淺談現(xiàn)代科技在文物保護(hù)中的應(yīng)用

□ 高婷穎

文物是人類(lèi)珍貴的文化遺產(chǎn)，是歷史的載體，在文物保護(hù)和利用工作中引入科技的力量，是讓文物“活”起來(lái)、重新煥發(fā)生命力的重要途徑。

先進(jìn)科技應(yīng)用到保護(hù)文物工作中，拓寬了文物研究范圍，豐富了文物內(nèi)容，揭示了更多信息。它促使考古學(xué)時(shí)空范圍擴(kuò)大，從空中到陸地、水下，它都可以進(jìn)行探測(cè)；它還促使博物館學(xué)的發(fā)展，比如陳列中的布展，藏品的科學(xué)保護(hù)修復(fù)，且對(duì)文物的研究等提供了更精確的手段和信息，進(jìn)一步提高了文物保護(hù)的工作效能。文物保護(hù)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)研究已經(jīng)成為國(guó)際文物保護(hù)界的共識(shí)。

文物保護(hù)科學(xué)技術(shù)，從學(xué)科結(jié)構(gòu)分析，包括三個(gè)層次：文物的科學(xué)技術(shù)、保護(hù)技術(shù)和保護(hù)工程。文物的科學(xué)技術(shù)，即是對(duì)文物內(nèi)涵、生成、賦存條件及損毀機(jī)理的科學(xué)技術(shù)研究。保護(hù)技術(shù)是指在不影響文物基本屬性的前提下，通過(guò)各種技術(shù)手段阻止和延緩文物隨時(shí)效和自然環(huán)境變遷所發(fā)生的質(zhì)和形的變異、避免人工環(huán)境變遷和突發(fā)事件對(duì)其質(zhì)和形的破壞。保護(hù)工程是指對(duì)具體的文物的保護(hù)處理和預(yù)防性保護(hù)工程實(shí)施。從保護(hù)的性質(zhì)看，又可將文物保護(hù)劃分為預(yù)防性保護(hù)、搶救（被動(dòng)）性保護(hù)和加固、修復(fù)性保護(hù)和養(yǎng)護(hù)性保護(hù)。

由于文物種類(lèi)繁多，生成與賦存環(huán)境極其復(fù)雜，文物及其保護(hù)科學(xué)技術(shù)形成了一個(gè)龐大的跨眾多自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)門(mén)類(lèi)，并與多個(gè)社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)相關(guān)聯(lián)的學(xué)科群。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的21世紀(jì)，文物保護(hù)科學(xué)技術(shù)最顯著的特征是：一切科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明都會(huì)被考慮和嘗試應(yīng)用于文物研究及其保護(hù)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成為文物保護(hù)的核心，并盡可能地吸收傳統(tǒng)修復(fù)保護(hù)技藝的合理因素。

現(xiàn)代科技手段在文物工作中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.利用先進(jìn)的科技手段可以對(duì)文化遺存進(jìn)行測(cè)年。

運(yùn)用化學(xué)分析的檢測(cè)手段對(duì)文物進(jìn)行檢測(cè),可探尋或確定它們的來(lái)源，甚至提供制作和使用的相關(guān)信息，為文物的研究及文物保護(hù)提供重要的技術(shù)依據(jù)。目前，使用最廣的有碳14測(cè)年法、熱釋光法、樹(shù)木年輪法和考古地磁法?；诟鞣N自然規(guī)律，對(duì)年代的測(cè)量有不同的方法。夏商周斷代工程應(yīng)用碳14測(cè)年法解決了一系列的年代問(wèn)題建立起三代碳14年代框架，為三代年表的建立提供了有力的依據(jù)。例如，陜西長(zhǎng)安馬王村發(fā)現(xiàn)的H18系列地層，時(shí)間跨越了先周、周初和周中期，專(zhuān)家選取了木炭、骨頭、一年生小米的系列樣品，由此測(cè)定的武王克商為公元前1050～公元前1020年，誤差為30年，與天文學(xué)的推定相吻合。熱釋光在文物的真?zhèn)舞b別方面有很大優(yōu)勢(shì)。如社會(huì)上偽造、仿造青銅器、瓷器等文物，傳統(tǒng)的鑒定方法，通常對(duì)其外觀、藝術(shù)風(fēng)格、紋飾以及銘文進(jìn)行觀察和辨別；但相當(dāng)多的贗品以假亂真，這就要借助現(xiàn)代科技手段做鑒定，來(lái)解決以假亂真的現(xiàn)代高仿文物鑒定。

