2024年01月15日18:40:52 动漫 1362

白驹过隙，时移世易，随着中华文明探源工程的逐渐深入，我国文物工作近年来取得了迅猛的进展，璀璨的古老华夏文明以愈来愈清晰的方式向世人展现出它的历史脉络和深厚底蕴。

对历史的探索与现代科技的运用，两者的结合与相互促进成为了我们这个时代的一个必然趋势。利用科技赋能中华历史文化探索，让优秀的传统文化在数字时代焕发出全新的生命力，将历史长河中的文物遗迹的美学、文化与精神价值进行充分展现，将这些财富融入至我们现代社会之中，成为了所有华夏儿女们的应有之责。

也因此，在联合国教科文组织驻华代表处、中国文物信息咨询中心（国家文物局数据中心）、中国文化遗产研究院的指导下，腾讯ssv数字文化实验室与腾讯研究院联合发起“腾讯探元计划2023”：

旨在推动创新技术的应用与转化，以焕发中华优秀传统文化的活力，通过联动标杆场景提出的行业共性需求，支持创新技术应用方案从下“试点性跑通”走向“规模化”，放大共创社会价值，助力中华文化传承发展。

本次“腾讯探元计划”将支持由联合国教科文组织、甘肃省政府和世界银行三方合作的甘肃省丝绸之路经济带文化传承与创新项目，促进甘肃区域文化科技的创新性发展。兰州大学是甘肃省区域优秀的文化科技创新主体，其技术在方案评比中脱颖而出，在文旅场景有巨大应用价值，与本届探元的主题、目标、支持方向高度契合，成为腾讯探元计划扶持孵化的重点科技主体之一。

我们采访了云冈石窟的技术解决方——兰州大学教育部稀有同位素前沿科学中心团队，带您深入了解这些物理科学的研究学者们与腾讯探元计划的共创故事，探索他们的技术突破、模式突破以及如何产生可持续的社会价值。

给古遗址做一个“ct”

时间回到2021年9月，数位青年人带着他们的仪器来到了古都西安的古城墙脚下。

这是来自兰州大学核科学与技术学院、稀有同位素前沿科学中心文物探测小组，他们是应西安城墙管理委员会的邀请，来给西安古城墙做一个“ct”：

团队带来的是他们最新研发的国内首台可量产的缪子成像系统，准备利用缪子成像技术，对存在明显病害症状的西安城墙58号马面区域进行三维密度成像，期待从无法观测到的城墙内部夯土的角度，找出病害的原因。

什么是缪子？缪子成像技术又是什么？作为一项较为前沿的技术，我们先给大家介绍一下背后的技术原理。

简单来说，宇宙中的物质都是由基本粒子组成，缪子就是基本粒子中的一种，它与电子同属轻子，也被称作“胖版电子”。

与常见的伽马射线、中子等相比，天然缪子的穿透力够强，包括人体在内的任何物体，都在时时刻刻接受着缪子的来访，其对人体不会产生任何危害。

除了穿透力强，缪子还有一个特点，缪子射线跟物质相互作用的截面较小，这意味着，缪子穿过物体后，被吸收的比较少，穿透后仍有不少缪子可以存活下来，也因此，缪子能穿透到地表以下几百米，甚至能够达到一两千米。

腾讯探元计划TOP20代表系列访谈（四）｜兰大运用“穿墙术”给石窟做CT - 天天要闻

“我国许多重要遗址都存在着亟需检测与本体不可破坏的矛盾，而缪子成像技术则可以在不会对遗址造成破坏的前提下较好地解决内部结果探测，能极大协助文物工作者的重要研究。”兰州大学缪子科研团队刘军涛副教授介绍道。

事实上，这不是第一次缪子成像技术在现实生活中的应用。

早在1955年，英国科学家将缪子探测器放置在澳大利亚的一个隧道中，通过测量和计算，得出了隧道上方地层的厚度。此后，科学家们对于缪子探测的研究也不断地推陈出新。

在2017年日本、法国、埃及三国团队通过缪子成像技术对埃及的胡夫金字塔进行了缪子成像扫描，并发现了其中的隐藏结构，这一成果被发表在《nature》杂志上，引起了很大反响。

而在国内，早些年前，对于这方面的研究还基本停留在实验室阶段，在大型古迹勘探、地下矿产勘探等方面所需要的缪子成像系统的研究几乎是一片空白。

也正是在这种背景下，2018年，兰州大学缪子科研团队负责人刘志毅回到国内深入开展缪子成像技术的研究和应用拓展。

“我在海外实验室从事了十多年的缪子成像技术研究，积累了不少经验。回国后，将技术落实到产品，也就是常说的科技成果转化，这个过程颇为艰辛。”

从实验室设想到首次线下应用，缪子科研团队进行了三个阶段的攻坚克难：

首先，技术本土化。客观上来说，一些在国外成熟的技术方案，会因为各种原因在国内无法实现或是无法使用，所以只能寻找替代的解决方案。

“我们面临的第一个困难便是实现缪子技术的中国化。”刘志毅分享道。

以缪子成像系统中的探测单元为例，其作为整个系统的基础，探测单元中的基本构成单元塑料闪烁体是最重要的部件之一，其性能的好坏，直接决定了整个系统分辨率的高低，也决定了整个系统性能的先进程度。

