“長城從來就不只是一堵墻”

提起長城，你會(huì)想到什么？

是“大漠孤煙直，長河落日?qǐng)A”的雄壯，還是“萬里長城今猶在，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)，一直致力于挖掘長城的更多故事，越是投入，他們?cè)绞前l(fā)現(xiàn)，“長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)字長城”里，明長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”了長城這個(gè)龐大軍事防御系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)則，修正了長期以來對(duì)長城的一些誤解。

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)“讓長城自己講述更多故事”。

    長城保護(hù)：真實(shí)性和完整性是兩大原則

哪一段長城最陡峭？

為了吸引關(guān)注和游客，不少長城都曾打出“最陡”“最險(xiǎn)峻”的宣傳招牌。但實(shí)際上，在很長一段時(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)的長城段落最為陡峭，其中有30米長的墻體坡度達(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。

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

長城保護(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，國家文物局與國家測(cè)繪局合作開展了明長城資源調(diào)查，并在2009年首次公布了明長城總長度等調(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)勾勒出了長城的輪廓，但是明長城的平均

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“長城無秘密”的普遍認(rèn)知，也極大影響了長城對(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)長城的整體保護(hù)?！?009年，張玉坤和團(tuán)隊(duì)把目光聚焦于長城建筑遺產(chǎn)保護(hù)與信息技術(shù)應(yīng)用，從此開始了漫長的丈量和測(cè)繪工作。2021年年底，他們完成了“明長城防御體系空間數(shù)據(jù)庫”和“明長城全線圖像與三維數(shù)據(jù)庫”的基本建設(shè)。至此，明長城全線1000多個(gè)城池、2000多個(gè)驛傳和2000多座烽燧，長城墻體上的每個(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——長城?！拔覀儼堰@些堡子看作一顆顆珠子，串起他們的正是長城。”張玉坤說。從城到墻，隨著研究的推進(jìn)，長城這個(gè)“巨系統(tǒng)”自然而然地落入了他們的視野。

“長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)長城的數(shù)字再現(xiàn)，張玉坤和團(tuán)隊(duì)讓長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。

長期以來，長城被認(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)并考察了長城沿線的大量邊市貿(mào)易口和暗門。作為長城上朝向關(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?，長城與其說封閉包裹，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)長城的研究不全面、不完整，會(huì)導(dǎo)致長城的保護(hù)傳承工作的局限性和片面性，直接影響對(duì)長城的價(jià)值認(rèn)知及其文化影響力的發(fā)揮。”張玉坤說，希望通過團(tuán)隊(duì)的研究，不僅為長城保護(hù)和監(jiān)測(cè)提供助力，更能呈現(xiàn)出長城真實(shí)、完整的歷史價(jià)值和文化內(nèi)涵，增強(qiáng)長城遺產(chǎn)的文化闡釋力和吸引力。

    長城研究：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”。

明長城全線長度超過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?！彪x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?！崩钫堋奥斆鳌绷耍瑤е约簻y(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，長城研究本身就是綜合性極強(qiáng)的跨學(xué)科領(lǐng)域。長城的設(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)。

“長城體量龐大，涉及面多，單一學(xué)科是做不了長城研究的，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城向墻內(nèi)、兩側(cè)傳遞的?！迸跗鸬胤街?，姚旺有些崩潰，“古文閱讀和理解對(duì)我是一道坎兒。”

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，長城上的暗門并不容易被發(fā)現(xiàn)。2007年進(jìn)行的長城資源調(diào)查，也只在明長城數(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)研究長城，基于全線不同區(qū)域地質(zhì)分析得來的“五彩長城”現(xiàn)身了；考古專業(yè)學(xué)生的加入，為明長城研究相關(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城。

傳統(tǒng)上看，長城并不是建筑學(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，長城又似乎“簡單，缺乏吸引力”。

在張玉坤和團(tuán)隊(duì)開始這項(xiàng)浩大而漫長的研究前，質(zhì)疑聲也曾圍繞他們?！伴L城尺度太大難以把握，不是長城而是建筑學(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？我們覺得長城應(yīng)該是建筑學(xué)研究的內(nèi)容?！?/P>

相較于其他學(xué)科，建筑學(xué)科在長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)長城的研究。而長城研究也促進(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)?！痹趶堄窭た磥恚瑢W(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)鍵不是長城是否屬于建筑學(xué)，而是建筑學(xué)能不能有胸懷把長城納入進(jìn)來?！睆堄窭ふf。

兩萬千米的無人機(jī)飛行距離，近五十篇的長城研究論文和專著，長城全線的三維數(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)明長城軍事堡寨為主題的碩士論文后，繼續(xù)把明長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位碩博研究生以長城研究為碩士或博士畢業(yè)論文選題，涉及明長城“九邊”重鎮(zhèn)軍事防御系統(tǒng)、明長城重要關(guān)隘、長城驛傳系統(tǒng)等內(nèi)容。團(tuán)隊(duì)還承擔(dān)了明長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、明長城防御體系空間分布研究等10項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。依托項(xiàng)目研究，團(tuán)隊(duì)為長城保護(hù)培養(yǎng)了一批中堅(jiān)力量。

“長城變成一個(gè)健身場(chǎng)所，大家都去爬，但是又說不出這里的故事。”在李哲看來，這是當(dāng)下長城保護(hù)的一大困境。

“說實(shí)話，最開始我對(duì)長城研究沒有特別感興趣。”姚旺的家鄉(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，仍然支撐長城雄立；體驗(yàn)了古人對(duì)每個(gè)長城關(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、殘缺不全的長城‘補(bǔ)’全了，讓大家對(duì)長城有個(gè)更全面完整的認(rèn)識(shí)?！?/P>

《中國教育報(bào)》2023年03月21日第4版