中國古代建筑彩畫材料的科學(xué)認知

摘" 要：針對建筑彩繪裝飾的科學(xué)研究在西方已經(jīng)開展有年。近年來，中國古建筑彩畫的科學(xué)檢測分析工作也逐步展開，現(xiàn)階段該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)成果主要集中于國內(nèi)學(xué)界，以個案研究和技術(shù)路線探討為主。以彩畫材料為對象的科學(xué)檢測分析已經(jīng)初步建立起一套行之有效的方法論，并仍在不斷完善之中。相對有機物相而言，無機物相的分析技術(shù)更加成熟。當(dāng)前這一研究領(lǐng)域的主要局限在于：由已知樣本形成的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫尚未實現(xiàn)足量積累，在一定程度上制約了檢測數(shù)據(jù)解讀的深度和準確性；限于跨學(xué)科對話合作這一薄弱環(huán)節(jié)，既有研究往往難以與文獻記載及匠作經(jīng)驗結(jié)合，其結(jié)論僅止步于物相檢測層面，而未能真正形成對彩畫材料的科學(xué)認知；同時，彩畫材料科學(xué)研究與彩畫保護實踐存在脫節(jié)狀況。就未來發(fā)展方向而言，對彩畫的科學(xué)研究與彩畫保護實踐工作的結(jié)合仍有很大發(fā)展空間，而科技檢測與建筑歷史的跨學(xué)科綜合研究則有望成為一條填補既有研究空白的新型學(xué)術(shù)路徑。

關(guān)鍵詞： 建筑彩畫；彩繪；顏料；地仗；膠結(jié)材料；分析檢測

中圖分類號：TU-092" " " " 文獻標(biāo)志碼：A

DOI：10.19490/j.cnki.issn2096-698X.2023.04.049-059

Abstract： Scientific research on architectural painting has been carried out for many years in the West. In recent years， scientific study on Chinese ancient architectural painting has been gradually carried out in China. At present， the academic achievements in this field are mainly concentrated in the domestic academia， mainly in case study and technical approach research. In general， a set of effective methodologies for scientific analysis of architectural painting materials has been preliminarily established， and is still being improved. Compared with organic materials， the analysis technology of inorganic materials is more mature. At present， the main limitation of this research field is that the basic database formed by known samples has not been accumulated in sufficient quantity， which restricts the depth and accuracy of detection data interpretation to a certain extent. Limited by the deficiency of interdisciplinary conversation and cooperation， current research usually does not integrate literature records and artisan experiences. Thus the conclusions are only limited to the level of material compositions analysis， but fail to form a real scientific cognition of architectural painting materials. On the other hand， scientific research is largely detached from the practice of architecture conservation. In terms of future development direction， there is still a lot of room for development in combining scientific research and conservation work， and the interdisciplinary comprehensive research of science and technology testing and architectural history is expected to become a new academic path to fill existing research gaps.

Keywords： architectural decoration；polychrome painting；pigment；base plaster layer；binding media；scientific analysis

彩畫是中國古代建筑獨特的表面裝飾做法，其起源可以追溯到先秦時期，由木結(jié)構(gòu)防腐防蠹的實際需要，逐漸演化為復(fù)雜的裝飾藝術(shù)。

與其他工藝美術(shù)門類一樣，彩畫的顏材料選擇，始終受到社會經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進步等因素的推動與制約。化學(xué)與工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，促成了新型顏料與材料的問世；而貿(mào)易渠道的開拓與市場的成熟，使得原材料的成本與價格不斷下降，從而為工匠提供了更多選擇。地域與地域之間的物質(zhì)交流，推動了特定文化的形成、融合與演變。因此，在漫長的古代建筑發(fā)展歷程中，建筑彩畫的材料也隨著整個社會經(jīng)濟和文化的發(fā)展而不斷變化。

當(dāng)研究者將不同地域、不同時代的建筑彩畫作為研究對象時，對其材料的科學(xué)認知就成為無法繞過的課題。古代工匠對材料的命名、理解和使用，與今日現(xiàn)代科學(xué)視角下的定義往往存在差異，這就要求研究者不僅要在建筑學(xué)層面掌握彩畫作相關(guān)知識，也要了解現(xiàn)代科學(xué)檢測分析方法，同時還要具備歷史學(xué)視角，能夠?qū)⒉十嬵伈牧线€原到歷史語境之下，理解其在古代匠作術(shù)語體系中的定義，才有可能完成名實對應(yīng)工作，從而真正實現(xiàn)對彩畫材料的科學(xué)認知。

