[科普中國]-5300多年前的木乃伊說話了！

看過電影《木乃伊歸來》的人一定對影片中木乃伊復(fù)活的場景印象深刻，如果這樣的事情真的發(fā)生在現(xiàn)實(shí)生活中，你信嗎？盡管這聽起來很恐怖，但科學(xué)家利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，真的讓5300年前的木乃伊“復(fù)活”開口說話了。
新聞熱點(diǎn)
早在2016年3月3日美國有線電視新聞網(wǎng)就報(bào)道，意大利科學(xué)家正試圖讓沉睡5300年的木乃伊“冰人”奧茲打破沉默，重現(xiàn)聲音。研究員阿萬齊尼(Francesco Avanzini)在采訪中說到“我們至少能在一年之內(nèi)賦予奧茲聲音，至少能夠造出最接近他的聲音。”
沒想到僅過了半年的時間，就在前幾天英國《每日郵報(bào)》報(bào)道，意大利科學(xué)家利用CT斷層掃描技術(shù)，在不破壞身體的情況下，重建了奧茲的聲帶、喉嚨和口腔，再利用電腦科技模擬，搜集相關(guān)咽喉組織密度和聲帶張力等數(shù)據(jù)，讓奧茲發(fā)出母音。奧茲開口說話了，第一句是“A. E. I. O. U”，還帶著意大利口音。

圖1. 沉默了5300多年的木乃伊開口說話了（圖片引自《每日郵報(bào)》）

主角“冰人”奧茲
奧茲是于1991年在意大利阿爾卑斯山的冰川中被發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時他的身體絕大部分處于冰凍之中，但皮膚上的汗孔仍然清晰可見。奧茲是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的、保存最完整的人類木乃伊，連古埃及拉美西斯大帝的木乃伊都比他年輕好幾百年。與埃及木乃伊不同，奧茲是在自然條件下被冰雪凍結(jié)形成的。目前被保存在意大利小城的木乃伊博物館。

圖2. 奧茲的全身照（圖片引自《每日郵報(bào)》）

科學(xué)家已經(jīng)研究奧茲將近25年了，最終重現(xiàn)了奧茲當(dāng)年的樣子。DNA報(bào)告和其他分析數(shù)據(jù)顯示：他應(yīng)該有棕色的眼睛，1.6米高，50公斤重，可能有黑色的及肩長發(fā)，并且有胡須。奧茲的健康狀況不容樂觀，不過在他的年齡段，這樣糟糕的健康狀況并不罕見。他有心血管疾病病史，可能還有潰瘍，科學(xué)家在他的腸道中發(fā)現(xiàn)了寄生蟲。2008年意大利Camerino大學(xué)的研究組對冰人DNA分析表明，他不屬于任何已知的現(xiàn)代人種。
奧茲冰人的意義在于它出現(xiàn)在冰雪中，并且牽涉到一樁5300年前的謀殺謎案，因而在十大木乃伊排行榜中占據(jù)第二名。

圖3. 科學(xué)家根據(jù)生物學(xué)信息合成的奧茲的復(fù)原圖（圖片引自《每日郵報(bào)》）

如何開口說話？
讓奧茲重現(xiàn)聲音的關(guān)鍵是電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)(electronic computer X-ray tomography technique, CT)。根據(jù)人體不同組織對X射線的吸收率和透過率的不同，應(yīng)用靈敏度極高的CT掃描儀對人體進(jìn)行掃描測量，然后將測量所獲取的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，便可呈現(xiàn)人體被檢查部位的斷面或立體圖像，發(fā)現(xiàn)體內(nèi)任何部位的細(xì)小病變。利用CT斷層掃描技術(shù)，可以獲取奧茲的聲帶、喉嚨和口腔等結(jié)構(gòu)的重要數(shù)據(jù)，這也是讓奧茲發(fā)聲的第一步。

圖4. 現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描儀（圖片引自維基百科）

圖5. CT斷層掃描效果下人體圖（圖片引自維基百科）

圖6. 電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描下的木乃伊效果圖（圖片引自《每日郵報(bào)》）

CT斷層掃描技術(shù)不僅在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，同時也被廣泛應(yīng)用于動物的形態(tài)分類研究。利用精細(xì)CT斷層掃描技術(shù)我們甚至可以非常清楚地看到青蛙的骨骼結(jié)構(gòu)。

圖7. CT斷層掃描效果下蛙類的骨骼（圖片引自文獻(xiàn)Scherz et al. 2016. SALAMANDRA 52(2): 91-106）

第二步是采用電腦模擬技術(shù)，利用斷層掃描的數(shù)據(jù)模擬奧茲的聲帶、喉嚨和口腔等發(fā)聲結(jié)構(gòu)。并在此基礎(chǔ)上搜集相關(guān)咽喉組織密度和聲帶張力等數(shù)據(jù)，讓奧茲發(fā)聲。這里面運(yùn)用了結(jié)構(gòu)聲學(xué)的一些技術(shù)，簡單說來就是：每種事物本身的發(fā)聲特征是由其固定的結(jié)構(gòu)特征決定的，通過模擬具體的結(jié)構(gòu)信息，我們便能得到該事物的發(fā)聲信息。例如，當(dāng)我們的舌頭在口腔中處于不同位置、嘴巴呈不同形狀時，可以發(fā)出不同的音節(jié)。

圖8. 奧茲的聲帶、喉嚨和嘴巴等發(fā)聲結(jié)構(gòu)的模擬圖（圖片引自《每日郵報(bào)》）

研究團(tuán)隊(duì)的咽喉科專家菲斯特斯(Rolando Füst?s)表示，現(xiàn)在還無法完整重現(xiàn)奧茲原音，只能算是相當(dāng)接近，因?yàn)槟壳叭詿o法掌握部分重要資料，不過依然算是研究的一個里程碑。另一名學(xué)者艾萬齊尼(Francesco Avanzini)表示，“我們當(dāng)然不知道奧茲5000年前到底說了什么，但我們應(yīng)該能重現(xiàn)他發(fā)元音的音色，我希望還能模擬出輔音?！?br /> 科學(xué)意義
距今已有5300多年歷史的木乃伊“冰人”奧茲 (?tzi)，是歐洲發(fā)現(xiàn)最古老，保存最完整的人類木乃伊，具有重要的研究價(jià)值。“冰人”奧茲的發(fā)現(xiàn)為科學(xué)家們研究青銅器時代生活在中歐的人類提供了豐富的信息。在過去的25年中，他一直是人們窺探早期人類歷史的窗戶，他就像一個巨大的信息寶庫，里面揭示了5300年前的高山生活是怎樣的。舉個大家都比較熟悉的例子來說明：《侏羅紀(jì)公園》里面恐龍復(fù)活的關(guān)鍵是琥珀里那只吸了恐龍血液的蚊子。一只小小的蚊子復(fù)活了侏羅紀(jì)時期地球上的霸主，盡管這只是科幻電影里的橋段，但是利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)我們可以從“冰人”奧茲身上挖掘越來越多的寶貴信息，讓科幻變成現(xiàn)實(shí)。
“冰人”奧茲的成功發(fā)聲不僅僅是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一次完美杰作，而且為我們留下了更多的想象空間。5300多年前的奧茲都開口說話了，你覺得還有什么是不可能的？