第596期【齐悦读—线上共读—透视新科技】 “齐悦读”[线上共读] 《解读国家科学技术奖（三）》
（通讯员 邓辉）
讲座题目：透视新科技——解读国家科学技术奖（三）
主 持 人：胜 春
做客嘉宾：王建国，中国工程院院士。
崔 愷，中国工程院院士。
讲座时间：2024年9月16日～9月22日
（备注：讲座视频可循环播放）
透视新科技——解读国家科学技术奖（三）
讲座内容：
各位好！欢迎看我们今天的《透视新科技》，我是主持人胜春。中国的历史古城镇有2000多个，大多都有两三千年的历史，随着时间的推移，很多古城镇已经失去了原有的模样，那如何能够让这些古城镇旧貌换新颜呢？一个科研团队通过30年的实践找到了解决办法，我们通过短片去了解一下。中国作为世界四大文明古国之一，有着气势恢宏的城市发展史和数量浩瀚多姿多彩的建筑遗存，那些承载着历史与文化的古城如何在时代浪潮中保持风貌，传承文明，对古城和历史建筑的保护修旧如旧是唯一的保护方案吗？一个获得2020年度国家科技进步奖一等奖的科研项目，对破解老城保护的新旧矛盾做出了有益探索。古城和建筑遗产保护会用到哪些新技术？时代在发展，千年古城如何变得更加秀美？首先我们给大家介绍一下我们今天请来的两位嘉宾，第一位是中国工程院院士王建国先生，接下来一位是中国工程院院士崔愷先生。首先我们应该祝贺两位以及你们的团队，共同获得这次国家科技进步奖一等奖。两个院士能不能在这儿也给我们科普一下，像这样奖项的科研成果一般要具备什么样的条件？
这里面会有很多，成果的具体的指标的那些要求了，有里面的获奖专利、论文等等，包括工程实践，它作为这个领域国家重大的一个科学前沿里面的内容，而且不仅仅是在中国，在世界上也属于学科前沿的这样一个比较关键的一些领域。第二个就是说这样的一个项目，应该是对我们的国家的经济发展和社会民生有巨大的一种综合效益的这样一些项目。我觉得我们之所以能获奖，是因为我们国家是一个文化大国，那我们的城市建设，又是在全世界规模最大的，这样的一种文化遗产的保护，在城市建设当中如何能够很好地保护下来，传承下去，实际上是一个很大的难题，这个难题的难度，应该在全世界都没有的，所以在这种前提下，我们的经过这么多年，一个联合研发的成果。实际上是能够起到这样一个很关键的这么一个解题的，这样一个需求。说到城镇建筑遗产，一般我们说的是一座城呢，还是这城中的建筑？
总体上来讲，针对的是一个城市遗产多层面的表现，以往对单体的建筑，包括像《中华人民共和国文物保护法》都有很多详细的规定，实际上也都在执行，但是作为一个城市，城市当中的遗产，它不是一个简单的一个一个单体建筑，把它加起来这叫遗产。而是它是通过街区，通过不同的尺度，多层级的地图的一个发展的描述，然后呈现出来。我们一直在说保护古建筑，过去我们的保护是出了什么技术上的滞后的问题了吗？才督促我们不断催生新的技术。一座城市，我觉得它永远会面临着新生与衰亡，保留与淘汰，发展与保护的双重挑战，所以我们讲保护老城这件事情，它本身是一个既是文化传承，也是一个我们民族有没有这样的一种身份认同的一件大事。过去的保护工作，因为它分属不同的部门，比如说我们的住建管理部门，可能会去管理历史文化名城、名镇、名村，也包括历史街区的保护，可能关注城市尺度的内容会多一点。那么文物管理部门呢，可能会关注文物建筑本体的东西会多一点，更多的是以保为主，把这个作为一个博物馆的藏品一样的。我去把它关注起来，把它通过分级、分类，然后分主题给它挂牌。这有什么问题吗？