1" "古代文獻中有關(guān)建筑彩畫材料的記述

對彩畫材料的科學(xué)認知，并不是單從現(xiàn)代材料科學(xué)視角出發(fā)的認知，而是要打通現(xiàn)代科學(xué)與傳統(tǒng)匠作2個知識體系。因此，有必要先對古代文獻中的相關(guān)記述作梳理，這方面已知的主要文獻材料包括5種。

（1）建筑術(shù)書。宋代《營造法式》和清工部《工程做法》分別記述了當(dāng)時彩畫施工使用的顏料、膠結(jié)材料和地仗材料。

（2）清宮檔案史料?；始覡I建工程中，彩畫施工或修繕均須行文支取物料。因此，現(xiàn)存清宮檔案中保留了大量具體工程中的彩畫用料清單，包括物料名目、數(shù)量和價格。

（3）清代匠作則例。清代重視則例編修，其中有關(guān)營建、制造的各作工匠的成規(guī)定例，被稱為“匠作則例”，近年來已得到專門整理。其中有一部分畫作則例，記錄了不同類型彩畫所需的材料名目和數(shù)量。

（4）明清政書。由于彩畫材料在明清時期是官方采買和貯存的物資之一，因此，一些政書中也有相應(yīng)記載，如《工部廠庫須知》《左司筆記》《九卿議定物料價值則例》等。

（5）其他。有關(guān)彩畫材料的記載也偶見于一些營造相關(guān)文獻，例如《南船記》《揚州畫舫錄于》《左司筆記》。此外，一些畫論類著作，如《元代畫塑記》 《繪事瑣言》等，對當(dāng)時使用的顏料也有所述及，雖非針對建筑彩畫，但對了解同時期的建筑彩畫顏料也具有參考價值。

總體而言，文獻中對宋代和清代官式彩畫材料記錄較多，也相對完整，但絕大部分記載僅僅是羅列名目，并未言及其性質(zhì)和具體用法，因此其中存在的大量名實對應(yīng)問題有待考釋。

相對官式彩畫，非官式彩畫及地方彩畫則缺乏文字記錄，只能依靠匠師的口頭傳承經(jīng)驗還原歷史上的匠作知識體系。雖然存在年代上的局限性，但是口頭知識能夠直接與實踐活動對應(yīng)，也為研究者的理解增加了便利。這方面已有學(xué)者作出有益探索，如，張昕[1]1-263對于山西地區(qū)彩畫的研究和紀立芳[2]對江南地區(qū)彩畫的研究，都為此類研究在方法論上提供了很好的范本。

無論文獻史料還是口述史料，都是形成彩畫材料科學(xué)認知的必要基礎(chǔ)。當(dāng)然，史料與實物之間在多大程度上構(gòu)成對應(yīng)關(guān)系，也需要審慎研究和判斷。在考釋名實之外，還應(yīng)當(dāng)更進一步理解古代匠作知識體系中對彩畫材料的認知和分類方法，并與今日西方現(xiàn)代科學(xué)視角下的認知實現(xiàn)對接，辨析其異同，這才是研究者最終要解決的學(xué)術(shù)課題。

2" "古代建筑彩畫材料的研究進程回顧

針對古代建筑彩畫的學(xué)術(shù)研究肇始自20世紀30年

代的中國營造學(xué)社。梁思成等學(xué)社前輩敏銳地注意到，理解建筑材料對于建筑歷史研究的必要性，在《中國建筑史》等早期研究著作中，已經(jīng)對建筑彩畫材料的特性有所語及。但是，盡管營造學(xué)社很早就注意到將材料科學(xué)研究與古代建筑研究結(jié)合的可能性，并在《中國營造學(xué)社匯刊》上發(fā)表了關(guān)于琉璃瓦材料化學(xué)研究的論文[3]，但因客觀條件所限，營造學(xué)社的這一代學(xué)人未能實際開展針對彩畫材料的科學(xué)研究工作。

1949年以來，建筑彩畫的研究大部分集中于彩畫的紋樣和設(shè)計規(guī)律研究，即“法式研究”。在《中國清代官式建筑彩畫技術(shù)》[4]《中國古建筑油漆彩畫》[5]等代表性著作中，彩畫材料只作為較次要的內(nèi)容一帶而過，其知識來源僅限于匠師口頭傳承的實踐經(jīng)驗，尚未上升到科學(xué)研究層面。但是，這些口述經(jīng)驗的記錄也為后續(xù)研究的開展積累了一些有用的材料。

