后,繼續(xù)把明長(zhǎng)城整體性研究作為博士論文主題,為團(tuán)隊(duì)研究提供了重要框架。目前,有近10位碩博研究生按照明朝“九邊”重鎮(zhèn)(鎮(zhèn):明朝軍事防御區(qū)劃單位)布局圖,分鎮(zhèn)完成了明長(zhǎng)城九鎮(zhèn)具體的軍事防御系統(tǒng)研究。

這些年來,張玉坤團(tuán)隊(duì)有34位碩博研究生以長(zhǎng)城研究為碩士或博士畢業(yè)論文選題,涉及明長(zhǎng)城“九邊”重鎮(zhèn)軍事防御系統(tǒng)、明長(zhǎng)城重要關(guān)隘、長(zhǎng)城驛傳系統(tǒng)等內(nèi)容。團(tuán)隊(duì)還承擔(dān)了明長(zhǎng)城整體性研究與保護(hù)規(guī)劃示范“十二五”科技支撐計(jì)劃、明長(zhǎng)城防御體系空間分布研究等10項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。依托項(xiàng)目研究,團(tuán)隊(duì)為長(zhǎng)城保護(hù)培養(yǎng)了一批中堅(jiān)力量。

“長(zhǎng)城變成一個(gè)健身場(chǎng)所,大家都去爬,但是又說不出這里的故事?!痹诶钫芸磥?,這是當(dāng)下長(zhǎng)城保護(hù)的一大困境。

“說實(shí)話,最開始我對(duì)長(zhǎng)城研究沒有特別感興趣?!币ν募亦l(xiāng)是千年古城壽縣,在進(jìn)入團(tuán)隊(duì)前,她更對(duì)“有人的聚落”感興趣。

這些年,姚旺跟著團(tuán)隊(duì)一起見證了取材于各地的建材,在歷經(jīng)百年后,仍然支撐長(zhǎng)城雄立;體驗(yàn)了古人對(duì)每個(gè)長(zhǎng)城關(guān)隘的選址“和計(jì)算機(jī)模擬數(shù)據(jù)跑出來的結(jié)果一模一樣”的震驚,“長(zhǎng)城已經(jīng)成為我很熱愛的方向”。

2022年暑假,在甘肅金塔縣漢長(zhǎng)城古城,站在建于漢代的古老城墻下,望著城外寧靜的湖泊和戈壁,姚旺說自己“仿佛穿越到了兩千多年前,被前輩的智慧所折服?!毕乱徊?,漢代長(zhǎng)城的全線梳理和研究,將是張玉坤和團(tuán)隊(duì)研究的重點(diǎn)。

    “長(zhǎng)城是我們民族一部壯闊的史詩,我們做的工作,就是抽絲剝繭地去挖掘、還原長(zhǎng)城的真實(shí)樣貌?!睆堄窭ふf,這件工作就像修補(bǔ)一件衣衫,“把遺珠遍野、殘缺不全的長(zhǎng)城‘補(bǔ)’全了,讓大家對(duì)長(zhǎng)城有個(gè)更全面完整的認(rèn)識(shí)。”

《中國(guó)教育報(bào)》2023年03月21日第4版 

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