保存过去:定位和保护历史遗迹

今年6月，房屋建筑商在拉特兰的一个花园中发现了一具戴着镣铐的男性骨架，这表明了一段可怕的历史——1700年前罗马时期英国奴隶制的罕见证据(莱斯特郡警方进行的放射性碳年代测定显示，遗骸的年代为公元226年至427年)。他的脚被铁脚镣绑着，尸体似乎被扔进了沟里。

当建筑商挖掘时，过去就会冒出来——在新高速铁路HS2上工作的数百名考古学家对此再熟悉不过了。考古部门得到了公路和铁路建设者的资金支持，他们有义务调查他们所建造土地的历史。

随着HS2的推进，死亡人数也在增加:2018年，为了给建设让路，数万具尸体从伦敦尤斯顿车站旁边的墓地被挖出。2019年，伯明翰HS2火车站的一块19世纪墓地被挖掘出来，尸体被重新埋葬，但在此之前，考古学家们可以检查与他们一起埋葬的骨架和人工制品。

现在，考古学家正在挖掘白金汉郡一座失去的教堂里埋葬了几个世纪的约3000人的遗骸，然后才能进行新的连接工作。虽然这座建于诺曼时代的教堂杂草丛生，几乎被人遗忘，但考古学家已经从历史文献中知道了它的存在。然而，他们不明白为什么它建在离已知住所这么远的地方，直到挖掘发现它可能曾经是一个私人教堂。

大型基础设施专家Fusion JV的首席考古学家杰伊·卡弗(Jay Carver)说，化学只是用来揭示地下秘密的一种工具，它对揭示尸体很有用。他正在调查HS2的中间部分，它穿过几个世纪以来由牛和机器耕种的农村农田，这种活动已经破坏了地表下的大部分土地。即便如此，令人惊讶的事情正在出现。到目前为止，在他研究过的大约70个重要遗址中，“至少有一半是全新的”，他说，“其中一些是巨大的。在切沃德的一处遗址——现在是一个小村庄——我们发现了一个主要的罗马定居点，有大量人口的证据，数以千计的发现。这是一个完全不为人知的罗马时代的集镇。”

卡弗的第一步是查看文献数据库，然后使用非侵入性工具，最后进行实地调查。

他说:“人类遗骸总是讲述一个人的生与死的亲密故事——它们是我们工作的重要组成部分。”“我们发现了一个不幸的(铁器时代的)灵魂，显然被丢弃在一条沟里，双手被绑在背后。我们发现了被斩首的尸体，这是罗马时代在这里常见的惩罚。”

利用x射线荧光技术(一种计算材料元素组成的技术)，一种手持设备可以测量土壤中化学元素的水平。“钾和钙是人类定居的一个强有力的指标，而铅或铜的大读数可能表明加工活动，”卡弗说。“钙本身的大量读数可能会揭示出身体状况。”

尽管考古学家给人的印象是满头大灰尘的铲子手，但他们多年来一直在使用复杂的高科技勘探工具——从遥感技术到档案和当代航空和卫星图像，再到一系列地球物理工具，这些工具无需借助镐就能探测到地下的异常现象。

这些技术包括探地雷达，它利用高频无线电波“看”透道路和混凝土，从被埋物体反射回来，产生地下的3D图像。最近在庞贝城，这种方法被用来帮助发现新的挖掘区域。有了这些见解，考古学家就可以避免在探索时破坏不同的历史层次。

可以记录磁场细微变化的磁力计也被广泛使用。长期埋藏的特征，如窑和炉，与周围的地球有略微不同的磁性。

然而，正是激光雷达(光探测和测距技术)——或机载激光扫描——帮助揭示了古代遗址的数字宝藏。通常情况下，无人机或飞机在恒定的高度飞行，装备有激光，向地面发射光脉冲，接收器测量光脉冲反射回来的时间。这是一个理想的工具来揭示历史建筑的基础，自然可能已经窒息。这些航测数据与3D照片相结合，构建该地区的3D地图。这些技术是大型基础设施项目的福音，因为这些项目在法律上有义务评估项目对环境的影响。

卡弗说，有了这种水平的知识和数据——团队已经知道圣玛丽教堂的存在和它的样子——不太可能有大惊喜。“我们不是从零开始。”

虽然通过航空照片绘制英国地图的重大项目正在进行中，但期望整个国家都被激光扫描是不现实的。卡弗说:“这将是一个很棒的想法，但没有人能为此买单。”

然而，节省时间的技术仍在不断涌现。航拍照片揭示了古老的景观，并呈现出在地面上看不到的图案——黄色的作物可能会显示出地表下埋藏的废墟或道路，那里的土壤更干燥。

与赫尔大学合作的约克郡空中考古与测绘的托尼·亨特说，从绿色植物中还可以发现更多的秘密。他在无人机上安装了定制的近红外摄像机，以测量从植物反射回来的光线，植物反射红外线，但吸收其他光线。

定制算法解释数据并过滤差异化的原因——往往会产生惊人的结果。“我们可以在12分钟内飞过50英亩，”他说。“我们发现了地球物理调查没有发现的细节。”最近，他的无人机在约克郡马尔顿一个公园下面的一个已知地点发现了一堵隐藏的罗马墙下的隐藏支撑结构。“这引起了不小的轰动，”他补充道。

