Вычислительная археология

О науке о восстановлении компьютерных данных с устаревших носителей или форматов см. Археология данных .

Вычислительная археология описывает компьютерные аналитические методы изучения долгосрочного поведения человека и эволюции поведения. Как и в случае с другими субдисциплинами, которые имеют приставку «вычислительные» к своему названию (например, вычислительная биология , вычислительная физика и вычислительная социология ), этот термин зарезервирован для (в основном математических) методов, которые невозможно реализовать без помощи компьютера. .

Вычислительная археология может включать использование географических информационных систем (ГИС), особенно применительно к пространственному анализу, такому как анализ видимости и анализ пути наименьшей стоимости , поскольку эти подходы достаточно сложны в вычислительном отношении, и их чрезвычайно сложно, если вообще возможно, реализовать без обработки. мощность компьютера. Аналогичным образом, некоторые формы статистического и математического моделирования , а компьютерное моделирование человеческого поведения и поведенческой эволюции с использованием таких программных инструментов, как Swarm или Repast, также было бы невозможно рассчитать без вычислительной помощи. Применение множества других форм сложного и индивидуального программного обеспечения для решения археологических проблем, таких как человеческое восприятие и движение в искусственной среде, с использованием такого программного обеспечения, как Университетского колледжа Лондона программа Space Syntax , также подпадает под термин «вычислительная археология».

Приобретение, документирование и анализ археологических находок на раскопках и в музеях — важная область, в которой анализ керамики является одной из основных тем. В этой области используются методы 3D-съемки, такие как сканирование структурированным светом (SLS), фотограмметрические методы, такие как « структура из движения » (SfM), компьютерная томография , а также их комбинации. предоставить большие наборы данных многочисленных объектов для исследования цифровой керамики. Эти методы все чаще интегрируются в рабочий процесс раскопок на месте. Австрийский (CVA) имеет плодотворное значение подпроект Corpus vasorum antiquorum для цифровых исследований находок в музеях.

Вычислительная археология также известна как «археологическая информатика» (Буренхульт 2002, Хаггетт и Росс 2004). ) или «археоинформатика» (иногда сокращенно «ИИ», но не путать с искусственным интеллектом ).

и

В последние годы стало ясно, что археологи смогут реализовать весь потенциал количественных методов и компьютерных технологий только в том случае, если они осознают конкретные подводные камни и потенциальные возможности, присущие археологическим данным и исследовательскому процессу. Наука об искусственном интеллекте — это новая дисциплина, которая пытается раскрыть, количественно представить и изучить конкретные свойства и закономерности археологической информации. Фундаментальные исследования данных и методов самодостаточного археологического подхода к обработке информации создают количественные методы и компьютерное программное обеспечение , специально предназначенное для решения и понимания археологических проблем.

Наука ИИ способна дополнить и расширить практически любую область научных археологических исследований. Он включает в себя большую часть методов и теорий, разработанных в количественной археологии с 1960-х годов, но выходит за рамки прежних попыток количественной оценки археологии, исследуя способы представления общей археологической информации и проблемных структур в виде компьютерных алгоритмов и структур данных . Это открывает археологическому анализу широкий спектр компьютерных методов обработки информации, способных решать проблемы большой сложности. Это также способствует формализованному пониманию объектов исследования дисциплины и создает связи между археологией и другими количественными дисциплинами, как в методах, так и в программных технологиях. Его повестку дня можно разделить на две основные исследовательские темы, которые дополняют друг друга:

1. Фундаментальные исследования (теоретическая наука об искусственном интеллекте) структуры, свойств и возможностей археологических данных, умозаключений и построения знаний . Это включает в себя моделирование и управление нечеткостью и неопределенностью археологических данных, эффектами масштаба, оптимальными стратегиями отбора проб и пространственно-временными эффектами.
2. Разработка компьютерных алгоритмов и программного обеспечения (прикладная наука об искусственном интеллекте), которые делают эти теоретические знания доступными для пользователя.

Уже существует большой объем литературы по использованию количественных методов и компьютерного анализа в археологии. Развитие методов и приложений лучше всего отражено в ежегодных публикациях конференции CAA (см. раздел внешних ссылок внизу). По крайней мере два журнала, итальянский Archeologia e Calcolatori и британский Archaeological Computing Newsletter , посвящены методам археологических вычислений. AI Science вносит вклад во многие фундаментальные темы исследований, включая, помимо прочего:

• расширенная статистика в археологии, пространственный и временной анализ археологических данных
• байесовский анализ и расширенные вероятностные модели, нечеткость и неопределенность археологических данных
• масштабные явления и масштабные нарушения
• внутриплощадочный анализ (представления стратиграфии , 3D-анализ, распределение артефактов )
• ландшафтный анализ (территориальное моделирование, анализ видимости )
• оптимальные стратегии обследования и выборки
• процессно-ориентированное моделирование и имитационные модели
• для археологического прогнозного моделирования и управления наследием приложения
• контролируемая и неконтролируемая классификация и типология, искусственного интеллекта приложения
• цифровые раскопки и виртуальная реальность
• вычислительная воспроизводимость археологических исследований
• разработка археологического программного обеспечения, электронных данных обмен и публикация

Наука об искусственном интеллекте выступает за формализованный подход к археологическим выводам и накоплению знаний. Он носит междисциплинарный характер, заимствуя, адаптируя и совершенствуя методы и теории из множества других дисциплин, таких как информатика (например, разработка алгоритмов и программного обеспечения, баз данных проектирование и теория ), геоинформатика ( пространственная статистика и моделирование, географические информационные системы ), искусственный интеллект. исследования (контролируемая классификация, нечеткая логика ), экология (анализ точечных закономерностей), прикладная математика ( теория графов , теория вероятностей ) и статистика .