文物建筑它不是一个孤立的存在，它是存在一个历史环境当中的，如果它依存的历史街区，发生了很多变化只留下来一个孤立的（建筑）也是不行的。比如说这个房子定了级了，周围的不算文物的话，那么就在规划当中，有可能一下子都被拆完了，然后就建起来很多新的房子。所以在这个时候，就是说它的时间的梯度就发生了一些变化，这个一个是很老的，可能是一个明代的，或者是一个清代的，这个可能边上房子就是（上世纪）80年代、90年代以后建的那些房子，那它这个之间，其实它这个城市就不可阅读了。我们这次的科研成果的名字《中国城镇建筑遗产多尺度保护理论关键技术及应用》，当中这个多尺度我们该怎么理解？如果细分尺度，那尺度有很多种，但是我们最终是把它凝练为三个尺度。一个就是在城镇地理尺度，也就是说是在整个城市或者城镇这个尺度，比如北京老城，南京老城，比如说像广州，甚至到宜兴，到平遥、丽江等像这样的。那么第二尺度，我们称之为叫聚落街区尺度，可能到了南锣鼓巷，到了天桥的这一个历史街区，最后就到了建筑和建筑群的一个尺度。
我曾经画过一棵树来表达北京老城，我就画了底下的一个土壤，那么实际上里面是表达北京的老城是怎么长出来的呢？有长城拱卫这是军事安全的保卫，燕山山脉。然后有西山水系，有运河水系，有潮白河，永定河水系，然后还有京畿的腹地，来支撑这个老城，然后它慢慢它就长出了这棵北京老城的参天大树。然后在这大树上呢，它又长出了几个主干，一个主干是紫禁城为代表的，代表了中国（曾经）最高的管理机构，包括了从永定门到钟鼓楼的7.9公里长的中轴线，里面包含了中国过去古代的很多营城智慧。另外一颗主干里面长出了日月天地，太庙，国子监，包括东四、西四、东单、西单，很多公共活动的场所。另外一个主干，就是说我们占北京老城最大分量的四合院胡同，那么这代表了我们的一个居民生活的空间，也包括很多商旅的空间，过去有金鱼胡同、琉璃（厂）胡同等等市井生活的空间。（通过）这棵树你就看到它的这个尺度它是连续的，它是必须是在作为一个整体来认知。说到这个老城的保护，很多人有不同的说法，那过去我们习惯地听到梁思成先生带给我们修旧如旧，也有一种说法我们希望旧貌换新颜，对于这两种不同的说法，两位怎么看？
以往文保单位认定的一些保护建筑，实际上它是有一个年代的一个约定，比方说是清代以前的，或者说民国以前的，实际上现在为了表述城市发展的连续性，所以应该在不同时期都应该有保护的要求。所以换句话说，就是不仅仅是我们界定到，比方说建国（新中国成立）以前，现在建国（新中国成立）以后很多重要的建筑，都作为当代建筑遗产，也在纳入到城市的保护当中，那当我们看到这样的一个大范围的一个保护，实际上别人就会有疑问，就是这个城市是一个有生命的机体，它要不要进步，它要不要更新，我觉得这个是肯定的。所以，我们跟以往文保的某一种立场和态度不太一样的一点，就是如何让它融入今天的生活，所以它这个新，是新生活的一种融入，是创造新的城市需求，但是同时又要留住原来的文脉，所以我觉得单对个体来讲，就是对于比方说真正被界定为历史文物的这样的建筑来讲，那修缮的时候确实是要求修旧如旧，保持历史的原真性。但是对更多其他类型的，带有遗产价值的这些建筑来讲，我们不仅要保还要用，还要更新，所以这个过程当中，是可以有新颜的出现。
像前门23号这样一个项目，改造之前的状态是比较混乱的一个院子，我们要把它进行改造，实际上并不是说它这儿所有的东西我们就原封不动，只是改造里面的商业空间。实际上还是要追回到它在美国公使馆一百多年前建设的时候，老的图纸要找出来，然后那个时候的信息和资料，如何来完整呈现，恢复到它最初的那种文化风貌当中，又不能完全说把它腾空了就完了，实际上还有很多的当时结合北京的创意文化，还有一些商业消费的需求，怎么融进去，同时又不影响历史的这个格局的原真性，所以这个尺度是要掌握的。很多时候我们的争论都在这个之间摇摆，要不然就一点都不能动，要不然就全拆了重新建，我觉得这个实际上都是不对的。说到这个话题，那我们一起来看看相关的短片。高速发展的城市化进程，在给历史文化古城带来繁荣的同时，也让老城的传统文化面临许多挑战。如何将老城独特的历史文化传承下去，同时又激发出新的活力，是老城保护工作者一直探寻的课题。西湖是中国传统山水园林中历史悠久、文化内涵丰富的世界文化遗产，在对西湖东岸城市景观规划过程中，王建国院士带领团队首先对西湖形成的自然历史和人文历史进行了梳理，创新运用全球定位技术，并结合经典视觉美学，将西湖最佳观赏点的动态分布，结合空气能见度与城市景观之间的关系进行分析研究，为西湖观景环境的提升和整治提供了关键科学依据。