對古代顏料和膠結(jié)材料的科學(xué)研究，在國內(nèi)最早是從壁畫彩塑領(lǐng)域開始的。其代表性工作來自敦煌研究院，從20世紀90年代開始，針對莫高窟的壁畫顏料和膠結(jié)材料開展了一系列科學(xué)檢測，探討其成分、穩(wěn)定性與病害機理[6]。建筑彩畫與壁畫的區(qū)別在于：結(jié)構(gòu)層（彩畫為木構(gòu)件，壁畫為泥壁）和地仗層，而顏料層的性質(zhì)則非常近似，二者使用的顏材料也高度重合，因此，近一二十年來，此類研究方法逐步被引進建筑彩畫研究領(lǐng)域。

就已公開發(fā)表的文獻來看，最早針對中國建筑彩畫材料的科學(xué)研究來自美國賓夕法尼亞費城藝術(shù)博物館，該館的研究人員在20世紀90年代對館內(nèi)一座遷建自北京的明代木構(gòu)建筑（原系理郡王府）上的彩畫遺存展開了科學(xué)分析，并與建筑歷史研究緊密結(jié)合，其成果匯總為一本論文集[7]，對這座建筑的歷史、彩畫營繕經(jīng)過、材料成分、工藝做法和修復(fù)過程作了全面梳理，研究方法和研究水平已經(jīng)相當(dāng)成熟。但限于文物建筑的可達性與取樣條件，除了這一被整體搬遷到美國的特殊案例之外，西方學(xué)者很少有機會接觸中國古建筑彩畫，因此也鮮有同類研究成果問世①。

在國內(nèi)，早期的同類研究工作同樣來自一些中外合作的文物保護項目。其中，在故宮乾隆花園的保護修復(fù)項目中，Susan Buck博士針對乾隆花園建筑彩畫所做的材料分析和研究工作尤其具有代表性[8]，其研究成果直接服務(wù)于乾隆花園的修復(fù)保護實踐工作，為彩畫科學(xué)研究和保護工作的結(jié)合樹立了良好的范本。另外，以常熟彩衣堂等案例為代表的江南地區(qū)建筑彩畫研究也在近年來積累了相當(dāng)數(shù)量的成果，與匠師經(jīng)驗相互印證，形成了對江南地區(qū)彩畫材料和工藝較完整的認知，并有效指導(dǎo)了此類彩畫的修復(fù)保護。

近年來，針對建筑彩畫顏材料的科學(xué)分析檢測日益引起國內(nèi)科研單位的關(guān)注，涉及文物建筑彩畫的修繕保護工程開始將彩畫顏材料的分析檢測納入工作規(guī)范，在此背景下，越來越多的文物建筑彩畫得以實現(xiàn)取樣分析，參與這項工作的科研機構(gòu)也不斷增加。許多高校利用學(xué)科配備齊全的優(yōu)勢，將材料科學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的研究力量投入到文物和考古學(xué)科中，與建筑歷史學(xué)者開展合作，出現(xiàn)了一批跨學(xué)科的學(xué)術(shù)成果。研究范圍也從北方官式彩畫擴展到了非官式彩畫和地方彩畫。

但是，也應(yīng)客觀地認識到，建筑彩畫材料的研究在國內(nèi)仍處在起步階段， 既有研究成果多屬零星個案，系統(tǒng)性研究尚付闕如。同時，由于學(xué)科背景隔閡，材料檢測與建筑保護難以開展有效對話，檢測工作由于缺乏指導(dǎo)性標(biāo)準，常常帶有很大盲目性和隨意性，導(dǎo)致所得數(shù)據(jù)解讀不當(dāng)，也未能有效利用到建筑科學(xué)研究之中。相形之下，國外學(xué)者的同類型研究以及與保護實踐的結(jié)合方式更加成熟完整，其研究范式與技術(shù)路線仍然值得國內(nèi)研究者借鑒。

