時(shí)間賦予了生命進(jìn)化的可能，也給予了他們創(chuàng)造奇跡的可能。與此同時(shí)，伴隨著物競(jìng)天擇，時(shí)間不斷地改變著生命的形態(tài)、自然的樣貌，歷史的痕跡以各式各樣的形式被留在了地球之上。也正是因?yàn)檫@些痕跡，人類有了了解歷史真相，探究地球過(guò)去的機(jī)會(huì)。

而在這些歷史的痕跡中，有一類受到了我們的格外重視——化石?；谴媪粼趲r石中的古生物遺體、遺物或遺跡，其中以骸骨與貝殼等較為常見(jiàn)。一般來(lái)說(shuō)無(wú)論是動(dòng)物化石還是植物化石，即便經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月，其形態(tài)中完整的部分，依舊能保留過(guò)去的樣貌，也因?yàn)檫@個(gè)原因，化石也成為了古生物學(xué)、歷史學(xué)的主要研究對(duì)象之一，為科學(xué)家探究地質(zhì)時(shí)期的動(dòng)、植物生命史，自然地貌的歷史變遷等，提供了重要的證據(jù)。不夸張地說(shuō)，化石向我們?cè)V說(shuō)了一段段人類未曾經(jīng)歷過(guò)或者擦肩而過(guò)的歷史。

盡管化石十分神奇，但是化石卻并非一開(kāi)始就被廣泛關(guān)注，甚至在人們發(fā)現(xiàn)讓這些石頭“開(kāi)口說(shuō)話”前，一度單純的將化石認(rèn)為是普通的“石化”現(xiàn)象。不過(guò)隨著科研技術(shù)的進(jìn)步，這種片面的想法很快地被推翻了，化石的形成也成為了化石研究中十分重要的一環(huán)。

而在大多數(shù)人印象里，化石常常是具備較為完整的形狀或者明顯的骨骼特征，因此也給人一種似乎有很明確的研究方向的感覺(jué)。但事實(shí)卻并非如此。許多人對(duì)于化石的印象主要來(lái)自于博物館與紀(jì)錄片中，這些化石一般是經(jīng)過(guò)修復(fù)后的拼合品或是復(fù)制品，因此更具有完整性，而實(shí)際科考發(fā)現(xiàn)的化石，常常是分散開(kāi)來(lái)的，并且大部分都是以散亂的化石碎片的形式存在，完整、集中的化石反而是少數(shù)。因此探究難度遠(yuǎn)比想得高，需要的儀器設(shè)備也更加復(fù)雜。不過(guò)這也有一定的積極效應(yīng)，化石的不規(guī)則分布往往能給地質(zhì)研究、生物遷徙的研究等提供充足的依據(jù)。

而除了完整性的問(wèn)題外，化石還有一個(gè)研究難點(diǎn)在于其特殊性。由于化石不具備生物體的六大基本特性，即“具有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”“具有新陳代謝的作用”“具有應(yīng)激性”“有生長(zhǎng)發(fā)育和生殖的現(xiàn)象”“能適應(yīng)一定的環(huán)境也能改變環(huán)境”“具有遺傳和變異的特性”，因此在研究過(guò)程中，會(huì)遇到其他生物研究中鮮少遇見(jiàn)的難題需要去解決。

當(dāng)然，人類是善用工具的，為了修復(fù)化石，為了解開(kāi)化石背后的神秘面紗，大量的科學(xué)技術(shù)被運(yùn)用，從簡(jiǎn)單的顯微鏡觀察，到復(fù)雜的三維成像技術(shù)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，再到3D打印技術(shù)等新穎技術(shù)。而可以確定的是，化石研究是一個(gè)滲透到多種科學(xué)領(lǐng)域的課題，從化石中探尋歷史痕跡，對(duì)于科研有非常重要的意義，同時(shí)對(duì)科學(xué)儀器以及科研技術(shù)的要求，也非常高。

知識(shí)擴(kuò)展——考古儀器大百科 　　

1. 金屬探測(cè)器 　　

金屬探測(cè)器早期是用來(lái)探測(cè)地下金屬的，這類儀器是非常專業(yè)的儀器，有可以探測(cè)地下金屬的，探測(cè)地下空洞，可以分別識(shí)別有色金屬和黑色金屬，數(shù)量，大小，范圍，都可以在探測(cè)器上顯示出來(lái)?？脊沤饘偬綔y(cè)器具有探測(cè)度廣、定位準(zhǔn)確、分辨力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)易等特點(diǎn)?？脊沤饘偬綔y(cè)器主要是用探測(cè)和識(shí)別隱埋地下的金屬物?？脊沤饘偬綔y(cè)器利用電磁感應(yīng)的原理-交流電通過(guò)的線圈，會(huì)產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)能在金屬物體內(nèi)部能感生渦電流。渦電流又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，倒過(guò)來(lái)影響原來(lái)的磁場(chǎng)，引發(fā)探測(cè)器發(fā)出提示音。 　　

