什么歷史可以數(shù)字化？古代中國(guó)的銅鐘與銅器2024年2月1日，由孫少文伉儷人文中國(guó)研究所主辦的“數(shù)字中國(guó)人文學(xué)”系列講座的第三場(chǎng)“甚么歷史可以數(shù)字化？——古代中國(guó)的銅鐘與銅器”在香港浸會(huì)大學(xué)召開(kāi)。主講人為香港浸會(huì)大學(xué)歷史系副教授李建深。

　　李建深于2015年在美國(guó)普林斯頓大學(xué)取得藝術(shù)與考古學(xué)博士學(xué)位，此前在香港中文大學(xué)取得翻譯系學(xué)士、東亞研究系哲學(xué)碩士學(xué)位。他專(zhuān)攻古代世界大規(guī)模生產(chǎn)的歷史，并嘗試結(jié)合現(xiàn)代科技研究古代的工業(yè)藝術(shù)品。目前他正埋首于古代中國(guó)藝術(shù)史相關(guān)著作和文章的寫(xiě)作，即將出版關(guān)于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期銅鏡生產(chǎn)的專(zhuān)書(shū)，過(guò)往文章散見(jiàn)于Archives of Asian Art, Early China, Journal of Chinese History等期刊。

　　在講座的開(kāi)頭，李建深通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)的中國(guó)人文學(xué)研究介紹數(shù)字人文學(xué)的特點(diǎn)。ChatGPT是當(dāng)下火熱的人工智能，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于各項(xiàng)研究。而在人工智能流行之前，大數(shù)據(jù)技術(shù)曾風(fēng)行一時(shí)。而二者實(shí)際都是通過(guò)搜集數(shù)字或文字的材料，利用大數(shù)據(jù)集歸納統(tǒng)一模式的方式去研究世界。這和傳統(tǒng)歷史學(xué)研究中追尋歷史模式的思路是相符的。

　　采用數(shù)據(jù)集歸納模式進(jìn)行歷史學(xué)研究的一個(gè)成功案例是分析過(guò)往一兩千年時(shí)間內(nèi)地球氣候變化對(duì)人類(lèi)行為模式的影響。從過(guò)往氣候數(shù)據(jù)中找尋溫度數(shù)據(jù)變化的模式，便有能力做出預(yù)測(cè)：將來(lái)一百年可能會(huì)越來(lái)越暖，海平面上升，陸地淹沒(méi)，冰川融化，從而為未來(lái)人類(lèi)生存提供指導(dǎo)。對(duì)宋代文人通信的歷史研究也是利用數(shù)據(jù)集分析的極好例子。宋代士大夫之間有密切書(shū)信往來(lái)，彼此提及，通過(guò)書(shū)信材料，可以構(gòu)建出一張宋代文人關(guān)系網(wǎng)，進(jìn)而厘清誰(shuí)是通訊中心，誰(shuí)在當(dāng)朝具有極大的影響力，誰(shuí)擁有怎樣的網(wǎng)絡(luò)。更通俗的例子則是，通過(guò)觀測(cè)股票長(zhǎng)時(shí)間的漲跌，歸納過(guò)往模式來(lái)預(yù)測(cè)其未來(lái)走勢(shì)。

　　數(shù)字人文學(xué)與傳統(tǒng)人文學(xué)研究之間既有相和之處，又有相沖之處。上述舉出的幾個(gè)例子很好地展現(xiàn)了相和之處。那相沖的是什么呢？最大的相沖之處便是對(duì)數(shù)字的運(yùn)用與否。傳統(tǒng)的人文學(xué)研究不太注重運(yùn)用數(shù)字。傳統(tǒng)人文學(xué)的研究其中一個(gè)重點(diǎn)在于創(chuàng)造力研究，比如文學(xué)研究的詩(shī)歌、散文，往往并不借用數(shù)字歸納結(jié)論。而李建深介紹的是物質(zhì)創(chuàng)造方面的研究，古代的人怎么創(chuàng)作銅鐘，怎么創(chuàng)作銅獸，以及不同形狀的青銅器。傳統(tǒng)歷史學(xué)研究成果大多來(lái)自文獻(xiàn)材料，李建深研究非文獻(xiàn)中的歷史、藝術(shù)和考古，正是嘗試調(diào)和兩種研究路徑的相沖跟相和。

