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(kù)和三維數(shù)據(jù)庫(kù)。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。”張玉坤說。

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(kù)”和“明長(zhǎng)城全線圖像與三維數(shù)據(jù)庫(kù)”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(kù)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?！拔覀儼堰@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。”這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?，長(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?！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?，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。”捧起地方志，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(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(kù)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?！崩顕?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。”李明帥說。

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。“長(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)。”在張玉坤看來，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。”在李哲看來，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?kù)o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。”下一步，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。”張玉坤說，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