2.應(yīng)用科技器械對(duì)文物形象的觀察研究

隨著科技的不斷發(fā)展和文物研究方法的不斷改進(jìn)，越來(lái)越多的現(xiàn)代工業(yè)手段被引入文物研究中的觀察環(huán)節(jié)，使我們可以透過(guò)表面形態(tài)觀察文物的內(nèi)部信息，為文物研究和文物修復(fù)、保護(hù)提供肉眼無(wú)法識(shí)別的內(nèi)部信息。用科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器找出文物蛻變的原因和機(jī)理，有助于文物保護(hù)工作的科學(xué)開(kāi)展，如透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、發(fā)射光譜分儀、熱釋光儀、X射線熒光光譜儀等等，這些科技已在文博領(lǐng)域應(yīng)用，對(duì)揭示與文物有關(guān)的歷史藝術(shù)信息、提供文物制作的工藝技術(shù)信息、反映文物的保存情況、文物真?zhèn)舞b定起到重要作用。

3.通過(guò)化學(xué)成分的分析方法對(duì)文物產(chǎn)地與礦料來(lái)源的研究

文物產(chǎn)地研究的分析方法種類(lèi)繁多，應(yīng)用成熟的是中子活化分析、電感耦合等離子體發(fā)射光譜光譜分析、鉛同位素比值法。目前，陶瓷和青銅文物是產(chǎn)地和礦料來(lái)源研究的主要對(duì)象。古代陶瓷產(chǎn)地研究就是通過(guò)對(duì)古陶瓷化學(xué)元素特征大量數(shù)據(jù)的積累，從中選出反映地域性特征的微量、痕量元素及其含量，用現(xiàn)代陶器、源粘土進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步推斷古陶瓷的制作年代和燒制年代。中國(guó)古代瓷器原料就地取材，其中所含的微量元素種類(lèi)不多，一般不影響瓷器質(zhì)量，但可在瓷器中長(zhǎng)期保存，從而成為分辨各地、各類(lèi)瓷器的特征性指標(biāo)。經(jīng)中子活化分析可以確定古瓷器中微量元素的古瓷窯窯系，分析各處古窯的瓷土來(lái)源，瓷釉中元素含量的分布說(shuō)明了原料配方上的差別。更重要的是利用中子活化分析，可測(cè)量數(shù)據(jù)，建立各窯系、各瓷類(lèi)的微量元素特征譜系。如宋代和明代浙江龍泉窯青瓷釉的特征迥異。20世紀(jì)60年代初期，鉛同位素比值被首次應(yīng)用于金屬文物的分析之中，取得許多有意義的成果，已成為青銅器礦料來(lái)源研究的主要手段。青銅器作為中國(guó)上古三代文明最顯著的特征，是研究的重點(diǎn)。1984年，中國(guó)科技大學(xué)的金正耀在國(guó)內(nèi)首先運(yùn)用鉛同位素比值測(cè)定法對(duì)殷墟出土的14件青銅樣品進(jìn)行分析和研究，發(fā)現(xiàn)其中5個(gè)樣品屬于鉛同位素比值非常低的異常鉛。這種鉛在地質(zhì)上稱(chēng)為高放射性成因鉛，它與云南東北永善金沙石礦山的異常鉛同位素比值特征一致。研究認(rèn)為，上述5個(gè)樣品的礦料來(lái)源為云南東北。運(yùn)用化學(xué)分析是當(dāng)代自然科學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，它通過(guò)對(duì)客觀物質(zhì)的科學(xué)測(cè)試來(lái)獲取物質(zhì)的組成成份、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、性能和用途等多種有用信息，可探尋或確定它們的來(lái)源,甚至提供制作和使用的相關(guān)信息，為文物的研究及文物保護(hù)提供重要的技術(shù)依據(jù)。