金屬探測(cè)器早被應(yīng)用于探雷，現(xiàn)已成為一種廣泛應(yīng)用的安防器材，在機(jī)場(chǎng)、政府大樓、重要建筑物和奧運(yùn)會(huì)賽場(chǎng)上都有金屬探測(cè)器作為安全檢查的器材，除此以外，裝修工人和市政施工人員也會(huì)用它探測(cè)地底或墻體內(nèi)的電纜線和管路。 　　

2. 有害氣體分析儀 　　

古墓長(zhǎng)期沒(méi)有通風(fēng)，里面的氣體可能有害，無(wú)法測(cè)定空氣中是否存在其它有害氣體，這也造成很多考古人員在地下由于空氣的原因而窒息，空氣檢測(cè)對(duì)于考古人員是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。 　　

氣體分析儀主要利用氣體傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境中存在的氣體種類，氣體傳感器是用來(lái)檢測(cè)氣體的成份和含量的傳感器，一般是以檢測(cè)目標(biāo)為分類基礎(chǔ)。有害氣體分析儀是氣體分析儀的一種，它能夠有效探測(cè)地下存在的沼氣、CO、氯氣等對(duì)人體有害的氣體，甚至能夠直接在屏幕上顯示各種氣體的含量，在考古工作中也能發(fā)揮重要作用。 　　

3. ICP-OES光譜儀 　　

談及考古，大家都能想到文物。文物檢測(cè)也有很多專家在做，大家不僅關(guān)心文物的年限，也關(guān)心文物的材質(zhì)。文物不可被破壞，溶解，所以用的方法應(yīng)該是無(wú)損檢測(cè)。地礦樣品機(jī)體比較復(fù)雜，基因性不是很好，消解比較困難，ICP-OES光譜儀就可以快捷的做這個(gè)檢測(cè)。 　　

傳統(tǒng)的ICP法分析試樣，需要將樣品完全消解，轉(zhuǎn)化為液相，難度較大，而且需要依賴分析人員的經(jīng)驗(yàn)。ICP-OES光譜新技術(shù)是真正的光譜直讀，一次曝光，所有的蒲縣從紫外到近紅外，無(wú)論是高低濃度均能一次讀取。它是真正的全譜讀取，能做到快速啟動(dòng)和快速測(cè)量。省氣的設(shè)計(jì)讓其省時(shí)省力。且有益的靈敏度、的分辨率和良好的精密度都是非?？扇〉?。 

科學(xué)儀器——為考古事業(yè)保駕護(hù)航 　　

早在2009年，我國(guó)就研制出可以在發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行文物探測(cè)與保護(hù)的車式“移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”，將信息采集、智能預(yù)探測(cè)、分析檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)提取等功能集成在移動(dòng)車上。配備有智能控制、傳感器、計(jì)算機(jī)、傳輸、數(shù)據(jù)處理和空間技術(shù)等裝備，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)視頻、溫度、濕度監(jiān)測(cè)和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等，準(zhǔn)確掌握文物埋藏的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)出土文物在第一時(shí)間檢測(cè)分析和文物出土環(huán)境數(shù)據(jù)采集。大大提高我國(guó)考古探測(cè)和出土文物現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)的能力。 　　

到了2016年，考古用儀表工具更進(jìn)一步，遙感信息、虛擬現(xiàn)實(shí)、無(wú)人機(jī)等“黑科技”在考古發(fā)掘和文物修復(fù)中大顯身手，從遙感監(jiān)測(cè)到掃描測(cè)繪，從遙感考古到空間考古，儀器儀表在發(fā)揮其準(zhǔn)準(zhǔn)作用的同時(shí)，還大大縮短了考古發(fā)現(xiàn)的時(shí)間。自2012年開(kāi)始，中科院遙感與數(shù)字地球研究所利用空間考古技術(shù)參與絲綢之路沿線考古，于2013年在河西走廊西端的絲綢之路瓜州-沙州段遙感考古中一次性發(fā)現(xiàn)6處古城遺址。相比于前輩們用了近十年才找到巴州古城，這簡(jiǎn)直可以說(shuō)得上是一個(gè)“奇跡”了。 　　

隨著我國(guó)智能化領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，儀器儀表除了應(yīng)用于考古之外，也在文物保護(hù)產(chǎn)業(yè)嶄露頭角。在2015年，我國(guó)工信部就公布了文物保護(hù)裝備產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用示范名單。八個(gè)項(xiàng)目中，包括儀表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、成像系統(tǒng)等在內(nèi)的儀器儀表技術(shù)占了絕大多數(shù)。以文物高/超光譜成像設(shè)備為例，該設(shè)備應(yīng)用可見(jiàn)光-近紅外高光譜/超光譜成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)文物的光譜信息和空間信息同時(shí)獲?。煌瑫r(shí)構(gòu)建相應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，配套相應(yīng)分析軟件和光譜圖像處理軟件，形成文物分析高光譜/超光譜成像系統(tǒng)。多個(gè)儀表裝備齊上陣，為我國(guó)文物保護(hù)工作保駕護(hù)航。