　　李建深接著介紹了兩個(gè)數(shù)字歷史學(xué)研究案例。第一個(gè)案例研究關(guān)于中國(guó)古代的青銅鐘，能否在公元前1100年左右的青銅鐘上獲得十二平均音。目前的一般觀點(diǎn)認(rèn)為，十二平均音是公元后16世紀(jì)才出現(xiàn)的。但此研究試圖將這個(gè)時(shí)間推前2600年。第二個(gè)案例研究則涉及公元前500年左右的銅鐘、不同的青銅器的設(shè)計(jì)與制作。兩個(gè)研究運(yùn)用了不同的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模式。第一個(gè)問(wèn)題采用的是絕對(duì)音高的數(shù)據(jù)模式，第二個(gè)則采用三維掃描的數(shù)據(jù)模式。

　　在正式介紹案例研究之前，李建深先補(bǔ)充介紹了關(guān)于青銅鐘的基礎(chǔ)知識(shí)。在古代中國(guó)，青銅鐘可以分為許多種。

　　如圖所示的青銅鐘又稱為青銅鐃。這個(gè)青銅鐃發(fā)現(xiàn)于湖南境內(nèi)，為公元前1100年到公元前1000年左右的產(chǎn)物。圖中青銅鐃的正鼓部Tone A和側(cè)鼓部Tone B區(qū)域合稱“鼓部”，分別敲打正鼓部Tone A和側(cè)鼓部Tone B會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)不同音高的樂(lè)聲。

　　上圖中所示是約公元前500年的鈕鐘，它得名于最上方的小吊環(huán)“青銅鈕”，因此是可以懸掛的。鈕鐘內(nèi)部中空，敲擊下部的正鼓部Tone A和側(cè)鼓部Tone B同樣能發(fā)出兩個(gè)音高的樂(lè)聲。

　　如圖所示是著名的曾侯乙編鐘，制作時(shí)間約為公元前433年，發(fā)現(xiàn)于曾侯乙墓中。曾侯乙編鐘排列成L字形，共有65個(gè)鐘，能發(fā)出跨越共三個(gè)八度的樂(lè)聲。

　　為何如今常見(jiàn)的銅鐘往往只能發(fā)出一個(gè)樂(lè)聲，而先秦的中國(guó)青銅鐘卻能發(fā)出兩個(gè)樂(lè)聲？將視角從正面轉(zhuǎn)移到橫截面就會(huì)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在常見(jiàn)的大銅鐘橫截面多為圓形，而先秦青銅鐘的橫截面的形狀被稱為合瓦形，或覆瓦形，如同兩片瓦片合在一起的樣子，亦稱杏仁形。因此，這使得敲擊銅鐘兩側(cè)與中間能產(chǎn)生不同音高的聲音。這樣橫截面的銅鐘是全世界都沒(méi)有的，僅可見(jiàn)于先秦中國(guó)的青銅鐘，這也使得先秦中國(guó)的青銅鐘的雙音特性在全世界都是獨(dú)一無(wú)二的。

　　李建深緊接著進(jìn)入了第一個(gè)案例研究。如圖所示的十個(gè)編鐘，是他本人過(guò)去在湖南省長(zhǎng)沙市寧鄉(xiāng)縣開(kāi)展研究工作時(shí)見(jiàn)到的，現(xiàn)藏于長(zhǎng)沙博物館。

　　這十個(gè)編鐘在同時(shí)同地出土，但有趣的是，它們的紋飾并不相同。其中，有九個(gè)鐘的紋飾如左圖所示，而僅有一個(gè)鐘的紋飾如右圖。因此，部分考古學(xué)家將這個(gè)與眾不同的鐘單獨(dú)分開(kāi)，而將另外九個(gè)分為一組。但是，編鐘作為一種樂(lè)器，對(duì)其分類(lèi)還應(yīng)著眼于發(fā)音特色。

　　在介紹這十個(gè)編鐘的音高數(shù)據(jù)之前，李建深補(bǔ)充了關(guān)于十二平均律的背景知識(shí)。關(guān)于對(duì)音高的描述方法，最廣為人知的是一個(gè)八度的音程分作七個(gè)相對(duì)音高Do Re Mi Fa Sol La Ti。而古代中國(guó)人則用“宮、商、角、征、羽”，即Do Re Mi Sol La來(lái)劃分一個(gè)八度。十二平均律，則是將一個(gè)八度的音程等分成十二個(gè)半音的律制，各半音均相等。根據(jù)目前公認(rèn)的學(xué)術(shù)成果，十二平均律最早是在16世紀(jì)由明朝皇族世子朱載堉計(jì)算得出的。