4.脂肪酸分析法對(duì)古代人類(lèi)食性研究

脂肪酸分析法在20世紀(jì)70年代末80年代初開(kāi)始使用，至今已有許多資料和經(jīng)驗(yàn)。1977年，德國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)脂肪酸雖然很微量，即使是極微小的脂肪顆粒，都以很穩(wěn)定的形式存在著，經(jīng)過(guò)幾千年，幾萬(wàn)年也不會(huì)變質(zhì)，這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)一段時(shí)間后，脂肪表面會(huì)氧化形成豎膜而使內(nèi)部的脂肪長(zhǎng)期保存下來(lái)。如此，可以將各種生物特有的脂肪酸與考古資料發(fā)現(xiàn)的脂肪酸作比較，來(lái)區(qū)分生物體。從遺址或陶器、石器、骨角器里都可以提取脂肪酸并進(jìn)行測(cè)定，分析其中包含有那種動(dòng)植物，進(jìn)而推斷遺址中各種遺物的用途，了解古人的飲食特點(diǎn)。日本生物化學(xué)家中野益男對(duì)山形縣繩紋時(shí)代前期，距今約5000年前的押山遺址出土的甜餅進(jìn)行分析。因小甜餅未被破壞，對(duì)其進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)這塊小甜餅營(yíng)養(yǎng)豐富，推測(cè)當(dāng)時(shí)是把栗子、核桃等砸碎后取出果仁，再加上日本鹿的肉和血液、骨髓，并摻入鐵、銅、硫，無(wú)機(jī)物成分豐富，食鹽、酵母醇系人工加進(jìn)。這個(gè)小甜餅為后人展示了一份生動(dòng)的食譜。

5.現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合提高了文物保護(hù)水平

現(xiàn)代技術(shù)給文物保護(hù)帶來(lái)重要支撐，成功的保護(hù)修復(fù)案例實(shí)際上是傳統(tǒng)技術(shù)與新科技的完美結(jié)合。紙質(zhì)文物屬于脆弱文物之一，自身抵抗環(huán)境能力比較差，所以對(duì)其的保護(hù)就顯得尤為謹(jǐn)慎。紙張變質(zhì)一個(gè)重要的原因就是紙的酸性存在和增多，酸性加速了纖維素的水解，使紙的機(jī)械強(qiáng)度降低。目前有兩種去酸方法：濕去酸和干去酸。濕法去酸法，是指將紙張浸泡在堿性溶液中，使之中和，提高pH值從而達(dá)到降酸的目的。因此法對(duì)水溶性字跡材料極為不利，容易使紙張變形起皺，易碎裂，故不建議采用。干法去酸法，可以克服濕法去酸的缺點(diǎn)。主要是用氨水、嗎啡啉熏蒸紙張，這種方法對(duì)字跡、紙張無(wú)損。也可以浸漬、噴灑方法并用，將紙張浸泡在有機(jī)溶液數(shù)分鐘，取出涼干即可。對(duì)于青銅器的保護(hù)修復(fù)一般從清洗去銹、加固處理、穩(wěn)定處理、整形復(fù)原、連接完型、補(bǔ)配缺塊、做色做舊、緩蝕處理、表面封護(hù)九個(gè)方面進(jìn)行保護(hù)修復(fù)。就從去銹來(lái)說(shuō)傳統(tǒng)的方法主要使用刀具剔除或砂紙打磨等手工去銹?，F(xiàn)在結(jié)合激光去除儀、等離子體除銹機(jī)、超聲波振動(dòng)儀等電動(dòng)工具去銹。顯然傳統(tǒng)手工已不夠?qū)嵱?，但在整形?fù)原過(guò)程中傳統(tǒng)的施加外力使器物恢復(fù)原狀的錘擊法、模壓法、頂撐法等等一直發(fā)揮著不可替代的作用。經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代科技相結(jié)合，文物保護(hù)修復(fù)會(huì)更加完善。

以上是筆者對(duì)現(xiàn)代科技在文物保護(hù)中應(yīng)用的一點(diǎn)淺見(jiàn)，現(xiàn)代科技在文物中的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此，更新的科技會(huì)越來(lái)越多地被用于科技保護(hù)中。運(yùn)用現(xiàn)代科技對(duì)文物的機(jī)理現(xiàn)象進(jìn)行分析，運(yùn)用物理、化學(xué)方法進(jìn)行研究與保護(hù)，是當(dāng)前文物保護(hù)研究的發(fā)展趨勢(shì)。作為文物工作者，既要掌握人文社會(huì)科學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也要接收自然科學(xué)的熏陶，促進(jìn)現(xiàn)代科技在文物中的應(yīng)用，更好地保護(hù)文物。文物科技保護(hù)任重道遠(yuǎn)。