保护和考古并非一直如此放任自流。巨石阵曾经用起重机和混凝土修复过。历史上一次与英国的发展发生惊人的冲突，是1989年，在建成四个多世纪后，为数不多的伊丽莎白时代剧院之一——玫瑰剧院——在伦敦被建筑商偶然发现。最终，多亏了一场声势浩大的公众运动，该遗址得以保存下来。

在20世纪70年代的都柏林，当局在清理土地进行开发时震惊地发现，伍德码头是欧洲最丰富、保存最完好的维京时代遗址之一。卡弗说:“那是一个预先调查的时代，考古发现是一个巨大的震惊。”“今天，多亏了(环境影响评估)，高价项目已经被确定。”

也就是说，新的发现还在继续。对北约克郡A1的研究表明，罗马人在那里定居的时间至少比我们之前认为的要早十年。今年早些时候，HS2考古学家惊讶地在伯明翰郊区发现了保存最完好的16世纪花园之一。英格兰高速公路花费15亿英镑更新剑桥郡的A14高速公路，发现了猛犸象的象牙;稀有的罗马硬币，以及英国最古老啤酒酿造的证据。随着备受争议的在威尔特郡巨石阵旁修建一条两英里长的隧道的计划的进展，一些考古学家热切地期待着挖掘会带来什么。

纽卡斯尔大学考古学家和电视节目主持人克洛伊·达克沃斯博士说，最终，提前了解重要的遗产更便宜。开发商分配时间进行调查，因此考古学家已经对HS2遗址进行了8年的调查。达克沃斯说:“我住在诺丁汉的那段时间，人们只是在华丽的中世纪街道上穿行。“这种情况再也不会发生了。”

开发商和考古学家之间的关系不像预期的那么紧张，她说:“开发商希望得到一个诚实的评估，即一件事情需要多长时间才能完成，他们不想要意想不到的结果。”

如今，四分之三(74%)的考古学家受雇于商业领域，开发商每年为考古学贡献2.18亿英镑。地方政府每年在考古上的花费高达1700万英镑，但对开发商来说，这仍然是一笔很小的开支——仅占总建筑支出的0.13%，而且正如达克沃斯指出的那样，这几乎不会导致项目失败。

尽管一些顶尖的考古学家将HS2视为一个巨大的机会——一条穿越全国的巨大沟渠——但也不乏同事批评这条铁路，指责它扰乱了古代景观，抹掉了历史。奇尔特恩斯的专家说，中世纪的沟渠和道路布局将被破坏。一旦历史发现被调查，它们就会被掩盖。卡弗说:“有些太脆弱了，无法保存。”“比如中世纪木材曾经矗立过的地面上的凹痕。”

一些人说，对这个职业以及业余爱好者和志愿者大军的挑战，将不是来自工业挖掘机，而是来自自动化。一些项目正在进行中，以探索机器是否能击败经验丰富的考古学家的经验丰富的眼睛。仔细研究图像和数据非常耗时。“使用目前的方法——评估数据库、地球物理调查、试验挖沟——(HS2)可能需要三年时间才能获得足够准确的地面情况，”获得资助的初创企业ArchAI的创始人艾瑞斯·克雷默博士说。

作为南安普顿大学的一名考古学家转行的计算机科学家，克雷默在阿伦岛花了数周的时间，用苏格兰历史环境组织的一个项目绘制的地图对整个岛屿进行激光扫描——这项调查使那里已知的考古遗址数量增加了一倍多。

克雷默开发了一种人工智能，可以发现古代埋藏遗址的蛛丝马迹。这比听起来难多了——背景决定一切——考古学家会知道从上面看到的圆圈是青铜时代圆屋的痕迹，还是当代牛饲料仓的痕迹。“要训练计算机做人眼能做的事情，需要进行大量的研究，”卡弗说。“为了评估这些是古代遗迹，还是战后拆除的一堆温室留下的东西。”

克雷默正忙于开发和使用来自英国的额外数据集，以使人工智能能够更好地区分和发现历史遗迹。她相信，她的技术将在早期规划阶段提供快速而准确的评估，节省数千小时的案头分析:“它将加快建设项目的速度，降低项目风险。”

这并不是一帆风顺的:“像这样的项目最大的瓶颈是训练数据。”她的技术的早期版本将弹坑标记为青铜时代的坟丘，尽管这已经被消除了。

当一个地点被认为值得调查时——就像白金汉郡那座破败的小教堂一样——建筑项目就有了灵活性。“考古学是课程的一部分，”考特说。

最近在计划中的HS2伯明翰站附近发现的19世纪铁路圆屋的命运悬而未决。它是卡姆登圆形剧场的双胞胎，现在是一个著名的音乐场所，它被认为是全国最古老的圆形剧场，铁路爱好者们对转盘和检票口的可见幸存细节感到兴奋。它是继续展出还是被后人收藏起来还有待决定。

对于HS2等极具争议的项目来说，这样的发现是一笔宣传财富。HS2和公路建设一起，带来了一大堆过去的宝藏。在调查之前，每个地点都必须通过进一步了解的门槛。亨特还是英国考古委员会约克郡分部的主席，他问道，这些钱花得值吗?

他说:“在没有学术必要性的情况下，我们真的有必要调查另一个铁器时代的农场吗?”“为什么不让开发商为考古捐款，让专家来决定该怎么处理呢?”我们可以更加挑剔。”