但就是这个部件在最初就难住了整个团队，因为国外成熟的塑料闪烁体拒绝出售。这意味着兰州大学缪子科研团队必须要使用国产材料，重新打造出属于自身的塑料闪烁体。

“整个过程我们经历了种种坎坷，幸运的是，我们取得了成功。”

其次，人才团队的培养。早期，国内缪子技术产业化在国内还是一个空白领域，从科研到工程再到演算、成像等，每一个环节都需要从零开始构建、从零开始培养人才，这是一个漫长的过程。从2018年回国之初的几个人发展到近40余人。

目前，除了兰州大学，北京大学、清华大学、中国工程物理研究院、中国科学院近代物理研究所、中国原子能科学研究院等国内多所高校及科研院所也都围绕缪子进行了研究和人才的培养。

第三，具体产品的工程化。从科研成果转化为实验室样机，再转化为产业化产品，这不仅是对科研的一个考验，也同时是一个跨学科跨领域以及跨行业的系统集成工程。

“如何让仪器走出实验室成为真正意义上的产品，这很困难，不仅需要仪器能应对各种严酷的使用环境，还要注重用户体验，我们还有很长的路要走。”

在对西安城墙进行盲测时，团队成功探测到了城墙内部的墙砖与夯土脱空、低密度区及城墙上方的配电室结构，实现了该技术在文物保护中的现场验证。

但在团队看来，整个过程虽然顺利，但也有不少的问题，这次测试促使他们对探测器进行了升级迭代，并且总结了一套从前期规划、方案设计、实施以及后期数据处理完整的流程。

此后，团队又先后将缪子成像技术应用于甘南某金矿和麦积山石窟两个场景当中：

在甘南某金矿中，团队花了11个月的时间，成功重构出实验区域中的矿脉、岩层分布以及多处采空区；

随着实践的一步步积累和方法论的沉淀，缪子技术也具备了本土化的独特性和全球首创性：

首先，在探测灵敏材料与采集系统方面，采用国产化方案，成功研发我国首套塑闪宇宙射线缪子成像系统。

其次，团队考虑缪子成像系统在现场应用的需求，比如说需要防水、防潮、防尘、长时间运行等，真正将缪子成像技术从实验室走向大型遗迹“体检”现场。

同时，兰州大学团队自主研发缪子三维密度成像反演算法与平台，进一步推动缪子成像技术的应用标准化。

而对于麦积山石窟，从2023年6月到现在，团队打算对麦积山石窟的后山渗水区域和133号窟进行缪子扫描，从而重构133窟形态、探寻渗水渠道，这一实验还在进行当中。

也正是在2023年6月前后，腾讯探元计划2023启动，兰州大学团队也与腾讯探元计划展开了一段新的故事。

当“缪字”撞上“探元计划”

自2020年，腾讯就启动了探元计划。

经过三年时间，从“腾讯探元计划2020”（侧重研究）、"腾讯探元计划2022"（侧重创新技术应用方案征集评选），再到“腾讯探元计划2023”，针对中华文化领域数字化建设过程中科研团队所存在的四方面问题进行破题式探索：

（1）数字化资金投入有限，主要依靠财政拨款；（2）技术与场景需求难以精准匹配；（3）技术方案主体能力不足；（4）技术应用和解决方案难以规模化、市场化。

腾讯探元计划再次升级，面向以人工智能、数字孪生、沉浸式感知交互3大技术群，聚焦7大“文化+科技”融合方向，征集、遴选创新技术解决方案；广泛调研具有行业代表性的技术应用需求场景，发布5-10项行业共性关键需求；投入千万级资金，整合腾讯内部近10个核心技术团队，开放部分技术能力，推动5项“文化+科技”解决方案的共创落地。

其中，云冈石窟正是五大文化场景的方案共创与落地实践方之一。

作为中国规模最大的古代石窟群之一，云冈石窟也是世界文化遗产之一。其有45个主要洞窟，和51000多尊大小造像，对研究中国古代艺术、历史和佛教文化有着重要价值。

2020年，习近平总书记在云冈石窟考察时，更是殷殷嘱托“历史文化遗产是不可再生、不可替代的宝贵资源，要始终把保护放在第一位。”

但是，在漫长的历史岁月中，由于自然因素、人为破坏和环境侵蚀等多重损害的影响，云冈石窟的许多佛像、壁画和洞窟结构已经严重受损；并且，云冈石窟洞窟结构复杂，窟中可能还存在未发现的空间结构。