и

Научный прогресс в археологии, как и в любой другой дисциплине, требует создания абстрактных, обобщенных и передаваемых знаний о процессах, лежащих в основе прошлых действий человека и их проявлений. Квантификация обеспечивает последний известный способ абстрагирования и расширения наших научных способностей за пределы интуитивного познания. Количественные подходы к обработке археологической информации и выводам составляют важнейшую часть научных методов археологических исследований. Они предоставляют инструменты, алгебру , статистику и компьютерные алгоритмы для обработки информации, слишком объемной или сложной для чисто когнитивных , неформальных выводов . Они также строят мост между археологией и многочисленными количественными науками, такими как геофизика , геоинформационные науки и прикладная статистика. И они позволяют ученым-археологам планировать и проводить исследования формальным, прозрачным и понятным образом.

Будучи новой областью исследований, наука об искусственном интеллекте в настоящее время представляет собой довольно рассредоточенную дисциплину, нуждающуюся в более сильном, хорошо финансируемом и институционализированном внедрении, особенно в академическое обучение. Несмотря на очевидный прогресс и полезность, сегодняшняя количественная археология часто недостаточно представлена ​​в археологической подготовке и образовании. Частично эта проблема может заключаться в ошибочных представлениях о кажущемся конфликте между математикой и гуманистической археологией.

Тем не менее, цифровые раскопок технологии , современное управление наследием и сложные исследовательские вопросы требуют от квалифицированных студентов и исследователей разработки новых, эффективных и надежных средств обработки постоянно растущей массы нерешенных археологических данных и исследовательских проблем. Таким образом, обеспечение студентов-археологов прочными знаниями в области количественных наук, таких как математика, статистика и информатика, кажется сегодня более важным, чем когда-либо.

В настоящее время университеты, расположенные в Великобритании, предоставляют наибольшую долю учебных программ для будущих специалистов по количественной археологии, при этом все больше институтов в Италии, Германии и Нидерландах быстро приобретают сильный профиль. В Германии первая в стране должность преподавателя в области искусственного интеллекта («Archäoinformatik») была учреждена в 2005 году в Кильском университете. В апреле 2016 года в Кёльнском университете (Институт археологии) была учреждена первая полная профессорская должность по археоинформатике.

Важнейшей платформой для студентов и исследователей в области количественной археологии и науки об искусственном интеллекте является международная конференция « Компьютерные приложения и количественные методы в археологии» (CAA), которая существует уже более 30 лет и каждый раз проводится в разных городах Европы. год. Городское археологическое подразделение Вены также проводит ежегодное мероприятие, значение которого быстро приобретает международное значение (см. ссылки внизу).

Дальнейшее чтение

• Рузвельт, Кобб, Мосс, Олсон и Юнлюсой, 2015 г.: «Раскопки - это разрушение , оцифровка: достижения в археологической практике», Журнал полевой археологии , том 40, выпуск 3 (июнь 2015 г.), стр. 325-346.
• Буренхульт 2002: Буренхульт, Г. (ред.): Археологическая информатика: толкая конверт . САА2001. Компьютерные приложения и количественные методы в археологии. BAR International Series 1016, Archaeopress, Оксфорд.
• Фальсер, Майкл; Джунеха, Моника (ред.): «Археологизация» наследия? Транскультурные переплетения между местными социальными практиками и глобальными виртуальными реальностями (Серия: Транскультурные исследования – Гейдельбергские исследования Азии и Европы в глобальном контексте). Springer: Гейдельберг/Нью-Йорк, 2013, VIII, 287 стр. 200 ил., 90 ил. в цвете.
• Хаггетт и Росс 2004: Дж. Хаггетт, С. Росс (ред.): Археологическая информатика. За пределами технологий . Интернет-археология 15. http://intarch.ac.uk/journal/issue15/
• Марвик, Бен (2016). «Вычислительная воспроизводимость в археологических исследованиях: основные принципы и пример их реализации» . Журнал археологического метода и теории . 24 (2): 424–450. дои : 10.1007/s10816-015-9272-9 . S2CID   43958561 .
• Шлапке 2000: Шлапке, М. «Археоинформатика» в Государственном управлении по сохранению археологических памятников Тюрингии , раскопки и находки в Свободном государстве Тюрингия, 5, 2000 г., стр. 1–5.
• Земанек 2004: Земанек, Х .: Археологическая информация - Ученый-информатик смотрит на археологию. В: Ауссерер К.Ф., Бёрнер В., Гориани М. и Карлхубер-Фекль Л. (ред.) 2004. Enter the Past. Электронный путь в четыре измерения культурного наследия. CAA 2003, Компьютерные приложения и количественные методы в археологии. BAR International Series 1227, Archaeopress, Оксфорд, 16–26.
• Домашняя страница журнала «Археология и калькуляторы»
• Домашняя страница информационного бюллетеня Archaeological Computing , теперь являющегося дополнением к Archeologia e Calcolatori.
• Вычислительная археология
• Блог вычислительной археологии
• Фишер, Эрих (30 июля 2020 г.). «Археоинформатика» . Оксфордская исследовательская энциклопедия антропологии . doi : 10.1093/acrefore/9780190854584.013.43 . ISBN  978-0-19-085458-4 .
• Джексон, Сара Э (2020). «Инструменты археологической рефлексии, основанные на данных: исследование вещества кости посредством метаанализа академических текстов» . Интернет-археология (54). дои : 10.11141/ia.55.12 .