考古学是通过古代人类活动遗留下来的实物来研究古代人类社会的一门学科。考古研究有自己的路线和技术手段，关注时间和空间两个维度。考古学者有一个理想化的终极目标，那就是复原古代社会，阐明历史发展过程中的规律。但是理想很丰满，现实则大打折扣。因为考古毕竟不是万能的，考古材料有片面性、局部性和不确定性。但是考古学者仍抱有极大的热情，希望通过调查、发掘、研究、保护修复、展示宣传这些环节，通过学科特有的方式来回溯过去，认识历史。

在现实中，大家看到的考古学者往往是拿着小刷子、小铲子在现场进行细致的清理，这其实只是考古工作中的一个环节—发掘，在发掘之前还有考古调查环节，之后还有研究环节。

从20世纪60年代开始的秦始皇陵考古迄今已近60年，目前已从局部的陪葬坑清理发展到大遗址考古阶段，也从兵马俑考古工地发展到秦始皇兵马俑博物馆，再到秦始皇帝陵博物院。20世纪七八十年代，这里仅是一个小型考古工地的时候，一支考古队负责了全部的考古勘探工作，大量的工作依靠亦工亦农培训班培养出来的考古学员来做，他们中有很多人从年轻时就参加了秦俑的考古工作，直到现在基本上已经到了退休年龄。

长期以来，中国考古勘探一直是以传统的“洛阳铲”钻探为主，秦始皇陵大面积的勘探也主要采用这种方法。这种方法具有中国特色，就连它的发明据说也归功于洛阳的盗墓贼。中国的建筑遗址以夯土为基础，而且又被掩埋于后期层层堆积的黄土之下。这种在土里面找土的工作，足以难倒很多高科技的方法，设计巧妙、具有半圆形结构的洛阳铲则可以从地下几乎无损地取出一层层土样和包含物，考古人员根据土色、土质、致密程度、包含物等可以判断出遗址的存在及其细节。洛阳铲的杆子是用白蜡木做成，有韧性和力度，但缺点是杆子做得太长，一般是两米多。兵马俑坑深6米多，铜车马坑深10多米，于是只好在杆子的后端做一个金属环，拴上绳子，熟练的技工就可以打出深孔。不过，这样不仅考验他们的技术，更费体力，一不小心，拔上来的杆子还可能会戳伤人。

现在兵马俑的发掘已经是一种室内发掘，条件相对改善很多了。但是，早期的兵马俑考古发掘肯定有许多我们现在想不到的困难。露天的野外发掘中，最重要的是文物和发掘现场的安全，甚至兵马俑考古中还出现了丢失将军俑头的事件。

早期的兵马俑发掘后，考古队员自己拼对陶片，逐步摸索出了修复这种大型陶器的一套方法。1974年五六月份，赵康民先生就窝在临潼文化馆的小房间里，好不容易才从村民交来的陶片中挑出一些，勉强拼出几件完整的兵马俑来，并被新华社记者看见后写成报道。对秦俑考古队来说，兵马俑的拼对修复刚开始也是个巨大的挑战。于是，考古队就学习兵马俑的老祖先—秦国人的奖励政策，学员如果能找出来可以拼合到一起的陶片，每片奖励5元钱！那个时候5元钱的奖励算是很多了，据说学员一个月的工资也就是几块钱。但是过了不久，学员们拼出来的陶片越来越多，奖金就不够用了。后来只好降低奖励标准，再后来学员们已经熟能生巧，有时候看一眼陶片就知道是陶俑身体的哪个部位，最后奖励就取消了。

那个时候，修好的陶俑还有一个重要任务，就是参加各种规格的展览，有些是临时的，有些则是为了接待重要外宾。

随着时代的进步和技术水平的提高，秦始皇陵考古已经告别了艰苦的考古阶段，进入一个新时期。

21世纪初的十年，为了科学地进行秦始皇帝陵大遗址的考古工作，我们对可能存在秦始皇帝陵遗迹的整个骊山北麓100平方千米的地区进行了系统的考古分区规划，建立了基于GIS（地理信息系统）的考古信息管理系统。基于这一分区系统，我们展开全面、系统的全覆盖式勘探、调查，经过长期、大量的工作后，加上对一些重要遗存进行主动性、学术性的发掘，终于形成了良性的大遗址考古工作模式。

为了提高效率，适应新技术的发展，从机械钻探到航空遥感、科技物探等也不断尝试应用到秦始皇陵的考古工作中来。这期间，大规模集中开展工作是在2002年至2003年，国家“863计划”中设立的“考古遥感与地球物理综合探测技术”项目在秦始皇陵封土区域开展了多项探测。这次探测使用了20多种物理和化学探测技术，这些方法包括磁法（地面磁法和井中磁法）、重力法、电（磁）法、弹性波法、放射性法、地温法、核磁共振法、土壤汞量测量和壤中气汞量测量法。