　　一個(gè)八度分作十二等分，即是分為十二項(xiàng)的等比數(shù)列，也就是每個(gè)音的頻率為前一個(gè)音的2的12次方根倍，其近似值約為1.059倍。

　　具備了以上的背景知識(shí)，再去觀察十個(gè)銅鐘的聲音數(shù)據(jù)時(shí)，李教授引用了其導(dǎo)師Robert Bagley的觀點(diǎn)：十二平均律最初可能并非是在明朝計(jì)算得出，在這些銅鐘鑄造的年代可能人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了十二平均律。在測(cè)量了編鐘的音高數(shù)據(jù)，并將紋飾不同的編鐘一同放入數(shù)據(jù)組整理，將一共二十個(gè)音高頻率從小到大排列之后，Bagley教授得出了以下表格：

　　整理上述數(shù)據(jù)組，可以發(fā)現(xiàn)這二十個(gè)音中，有六個(gè)音可以連續(xù)地排列，對(duì)應(yīng)十二平均律的連續(xù)6個(gè)半音，為圖中列出的C#、D、D#、E、F、F#。在仔細(xì)考慮過(guò)偶合性之后，Bagley認(rèn)為這六個(gè)連續(xù)的音高數(shù)據(jù)，很大程度上已經(jīng)可以說(shuō)明十二平均律的誕生。李建深自己的測(cè)量結(jié)果有待發(fā)表，在未來(lái)的學(xué)術(shù)跟進(jìn)后，十二平均律被發(fā)明的時(shí)間很可能將大大提前到公元前1000年左右。

　　李建深緊接著介紹第二個(gè)案例研究，關(guān)于中國(guó)古代青銅器的鑄造。李建深指出，中國(guó)先秦大部分的青銅器都是鑄造，而非鍛造的。鍛造指的是敲打、冷卻以定型青銅器的工藝。而鑄造則是一體成型的，把青銅在極高溫熔煉成液體后，鑄入范里再冷卻成型。

　　按照先秦青銅器鑄造的工藝，首先要用陶泥做成一個(gè)模，這個(gè)模和成品是一模一樣的。在制造泥模時(shí)，工匠會(huì)在模上面雕出想要的紋飾。在得到泥模后，在模上面再附以泥土制成一個(gè)外范，分成如上圖所示的三塊。將泥模與外范分離，合并三個(gè)外范，再將青銅液倒入外范的中空處，冷卻后就能得到與泥模一模一樣的青銅器了。這種工藝叫做分范法，是中國(guó)古代傳統(tǒng)的鑄造方法。奇怪的是，諸多考古學(xué)家在了解分范法之后，卻發(fā)現(xiàn)公元前1100到前500年之間，沒(méi)有兩件青銅器是一模一樣的。理論上，只要泥模不損壞，是完全可以反復(fù)利用來(lái)制出多個(gè)外形相同的青銅器的。這一現(xiàn)象背后的原因尚未可知。但是到了公元前500年左右，這個(gè)現(xiàn)象開(kāi)始改變了。

　　第一只青銅獸出土于山西，現(xiàn)收藏于美國(guó)華盛頓國(guó)立亞洲藝術(shù)博物館內(nèi)的弗利爾美術(shù)館。第二只青銅獸現(xiàn)藏于大英博物館。第三只現(xiàn)藏于舊金山亞洲藝術(shù)博物館僅憑肉眼觀察，只能發(fā)現(xiàn)三只青銅獸極為相似，但無(wú)法確認(rèn)是否在制造之初外形完全相同。

　　三只青銅獸的測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，它們的從鼻至尾的長(zhǎng)度、肚子周長(zhǎng)等五項(xiàng)數(shù)據(jù)均極為接近，但這仍不足以得出結(jié)論。

　　進(jìn)一步對(duì)比它們外表繁密的紋飾，通過(guò)大量的比對(duì)工作，李建深指出三只青銅獸的紋飾極為相近，他希望嘗試將兩只青銅獸合并起來(lái)，觀察它們是否能夠重合。于是，他利用了真三維模型技術(shù)中的三維網(wǎng)格與云點(diǎn)模型來(lái)重建虛擬青銅獸。

