云冈1500年：从北魏到AI

    □ 蒯乐昊

    云冈石窟是北魏时期由皇家开凿的石窟群，是中国石窟艺术宝库中不可错过的瑰宝。

    《云冈：人和石窟的1500年》是关于云冈石窟与历代云冈人命运交织的非虚构作品，爬梳了云冈石窟的历史沿革，亦讲述了无数云冈人的故事：一举夺回学术主动权的中国云冈学奠基人宿白先生，勇敢开辟新赛道的云冈守护者、云冈研究院院长杭侃，用古建筑学思路还原石窟工程营造的新一代学者彭明浩，保护石窟的文物医生们，努力留下石窟今日样貌的数字化采集工作者们……

    这本书用一个个精彩纷呈的故事带领读者从北魏王朝走到AI时代，这是1500年的云冈。

    ■ 打破关系

    云冈研究院院长杭侃第一次来到云冈，是在1993年。当时，他还只是北京大学考古学系的一名硕士生，来云冈做实地调研，为写第20窟做准备。他师从宿白先生，当时宿先生正在为他们讲授中国美术史的专题，尤其指点他们要学习借鉴日本学者著书的体例。正是在这个过程中，杭侃对“打破关系”产生了浓厚的兴趣。

    所谓“打破关系”，是指在对遗址的考察中，发现晚期痕迹打破了早期的存留。比如体现在雕刻上，就有可能是后期的改动造成了图案对不上、图像变形、施工痕迹不合理等现象。寻找“打破关系”，有点像在遗址现场玩“找别扭”的游戏，每一处小毛病都可能是一个线头，会牵扯出后续的一系列追问。谁改的？什么时候改的？为什么要这样改？当时发生了什么？考古如破案，“打破关系”，便是真相穿越历史、传递给后世侦探的蛛丝马迹。在云冈，因为工程时间跨度长、政权沿革频繁、工匠队伍庞杂，变量众多，这种“打破关系”比比皆是，成为后世学者研究云冈石窟分期、工程营造及北魏政权的重要线索。

    云冈的第20窟是云冈唯一一处“露天窟”，前窟门早已坍塌。何时坍塌？因何坍塌？日本学者推测坍塌时间不晚于辽代，但具体时间仍不明朗。杭侃推测，第20窟应该在北魏的开凿过程中就发生了坍塌，并且发生过不止一次。坍塌之后，工匠们做过补救，将断掉的西立佛残片重新接榫起来，在窟前加接了木阁。

    带着他在云冈第20窟的新发现，杭侃开始着手写文章，第一稿洋洋洒洒，写了将近三万字。“当时拿给宿先生看，宿先生就叫我修改，前前后后改了好几稿，宿先生还是不让我过关。”

    宿先生指点杭侃说，你抛出一个观点，要防止别人跟你商榷，你的证据是什么？后手又是什么？有些问题，并非前人没有想过，如果没有新材料，或者论据不充分，宁可不要写进文章里。

    当时没有电脑，写文章得用蓝紫色的复写纸留备份，修改段落要靠剪刀糨糊来剪贴，三万字的稿子来来回回修改，过程极其烦琐。“改到最后我都犯嘀咕了，我只是想拿两个学分，我压根儿没想着要发表。”杭侃说，改稿子改到最抓狂的时候，他忍不住犯了小心眼儿，认为可能是自己的观点忤逆了导师，所以一直不得过关。

    修改依然没完没了，三万字的稿子改到后来只剩下七千来字。突然有一天，宿白先生给杭侃手写了一张条子，让他把稿子拿去《文物》杂志发表。到了1994年10月，这篇名为《云冈第20窟西壁坍塌的时间与昙曜五窟最初的布局设计》的文章在《文物》刊发了，在学界引起不小的反响。“从那之后，我就知道该怎么写文章，怎么做学问了。”

    “宿白先生确实是学问大家，他不介意学生跟他观点相左，只要你能自圆其说。这也成为后来我们北大考古文博学院的一个学术传统。我的学生彭明浩关于云冈营造的理论，就比我的理论又向前走了。考古是一门不断刷新认知的学问，学生拓展、超越老师的观点，甚至推翻老师的观点，我觉得这都很正常。”

    ■ 数字云冈

    2015年，云冈的数字化真正步入正轨。2016年，测绘学硕士李丽红来到云冈的数字化保护中心，恰好见证了云冈数字化从起步到发展壮大的过程：“石窟测绘是一个很特殊的测绘领域，精密度要求也大不一样，以前比如说我们做一个省的测绘，它的精度达到米级、厘米级就很高了，但是对于石窟测绘来说，测绘精度起码是毫米级的，甚至我们现在都是亚毫米级的。”

    云冈石窟的砂岩质地，易雕刻，也易残损风化，石质表面的砂岩颗粒几乎每时每刻都在风化掉落，保护和修复虽然能起到一定的延缓作用，但改变不了岩石本身的质地。“数字化的工作就是跟时间赛跑，可能我们做得稍迟一点，它表面的掉落和变化就会让我们多损失一部分内容。”

