研究人員通過對骨骼表面痕跡進(jìn)行三維掃描,，制作出痕跡三維數(shù)字模型,，并使用體視顯微鏡實(shí)現(xiàn)對痕跡的多視角觀察,、測量并進(jìn)行正投影等技術(shù)分析，從而建立一種新的實(shí)驗(yàn)考古學(xué)方法,。
　　古人類在演化的過程中,，為生存和適應(yīng)環(huán)境，發(fā)生了腦量增加,、身體機(jī)能及形態(tài)大小改變等生物學(xué)特征的變化,；同時(shí)，其行為模式也經(jīng)歷了一系列演化,，包括制造與使用工具,、用火、狩獵等在內(nèi)的行為模式,，反映人類對生存環(huán)境的行為適應(yīng)。而獲取動(dòng)物性肉質(zhì)蛋白是促進(jìn)古人類演化進(jìn)步的zui重要的適應(yīng)性特征之一,。這種行為特征一般是通過狩獵,、宰殺和敲骨吸髓等肉食行為完成的。因此,，在古人類遺址發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物骨骼中,，一般都保留有人類演化過程中行為模式的豐富信息。如何有效地獲取這些遺存的動(dòng)物骨骼中蘊(yùn)涵的大量信息也就成為了一個(gè)重要的科學(xué)問題,。但是,，目前國內(nèi)外學(xué)者對古人類遺址動(dòng)物骨骼表面的痕跡研究所使用的方法均存在一定的缺陷。
　　在國家自然科學(xué)基金以及中科院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目等的資助下,，重慶師范大學(xué)教授武仙竹與中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所副研究員裴樹文,、吳秀杰等通過制作痕跡三維數(shù)字模型，對骨骼表面痕跡進(jìn)行多視角觀察和測量，并對其使用等值線分析技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了對骨骼表面痕跡從平面到立體,、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從簡單數(shù)據(jù)測量到任意數(shù)據(jù)測量的研究,，從而有效地分析痕跡性質(zhì)（痕跡產(chǎn)生原因）,，以及產(chǎn)生痕跡的工具類型、刃口形狀,、工具運(yùn)動(dòng)方式,、工具微磨損形態(tài)等。該研究是人們對古人類戳刺性痕跡現(xiàn)象進(jìn)行專業(yè)技術(shù)分析,，而通過三維數(shù)字模型技術(shù)研究痕跡現(xiàn)象的方法,，同樣是一種技術(shù)創(chuàng)新。相關(guān)論文發(fā)表在新近出版的《科學(xué)通報(bào)》第54卷第12期上,。
　　信息提取方法期待突破
　　“古人類遺址中埋藏的動(dòng)物骨骼化石與古人類活動(dòng)密切相關(guān),。”武仙竹介紹道，“古人類遺址中的動(dòng)物種類組成,、骨骼部位,、骨骼破碎情況及骨骼表面痕跡等，是研究古人類適應(yīng)環(huán)境,、食物選擇,、獲取食物的方式以及工具使用等方面的基本素材。”
　　事實(shí)上,，國內(nèi)外對于古人類遺址骨骼表面的人工痕跡的研究已經(jīng)是碩果累累,。西方學(xué)者通過對非洲、歐洲古人類遺址骨骼表面的切割痕跡進(jìn)行觀察,，提出了痕跡鑒定的一些方法與標(biāo)準(zhǔn),，并就原始人類狩獵、屠宰行為和左右手使用習(xí)慣等展開了積極探索,。而在西方學(xué)者根據(jù)骨骼化石表面痕跡熱烈討論人類的行為,、文化時(shí)，我國學(xué)者的相關(guān)研究也取得了一些非常寶貴的成果：如中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員高星等人通過對三峽興隆洞遺址的研究,，發(fā)現(xiàn)該遺址有人類zui早有意識(shí)的刻畫作品,。
　　不過，國內(nèi)外學(xué)者對古人類遺址動(dòng)物骨骼表面的痕跡研究,，主要采用的還是肉眼,、手持放大鏡、體視顯微鏡及電子顯微鏡等觀察方法,。“這些方法皆有一定的作用,，可以提取大量信息,，但也都存在有一些局限性。”武仙竹說道,，“如進(jìn)行肉眼和手持放大鏡觀察時(shí),，對痕跡不能放大或放大倍數(shù)較小，滿足不了對痕跡微觀特征的分析,，而且欠缺對觀察對象的圖像共享,。使用體視顯微鏡和電子顯微鏡工作時(shí)，能夠?qū)圹E放大觀察,，并且在配備攝像鏡頭等現(xiàn)代光學(xué)設(shè)備的前提下,，可提供圖像資源共享。但它們所提取的信息主要反映痕跡平面結(jié)構(gòu),，在對痕跡的多視角觀察,、測量和計(jì)算方面不方便使用。由于現(xiàn)階段痕跡研究方法均有一定局限,，所以,，在由微觀痕跡特征（指痕跡運(yùn)行方向、工具對痕跡底部與壁面的改造,、痕跡產(chǎn)生順序等方面）分析人類行為與文化等問題時(shí),，學(xué)術(shù)界尚缺乏較一致的標(biāo)準(zhǔn)。”