　　云點(diǎn)Point Cloud，亦稱點(diǎn)云。圖示為通過(guò)云點(diǎn)三維建模的巴黎圣母院模型。這個(gè)模型是由幾十億個(gè)點(diǎn)組成的，每一個(gè)點(diǎn)具備精確的X、Y、Z軸位置乃至色彩信息。

　　利用這些技術(shù)，可以得到三只青銅獸的三維模型?，F(xiàn)實(shí)世界中無(wú)法嘗試將青銅獸嵌套，但三維模型可以克服這一困難。李建深從上圖這兩只青銅獸的三維模型抽取了相應(yīng)的四個(gè)點(diǎn)，讓其進(jìn)行類(lèi)似人工智能(AI)的自動(dòng)拼接。結(jié)果顯示，盡管兩個(gè)模型有些許的不對(duì)稱，但絕大部分點(diǎn)位是能夠重合的。

　　將其中兩只青銅獸模型以紅藍(lán)兩色展示，最終比對(duì)得到如上結(jié)果。李建深指出，放在公元前500年，這樣的工藝可以說(shuō)是非常精細(xì)了。因此，李建深得出結(jié)論，這三只青銅獸是一模一樣的。

　　解決完青銅獸的問(wèn)題，李建深又展示了兩個(gè)發(fā)現(xiàn)于河南新鄭市的兩個(gè)青銅鈕鐘。相同的技術(shù)能否將這兩只青銅鈕鐘做一個(gè)比較呢？

　　李建深將視角轉(zhuǎn)回到中國(guó)公元前500年左右。在此之前，中國(guó)沒(méi)有一模一樣的青銅器；但在這個(gè)時(shí)代，突然出現(xiàn)了一模一樣的青銅器，同時(shí)出現(xiàn)了一些復(fù)雜的制作模式。他認(rèn)為，這背后可能隱藏著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的變革，工匠對(duì)效率的需求提升。這又引出了另一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)時(shí)擺在這些青銅匠人面前的鑄造方法是什么呢？這一時(shí)期出現(xiàn)了新的模板法。

　　對(duì)比上圖兩個(gè)青銅壺，其紋飾是非常相似的，但又無(wú)法一一對(duì)應(yīng)重合，這正是模板法的產(chǎn)物。制作這個(gè)青銅壺也需要先做個(gè)泥模，再制作外范。但這次不同，壺的泥模上是沒(méi)有任何花紋的。此時(shí)工匠需先制作一塊印花模子，印出規(guī)整的四方連續(xù)圖案的單元范，但并不貼在泥模上，而是貼在青銅壺的外范內(nèi)里。如此操作下來(lái)，兩個(gè)青銅壺的形狀、單獨(dú)的紋飾都非常相似，但是不同的紋飾貼的位置不對(duì)應(yīng)，這就導(dǎo)致了它們不是一模一樣的青銅壺。

　　那么如果是青銅鈕鐘的鐘匠，他會(huì)怎么做呢？這些鈕鐘紋飾、大小都非常相似，同一個(gè)坑中就至少有20件鈕鐘，而同一地點(diǎn)又有十?dāng)?shù)個(gè)坑都出土了類(lèi)似鈕鐘。如果想精確而又高效地比對(duì)出它們的異同，可以采用三維模型的云點(diǎn)技術(shù)，如此可以探知這些大同小異的鈕鐘究竟是用不同的模和范制出，還是在范上加了不同的紋飾得到。

　　在此次講座中，李建深打開(kāi)了關(guān)于數(shù)字人文研究的另一條路徑。不同于過(guò)往的文獻(xiàn)數(shù)字化，李建深通過(guò)物質(zhì)的數(shù)字化做人文研究。借用物質(zhì)的數(shù)字化，比較容易展開(kāi)理性的考察，避免了文字在被數(shù)字化的過(guò)程中一部分內(nèi)涵被抽象化而消失的問(wèn)題。同時(shí)，李建深思考怎么利用數(shù)字去考察創(chuàng)造力的問(wèn)題，因而脫離了數(shù)字單純的技術(shù)性問(wèn)題，回歸到人文性問(wèn)題，融洽地結(jié)合了數(shù)字和人文。