    这几乎是所有石窟寺文物工作者的共识，无论是在敦煌，还是在云冈，都能听到同样的说法：这些石窟终有一天会消失。但这并不影响敦煌人、云冈人，以及其他大大小小石窟寺的工作者们守护石窟的决心，这些文明遗存已历经千年劫难，穿越时间，依然带着它们动人心魄的美存续到今天，今天的人就要尽量留住它在今天的样子。

    莫高窟遗存以壁画为主，数字化采集工作大多是扫描处理平面二维的信息；而云冈石窟跟敦煌的情况不同，大量遗存都是高浮雕，结构立体、复杂，大大加剧了采集的技术难度。“云冈石窟的规模非常大，因此数据量也极为庞大。举例来说，光是一个第13窟，采集的资料照片就有130000张以上，差不多是17TB。”

    云冈石窟现存主要洞窟45座，此外还有209个附属石窟。

    “现在最大的技术‘痛点’，就是云冈中部这块，第5、6、7、8这几个窟，目前都还留着，没有做采集，这几个恰恰又是非常精彩的窟。尤其是第6窟，它窟内是一个中心塔柱，塔柱的每一个面上，都有两层帷幔，层层递进，进深特别深。但咱们采集过程中，出于对文物的保护，都严格要求‘非接触式采集’——不管你是搭作业平台也好，还是人工采集也好，全程都不能触碰到塔柱。你想，作业平台本身已经离塔柱有距离了，里面又很深，采集设备要伸进去很困难，帷幔上还有很多镂空的高浮雕，镂空部分可能只有几厘米的宽度，需要极小的设备才能胜任，市面上这么小的设备倒是有，但这种设备的精度达不到0.03毫米……”李丽红遗憾地说。在他们的设想中，可能要研发一个类似摇臂的、可以伸进去的采集设备，同时又要很小，比现有的手持设备还要小很多，近似手机尺寸，而且伸进去之后，能自行拐弯，甚至能360度旋转，并且依然要达到0.03毫米的精度，才能满足需求。

    这几个窟的复杂性，不仅仅在于采集过程中，也在于采集后的数据处理。还是以第6窟的中心塔柱为例，因为塔柱的遮挡，在采集窟壁四周一圈信息的时候，视觉遮挡会导致采集数据的断裂，局部的镂空高浮雕也会造成相似的问题。几个部分的数据最后如何拼接，才能天衣无缝地“斗”在一起，也是技术难题。

    云冈研究院为此专门请来测绘界泰斗级人物李德仁院士，展开现场调研。从2021年开始，云冈数字化中心与李德仁院士所在的武汉大学合作，对这几个难度超标的洞窟展开有针对性的采集方案研发。

    ■ AI赛道

    人工智能介入云冈石窟的考古学研究是云冈的一项新尝试。

    北大考古文博学院教授马世长，也是宿白先生的弟子、石窟寺研究专家。他曾经做过一项系统性苦功：统计敦煌莫高窟的造像比例。因为他意识到，每个时代都有自己的美学特征，比如说佛像身形比例、衣纹特征等，如果有统计数据，就可以归纳出规律，作为断代分期的参考。传统考古学人的统计方法是用尺子做测绘，做记录。统计完莫高窟的一个洞窟，马世长就意识到，这将是一项海量的工程，即使敦煌的数百个洞窟能全部统计完毕，拿到数以十万计的数据，他也无从下手。

    而这恰恰是大数据和AI最擅长的领域，数字化采集首先解了人力测绘统计之困，实现所有洞窟无死角的数据采集。拿到海量数据之后，人工智能就可以启动强大的算力来分析和归纳这些数据，合并同类项，对比差异项，寻找规律，形成观点。

    比如他们现在正在重点研发、追求突破的第39窟聚类分析项目。第39窟里的千佛，其实在云冈是一个频繁出现的题材。云冈很多洞窟里都有千佛，所谓三世三千、十方化生，但千佛中的每一个小佛都是由工匠人工雕凿出来的，所以它注定不会像机器雕刻的那么整齐划一，不同的工匠有不同的雕刻方法，有不同的匠作传统，甚至有不同的粉本底稿，这就决定了雕出来的千佛乍一看密密麻麻都一样，但细看一定有区别。这时候，就可以用马世长先生的比例法来做研究，比如研究佛像的头身比、肩宽、身长等，用数字化采集夯实了数据量的基础，然后再让AI算法从海量数据中去提取它们的特征，做聚类分析，从而归纳出规律。

    这就有可能带来很多考古学的新成果，比如仅仅是一方刻有千佛的窟壁，就有可能分析出以下信息：工匠分几组？施工的顺序和进度是怎样的？他们各自的匠作工艺如何？谁在雕刻这一片区，谁又在雕刻那一片区？中间是否出现“打破关系”？“打破”的原因又是什么？是否存在时代更迭？不同时代的工匠各有什么技术特点？……AI一旦大踏步介入，就会为考古学的未来打开想象的天空。