　　因此,，在觀測技術(shù)和手段方面采用新方法進(jìn)一步提取骨骼表面痕跡的信息,，對于研究古人類行為特征及生活方式具有重要意義。
　　打造全新實(shí)驗(yàn)考古學(xué)方法
　　三維數(shù)字模型技術(shù),，在中國科技考古領(lǐng)域已經(jīng)有過成功應(yīng)用的案例,，有學(xué)者曾經(jīng)將其用于先秦水稻植硅體和玉器工藝研究。武仙竹指出,，三維模型方法在立體圖像建造和顯微觀測方面具有良好作用,；其對分析痕跡性質(zhì)（痕跡產(chǎn)生原因），以及產(chǎn)生痕跡的工具類型,、刃口形狀,、工具運(yùn)動(dòng)方式、工具微磨損等方面均有較好作用,。
　　武仙竹等人的研究就是想通過對骨骼表面痕跡進(jìn)行三維掃描，制作痕跡三維數(shù)字模型,，并使用相關(guān)軟件對痕跡進(jìn)行多視角（三維立體）觀察,、測量并進(jìn)行正投影等值線技術(shù)分析。從而建立一種新的實(shí)驗(yàn)考古學(xué)方法,，研究古人類的行為特征與生活方式,。
　　一片從湖北鄖西白龍洞古人類遺址出土的外表面有2處明顯凹痕的大型哺乳動(dòng)物管狀骨骨片化石是武仙竹等人的研究樣本,。由于該研究對象不同于一般的實(shí)驗(yàn)標(biāo)本，而是古人類的珍貴文物,，所以既要保證標(biāo)本的完好,，又要取得較高精度的數(shù)據(jù)，是實(shí)驗(yàn)過程中較大的難點(diǎn),。武仙竹等采用的復(fù)制方法,，以5微米的精度復(fù)制了該標(biāo)本。
　　*步工作是確定這兩處凹痕是人工痕跡而非嚙齒類和食肉類動(dòng)物的啃咬痕跡,。在立體,、多視角狀態(tài)下觀測痕跡，并對其進(jìn)行等值線特征分析后,，武仙竹等準(zhǔn)確認(rèn)定凹痕為人工痕跡,。
　　人工痕跡可能由多種行為原因造成，如砍切,、砸擊,、摔擊、戳刺,、刻畫,、割鋸等。其行為方式有可能是孤立發(fā)生的一次性行為,，也可能是有目的有規(guī)劃的連續(xù)性行為,。那么這兩處凹痕究竟是怎么形成的呢？
　　武仙竹等在研究中發(fā)現(xiàn),，該標(biāo)本上的兩處凹痕是中更新世早期古人類的戳刺性行為痕跡,。這是我國以技術(shù)分析的方法，準(zhǔn)確判斷出古人類使用尖刃工具對動(dòng)物（骨骼）進(jìn)行的戳刺性行為,；也是我國發(fā)現(xiàn)的人類zui早的戳刺性行為痕跡,。“這是科學(xué)認(rèn)識(shí)人類進(jìn)化過程的新證據(jù)。”武仙竹強(qiáng)調(diào),。
　　根據(jù)痕跡數(shù)字模型和等值線分析,，武仙竹等還發(fā)現(xiàn)工具在每一次使用過程中均可觀察到較明顯的消耗現(xiàn)象，這為在研究中根據(jù)工具痕跡研究工具生產(chǎn)與工具使用提供了科學(xué)基礎(chǔ),。
　　新型技術(shù)尚待進(jìn)一步完善
　　“切割,、刻畫、砍擊,、砸擊,、戳刺等行為特征，反映著古人類思維意識(shí),、行為模式等方面不同的進(jìn)化特征,。”武仙竹說道,，“我們對湖北白龍洞古人類遺址中這一寶貴的痕跡標(biāo)本的成功研究*得益于三維數(shù)字模型技術(shù)的應(yīng)用，而三維數(shù)字模型這一全新技術(shù)在考古研究的應(yīng)用,，也將為考古界從人類的微觀痕跡中研究人類進(jìn)化過程,、行為模式的變化過程等，提供切實(shí)可行的技術(shù)支撐,。”
　　不過,，武仙竹強(qiáng)調(diào)指出，三維數(shù)字模型技術(shù)本身尚處在發(fā)展之中,，應(yīng)用上還有盲區(qū),，它對器物內(nèi)腔特征（如器物內(nèi)壁凹紋）就難以獲取有效數(shù)據(jù)。而且三維數(shù)字模型技術(shù)在全面區(qū)分動(dòng)物啃咬痕跡與人工改造痕跡等復(fù)雜現(xiàn)象時(shí),，尚待進(jìn)一步探索和實(shí)踐,。武仙竹說道：“但從我們的研究應(yīng)用來看，三維數(shù)字模型技術(shù)在解決痕跡和工具之間的關(guān)聯(lián)性上具有優(yōu)勢,，它是通過微觀痕跡現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)人類演化中行為模式的重要技術(shù)途徑之一,。”
　　“我國有豐富的古人類資源，保留了大量古人類遺存的行為痕跡現(xiàn)象,。我們準(zhǔn)備采集更多的相關(guān)標(biāo)本,，從古人類遺存的行為痕跡入手，對古人類的行為模式,、思維習(xí)慣演化等作更系統(tǒng)和深入的研究,。此外，人類行為痕跡現(xiàn)象實(shí)際上還存在于各種新石器時(shí)代以后的標(biāo)本上,。該方法的成功應(yīng)用,，今后也能夠?qū)π率鲿r(shí)代以后的考古研究作出更大的貢獻(xiàn)。”武仙竹zui后說道,。