每一座古城，刚才两位也提到了，都会有自己独特的气质，也承载着不同的历史文化时期的这种特色，那数字技术到底怎么来去重现它们的风貌？我认为现在的在多尺度的建筑遗产保护方面的数字化转型，可能是我们当下的一个最重要的，也是最关键的一个科学发展的趋势。在大数据到来的时候，我们今天已经有了更好的工具来洞悉不同尺度之间，或者整个城市中所有的一些跟遗产保护相关的信息，在这个里面的一些应用。比如说我们通过历史地图，过去有很多古代地图和今天的数字地图，我们可以把它做叠加的一些研究分析，可以完成历史地图中的那种历史信息到今天的一种精准传递，把它做出来，就把它叠到了今天的数字地图上，这样就会为我们下一步整体来洞察古城里面的精华，以及它的关系就有了一个很好的视角。从前古老的办法，我们用田野调查的方式来获取信息，还有数据，那很多人就说了，现在我们已经到了大数据的时代，是不是我们这个田野调查这个成本就可以省下来了。尽管有很多的数字工具都可以作为辅助，但是田野调查作为设计师本人对这个场所的认识，是必不可少的。因为我觉得建筑是一种文化，甚至是一种需要你注入情感（的载体），所以在每一次到历史古城当中去做项目的时候，一定要在古城里，白天晚上都要去走一走，去观察它们留下的时间痕迹，同时也观察在这儿的老百姓怎么样的一种生活的状态，以及哪些东西需要更新改造，哪些地方是需要完整的保护，哪些文化的信息如何展示出来，所有这些东西都是很多的不同尺度上需要做个人的这种观察和思考，这是第一点。
第二点，我也觉得很重要，就是说在设计当中要调动我们的数字技术，进行模拟和比较、分析，通过什么方法能够更好地既保护历史遗产的一种原真的信息，同时又能够把新的生活注入进去。我们平常用得比较多的是手机信令数据，基于LBS（基于位置的服务）这样位置信息的数据。那么在这数据里面可以看到，就是在一定的时间段当中，一天24小时，这里面的人是怎么活动的，早晨你上班是从哪个点到哪个点，购物行为又是怎么发生的，休憩行为又怎么发生的，这个都通过手机信令数据完全可以把它做出来。同时，我们也通过POI（业态兴趣点）的业态数据去看它各行各态，我们叫城纳百工，这个百工它是怎么在城市当中是怎么分布的，跟人群使用又是一个什么样的关系。我们也可以通过一个机载的（设备）对街景进行扫描，通过机器学习，通过人工智能去识别这条街道的主要的用色是什么，主要的材料是什么，然后摆在一起。但是这样做的一个情况，当然是一个全方位的，是一个全尺度的一个工作，但是它也有颗粒度相对较粗的一个缺点。因为比如说在一个历史街区当中，一个城市当中，或者说在一个建筑当中，那么什么时候发生过改变的一些信息，比如说这个房子什么时候修缮过的，什么时候材料换过的，哪根梁是换过的，哪个材料跟原来是一个东西，用什么东西递补了上去，那你这个光用大数据是做（获取）不到这个信息的。所以田野调查仍然是必不可少的，特别是对我们一些重点的要做的一个保护的工作的一些对象，还要做靶向的精准分析，还要用实验的手段去对它结构的退化，材料退化要做实验研究，要找到它的病害，要让它延年益寿，要通过科学的这个依据支撑它的保护。