通过这些技术方法的实施，第一次发现了封土内的很多遗迹，而且还提供了这些遗迹的初步信息，包括发现了九层台、东向的墓道、墓室外围的开挖空间以及石质的外椁等。此后，我们还在秦始皇陵开展过其他物探试验，统称为探地雷达扫描，但是效果并不理想。目前的物探实践表明，在这个区域物探技术并不能完全代替传统的勘探技术，暂时还不能解决在土里面找土的世界性难题。目前的工作还需要与传统勘探手段结合起来，发挥两种勘探手段的长处，才能更好地解决考古勘探中的实际问题。

在考古调查与勘探之后是考古发掘。在考古发掘阶段，主要任务是清理遗迹和遗物，并进行记录，然后再根据情况做进一步的保护，如进行展示或回填保护等。

现代考古发掘已成为高度交叉的一项工作，实际工作中会用到不同学科的知识，既包括考古，也包括地质、地理、环境、农业、植物、动物、医学、陶瓷、冶金材料、理化分析等，因此需要有多学科背景的学者参与其中。面对庞杂而又不会说话的遗迹、遗物，传统的考古工作主要是通过文字、绘图、照相这三种考古方式来记录现场信息。但是，这种考古方法已不能适应科技进步的要求，真正认识考古现场、遗迹、遗物必须借助现代科学的“千里眼”“顺风耳”。

比如，在考古现场的信息记录技术上，近些年就取得了很多重要进展。从某种程度上看，考古过程也是一个物理破坏过程，而且这个过程是不可逆的。从20世纪八九十年代开始，考古工作者就提出过全方位记录考古信息的理念。随着技术手段的成熟，当前在发掘现场已普遍开展了三维扫描和数字建模。相信随着高密度和全时段扫描技术的发展，以后可以利用信息技术手段实现发掘信息的全部记录以及可逆的复原。

现代信息技术也逐渐应用到秦始皇陵考古的每一个环节。近十年，我们已经记录了海量的考古发掘现场数据以及陵园内的考古勘探数据。利用这些数据，我们的理想是基于真实考古数据建立一座数字化的秦始皇陵。另外，兵马俑的虚拟拼接与秦始皇陵王子面貌的重建也是两项有意思的尝试。

从20世纪末开始，在兵马俑的考古工作中，我们就一直开展陶俑的自动拼接和数字复原研究和实践。很多观众看到了秦始皇兵马俑考古现场捆扎陶俑碎片进行人工拼对，再用高强度的化学材料（环氧树脂等）进行粘接和固定，就完成了一件陶俑的修复。但是一旦陶俑完成这种物理修复，陶俑碎片的很多信息就只能封闭到陶俑里，再打开这些陶俑就困难了，还有很多陶俑由于陶片的缺失，也很难进行完整的修复。我们尝试过很多方法，比如光学照相甚至激光测量等，努力克服考古拼对以及修复存在的问题，但是效果并不明显。

近些年，我们与西北大学联合，利用陶片的三维扫描数据，建立每个陶片的数字模型，再利用数学计算的方法进行拼对，这样既可以指导现场出土的陶片的实体拼对，也可以进一步实现完整陶俑的虚拟复原。我们利用这项技术完成了近百件兵马俑以及20多件百戏俑的虚拟拼接和复原，这项技术多次获得国家级和省部级的奖励。

秦始皇到底长什么样子？是不是如尉缭所说的“蜂准，长目，挚鸟膺，豺声”？他的性格如何？这是很多人都关注的问题。以前人们只能通过想象进行模拟画像，根本不具备任何真实性。现在，随着科学技术的进步，只要秦始皇陵中能发现足够多的嬴秦宗族人员的颅骨、骨骼，我们就可以对他进行面貌复原，甚至从DNA入手开展进一步的人类学研究。西北大学的研究人员就对秦始皇陵上焦村陪葬墓、陵园内城小型从葬墓出土的秦人颅骨进行过三维扫描，再基于他们所掌握的中国人类颅骨的数据库资料，就可以对这些秦人的面貌进行重建。他们尝试复原了秦始皇陵出土的修陵人和可能是秦始皇的公子、公主以及后宫王妃的面貌。这些人面部特征明显，五官立体。如果其中的公子与始皇帝有血缘关系的话，便可以进一步开展对始皇帝形象的模拟复原工作。