在最初接触云冈石窟这一场景时，腾讯探元专家组曾展开过实地考察，帮助场景方梳理和明确他们所面临的痛点与需求，从而更有针对性地和技术方进行匹配。

也正是在这个过程中，准确找出西安城墙病害处的兰州大学团队进入到了“腾讯探元计划”的视野中，

接触到缪子技术后，探元计划项目组敏锐地意识到这项技术对解决文物损坏与修复的行业共性问题可能有很大帮助，他们看到了将缪子技术规模化应用于文物保护的可能性。

“科学技术一定要服务于社会。我们坚信缪子成像技术可以在我国的文保事业中发挥更大的作用，也希望更多的专家、企业了解我们的技术，共同为中华传统文化的保护贡献力量。腾讯和探元计划为我们提供了一个非常棒的平台和机会。”团队负责人讲述了参与探元计划的初衷。

而后，经过需求挖掘、能力提升、共创孵化等多个阶段的讨论和共创，缪子成像科研团队和云冈石窟场景配对成功并参与共建。

事实上，文物的保护和修复作为数字文化领域的一条重要应用分支，是基于文化文物研究，对消失的文化遗产用数字孪生等技术实现真实再现与历史重现。这需要应用无损、环保技术对遗产保护状态及风险因素进行识别、评估、防范和预防性控制。特别是解决大遗址内部深层结构检测困难的问题，让文物衰变过程可检监测、可量化。

兰州大学研究团队将缪子成像这一创新技术应用于石窟寺等大型遗迹的勘察，无疑在文物保护领域拥有巨大的价值和重大的文化影响力。

目前，基于云冈石窟这一场景，缪子技术科研团队设想通过缪子成像技术进行三维密度成像验证窟中存在隐藏空间结构的可能性以及基于缪子成像技术监测石窟密度分布随雨水量的变化找到渗水渠道，为此团队进行了一系列过程规划：

首先，验证利用缪子成像技术探测石窟结构的现场可行性；

其次，建立可交互的缪子成像分析线上平台，包括可行性分析工具、数据分析处理、反演成像等；

第三，针对石窟寺场景的硬件设计优化；

最后，形成针对石窟探测的标准化流程。

在共建过程中，兰州大学团队对缪子技术进行了场景化改良，缪子应用于中国的云冈石窟相比2017年缪子应用于埃及的胡夫金字塔又有了一些不同和优化，

首先，采用缪子成像系统硬件存在差异，探元共建项目中缪子成像技术采用三棱柱塑料闪烁体，相同采集通道数量条件下，设备的位置分辨率更高。

同时，结合自主研发的三维缪子成像反演算法，基于多个点的测量数值，能够实现真正意义上的三维成像与“体检”。

一定程度上，云冈石窟面临的境况，是我国很多大型历史遗址普遍面临的共性问题。

或许通过此次合作，能探索出适用于大型遗址预防性保护的行业通用办法。

而在接下来，缪子技术团队还将与腾讯数字孪生技术结合，共同探索文物修复问题的解决方案，简单来说：两个技术内外结合可以更好的帮助大型文物进行数字化，数字孪生可以应用于大型遗址的外部立体数字化孪生，缪子成像技术可以探测文物内部结构，通过本次解决方案和方法论的进一步沉淀，两个技术可以进行结合，应用于文物保护领域，并直接复制到全国石窟寺和其他大遗址、发挥更大的价值。

“探元计划不仅给我们科技工作者带来一个推广的重要平台，也实现了技术与行业的结合，互惠互利，在科学技术解决现实痛点的同时也相互促进和共同成长。”刘志毅有感而发。

在兰州大学团队看来，参加本次探元计划，对于缪子成像技术的普及化也有很大的帮助。

“通过本次腾讯探元计划，不仅能够通过我们的研究和技术去更好的助力文物修复，还让我们可以更好地规范缪子成像项目流程，厘清缪子成像价值体系，明确目标用户，清晰自身定位。也能够完善用户对缪子成像探测器的体验，让它变成真正意义上的产品，达到普及化的目的。”

团队成员在采访中也回忆道，参加探元计划的整个过程，一来是跟行业相关的专家同行、各领域老师们的一种学习与交流，二来也是对缪子产品研发与落地应用逻辑的一种梳理；更重要的是紧跟国家政策，通过专家评审了解目前国家和整个行业的最新发展方向和需求，为未来研发方向指明道路。

探元，探的是无限可能

事实上，腾讯探元计划背后藏着三个内核：

从系统的角度用生态思维驱动文化传承保护，相比过去单纯的拨款捐赠，更具有可持续性及丰富多元的社会价值实现；

在科技创新和数字化加持下，中华文化传承将迎来一次效能革命，随着越来越多文化遗产类项目落地涌现，不同行业的融合将形成良性循环的态势；

将技术、产品、场景、解决方案、营销、ip、持续性、稳定性、安全性等形成一个商业闭环，正如习近平总书记指出的那样“充分发挥市场在资源配置中的决定性作用”“需求牵引供给、供给创造需求”，以市场规则为导向，以市场规律为基础，在文物保护领域实现新的突破。

可以说，腾讯探元计划不仅仅是一个技术方和场景方的撮合，它更像是一个建构好的场域，拥有自己的逻辑和体系，用可控的成本，放大前沿技术的价值，推动前沿技术更加快速地落地到实践应用场景当中，从而促进整个行业实现变革性的发展。

探元，探的是无限可能。

创新往往都是自下而上，总是在不经意的边缘地方出现：