两位院士是本土设计的倡导者，在本土设计当中，您又是怎么来运用数字技术的？我觉得本土设计，实际上是我们设计的总体价值观的体现。它是希望强调建筑和土地的关系，而这个土地既是一个特定的自然的土地，同时又是一个充满文化信息的土地，每一次前期的调查，我们就要动用一些数字技术，对之前迭代的地形地貌一些追溯，在后面的本土设计当中文化是一个大项，就是跟历史城市环境的关系。同时，也有跟自然环境的关系，也有跟今天的生态环境的关系，也有跟现代生活的关系，所有这些线索，我们都把它当成一种代码。这些代码在我们不同的项目当中，它发挥的作用是不一样的，所以要做一些比对和这个研究，就是在哪些地方能找到合适的切入点，来完成这样的一新的，建筑的一个创作工作。我们最近刚刚建成的北京隆福寺历史街区，它既是一个传统的隆福寺消失的历史，同时又在这个后来尤其建国（新中国成立）以后多次的改建当中，遭受了一些火灾，在我们七年前（2013年）介入这个项目的改造的时候，利用数字技术，把过往的历史，做了比较严格的复原，然后在这个复原当中比较哪些文化信息，可以纳入到我们的改造和提升的这个设计当中去，其中一个比较典型的一个有争议的一点，就是原来的隆福寺已经消失了。但是后来这个隆福大厦上面，盖了一个仿古建筑，一个两进院子，这个院子实际上是一个当时叫夺回古都风貌时候这样的一种做法，就是在高楼的顶上加这些历史建筑的风貌。那么但是这些建筑，实际上并不完全，作为这个历史的一个真实的再现，它实际上是个仿古，当时就有专家认为，在改造当中，这个房子应该把它拆掉，不应该再要这个东西。可是我们也是有这样一个观念，就是实际上城市发展过程当中有对的也有错的，错的实际上也带有某一种记忆。
因为这个房子已经盖好在那儿，也有十年左右时间了，所以我们就进行改造，而不是拆除，在这改造当中，又把隆福寺那种逛庙会，看京城的那种气氛再现出来，所以现在改造以后，就变成了一个新的网红打卡地。实际上很多年轻人很喜欢在那儿，而且以那个地方去拍日出日落，这个成为一种很好的表现城市文化的一个场所。时代在发展，说这个老城的发展也同样应该体现到这个时代的发展这个风貌，跟上这个脚步，那怎么能够使得这个老城保护的同时，使我们这个城市再获得新生？在数字化的时代，就是我们现在做这个工作，可以在更加整体系统和全体数据的基础上来做它的保护工作，我们前些年做的芜湖总体城市设计，那么我们当时就去，买了三大运营商的一个月的每天24小时的手机信令数据，来研究在这个城市当中，人群是怎么活动，它的潮汐现象，它的那些上班下班活动是怎么发生的。那么这个过程中，我们就通过这样的一种数字技术，在设计当中发现叫五冷五热，就是什么意思呢？平常有些地方大家看到设计精美，大广场、大街道，可是真正活动的人是很少的，有些地方可能，好像环境不怎么样，可能甚至还有一点脏乱差，可是那儿人非常多，这时候就让我们在通过手机信令数据这样一些分析研究中，就找到了这个城市当中的活力点在哪里，真正那些冷的点又在哪里？这实际上就让我们找到了一个古城保护当中的一些问题所在。人流跟古建筑保护之间的直接的关系是什么？
现在是讲流量是很重要的，如果你这个古建筑，如果只是当作一个博物馆藏品在那儿，其实也是希望更多的人去跟它互动，能观赏到它的价值，这才能发挥它的历史资源的增值作用，所以我们在平常过程中，除了刚刚讲的手机信令数据，我们还会用百度词频的数据的热点，包括有的人会看了这个景比较好，会上传到社交媒体网站。我们可以通过上传的几十万张甚至上百万张的照片，去判断这个城市中间的一些历史资源点，它目前的状况是什么样，然后去再找到有针对性的一些设计手段去优化改善它。说到这个话题，我们一起来看看相关的短片。老城是一座城市的起源和灵魂，回望南京2000多年历史，依傍着秦淮河、明城墙的老城始终是这座城市的主角。怎样找到南京老城重新焕发活力的密码，恢复历史城市空间形态有序演化成为突破口？天际线是由自然景观和高楼大厦共同形成的城市轮廓，也是一座城市的视觉名片。古都南京山水城林，建筑与城市的结合却让人爱恨交织。以往的高层建筑已经形成了高低错落的轮廓线，如何对建筑高度进行科学管控？让它们与自然山水珠联璧合，为老城打造出赏心悦目的风景线。王建国团队打破了过去高楼规划主要根据经验和局部试点优化的传统方法，综合运用城市用地多因子互动模型，地理信息系统，网络词频大数据，机器学习等数字技术，对老城的街区建筑高度、分布密度进行精确制导，解决了保护历史自然风貌与合理规划的科学问题，让城市建筑与山水相互协调，塑造出层次丰富、错落有致的优美天际线。
您的这个科研成果，对中国的城镇建筑遗产保护，起到了非常大的积极作用，那对于其他国家建筑遗产的保护是否也同样适用呢？我觉得中国的城镇建筑遗产保护这样的一些理论，包括它的方法，包括价值观念，跟西方是同中有异，因为它是在不同的文化源流下产生的，所以它有自己的独特性，但是也有相关性。同中有异，同是什么？异是什么？同就是说我们都是要让过去的文化历史要在今天延年益寿，要让它能够流传到后世，应该把各个时代的精华留下来。那异是什么？异就是说，因为各个国家的体制，包括建筑的，过去城市的那种格局，建造的方式，比如中国过去是有那个王城的制度，有《考工记》的王城制度，也有管仲的《乘马》篇里面的，关于因地制宜建设城市的一些理论和方法。西方也有从维特鲁威开始就有建城的一些手段，包括文艺复兴理想城市的一些他们的一些规划方法。他（们）的城市规划方式，呈现的方式是有所不同的，再加上因为在过去的城镇发展过程中，一般都是就地取材，所以不同地域的城市，有的可能就砖石为主。木结构可能是在中国，就是一个非常重要的一种建筑的形式，我们跟西方发达国家的一些保护的理论方法，其实是一种互相借鉴、互相映照和互相吸收，互补的这么一个关系。
我觉得首先是这样，另外中国这样的一套，我们研究的这种方法，我认为对于跟中国，同样面临保护与发展尖锐挑战情况下（的国家），我们做的这些工作，应该讲对他们是有启示意义的，特别是在东南亚这些国家，我们对他们有非常直接的参照和影响作用，所以我们的工作目前也延展到缅甸的妙乌宫城片区，在申报世界遗产的工作，我们也在做，然后尼泊尔、印度，我们都有在做。这个成果对于我们国家的未来城市的发展和规划，到底有哪些启发的价值和意义？我们对这个未来的发展当中，如何把中国的历史和文化更完整、更全面保留下来，同时伴随着发展，也变成我们文化自信和文化复兴很重要的一个组成部分。我觉得这个还是很有国家这种战略上的一个意义，具体到每一个城市，每一个建筑来讲，我觉得在这样的一个新技术的指引下，使我们这种保护更能落地。因为它不仅仅是把它封闭起来，而是如何活化，如何修缮，如何更新，如何注入新的活力，我觉得这些实际上都是非常重要的。
跟以往片面的保护方法，又不一样。我觉得它的现实意义还是更大，我们这个成果当中，其实是对过去的历史，包括这个建筑遗产做了比较系统完整的研究，那么在这个研究过程中，其实我们实际上是对过去城市发展中的一些规律性的经验，和它的包括一些教训都有一个系统的总结，解释了过去作为一个千年城市何以优秀，它回答了这个问题。那么这样的话，我们在建设一个新的城市，新的城区的时候，我们仍然会要回答这样的一个问题，因为现在比如说像雄安新区的建设，北京城市副中心的建设，中央都提出了水城交融，蓝绿交织的。包括要建设一个千年城市的这么一个要求，那么我们这样一个研究成果，虽然研究的是城镇建筑遗产保护里面的一些科学问题，但他们这样的一些成功经验，仍然是可以来指导我们今天的城市建设，让它往未来走的时候，它会吸取过去的经验，同时也避免过去曾经有过的教训，使得我们的城市建设就会呈现出在一个时间的年轮上一个新的进阶，会有一个新的传承、扬弃和创新的发展。节目的最后再次祝贺两位获得国家科技进步奖一等奖，同时也感谢两位对保护城市风貌做出的努力，谢谢！感谢收看我们今天的《透视新科技》节目，如果您想了解我们更多的节目内容，也可以下载央视频去分享其他节目。今天的节目就到这儿，我是胜春，咱们下期节目再见。