3" "古代建筑彩畫的科學(xué)認知研究現(xiàn)狀

從構(gòu)造做法上說，中國古代建筑彩畫通常包括顏料層和地仗層2部分。其中，地仗層是直接附著在木構(gòu)件上的準備層，起到打底和找平作用②；顏料層則是在其上以各色顏料施繪（包括起譜子和瀝粉貼金）。雖然按照清代匠作分工，地仗層屬于油作范疇，畫作匠人只負責(zé)顏料層的制作，但當(dāng)代研究者大都將建筑彩畫視為由顏料層和地仗層共同組成的一個整體，并在此定義下開展彩畫材料的科學(xué)研究。這一定義決定了彩畫材料的科學(xué)認知是一個復(fù)雜的問題。

無論顏料層還是地仗層，都可能同時包括多種有機成分和無機成分，因此也往往需要視情況使用不同的檢測分析方法，國內(nèi)外研究者對此已經(jīng)積累了大量有效的技術(shù)經(jīng)驗（圖1）。然而，材料科學(xué)視野下的無機分析和有機分析是2個不同領(lǐng)域，這導(dǎo)致實際工作中研究者往往出于自身研究方向的限制，專注于某一類物質(zhì)的分析，某種意義上不利于形成建筑學(xué)層面的綜合認知。因此，從建筑學(xué)角度出發(fā)，下文將從顏料層、膠結(jié)材料和地仗層3個方面分別概述彩畫材料的科學(xué)研究現(xiàn)狀。

3.1" "顏料層相關(guān)研究

3.1.1" "顏料種類鑒定

顏料種類鑒定是彩畫顏料研究的第一步。對顏料種類的鑒定分析，在西方文物保護界已經(jīng)成為彩繪文物修復(fù)的基礎(chǔ)研究工作之一，其中也涉及大量收藏在海外的東亞文物。這些案例以18—19世紀出口到西方的可移動文物為主，包括紙本繪畫、彩繪器物、漆器、外銷水彩畫、彩繪木雕、彩繪絲織品等，其研究成果均可為中國古代建筑彩畫顏料研究提供借鑒[9]。

東西方使用的傳統(tǒng)顏料在種類上重合頗多，這是因為古代的跨國顏料貿(mào)易始終活躍，產(chǎn)自各地的天然顏料與人工合成顏料在各大貿(mào)易渠道流通，使得不同國家和地區(qū)工匠所使用的顏料有大量交集；而19世紀之后，歐洲進口的合成顏料更是迅速占領(lǐng)中國市場，很大程度上取代了本土自產(chǎn)的傳統(tǒng)顏料。因此，針對西方顏料的鑒定方法，對中國古代顏料也往往具備參考意義。

目前，建筑彩畫顏料種類鑒定中普遍使用的技術(shù)方法包括拉曼光譜③、紅外光譜④、X射線衍射（XRD）⑤、X射線熒光光譜（XRF）⑥、偏光顯微分析⑦等若干種，此外還有掃描電子顯微鏡-X射線能譜儀聯(lián)用（SEM-EDS）⑧、多光譜與高光譜成像⑨、光纖反射光譜⑩等技術(shù)。已知彩畫顏料種類是有限的，因此，顏料種類分析并不是純粹的黑箱測試，而只是需要從可能的幾種選項中確定其一，這就大大降低了分析檢測工作的實際難度。在要求不高時，借助便攜式XRF等儀器，用元素分析法基本上就可以做出大致準確的判斷。當(dāng)然，對于科學(xué)研究而言，必須意識到這其中存在的風(fēng)險—未知的顏料可能與已知顏料具有相似的元素組成而遭到誤判。

相對而言，有機顏料的鑒定技術(shù)難度更大，成果也更少。一個主要的限制因素是，研究者對建筑彩畫中究竟可能存在哪些有機顏料還缺乏明確認識。例如，根據(jù)清代文獻中的畫作用料，彩畫中的有機顏料至少包括胭脂、藤黃、槐子、梔子、酸梅、紅花水、廣靛花、無名異等[10]639-644，但這些有機顏料大多尚未解決名實對應(yīng)問題，成分未知，用量通常又極少，在與無機顏料調(diào)和并用的情況下，容易在分析檢測中被忽略。因此，對彩畫中有機顏料的認知和鑒定，是未來研究中應(yīng)當(dāng)重視的課題。

3.1.2" "顏料產(chǎn)地檢測

古代建筑彩畫顏料多為天然礦物和動植物顏料，因此大多具有可追溯的特定產(chǎn)地。清代文獻中許多顏料的命名都帶有表示產(chǎn)地的關(guān)鍵詞，如“代赭石”?“廣靛花”? “南梅花青”等，并對不同地區(qū)所產(chǎn)顏料之差異屢有提及，同一種顏料，此地出產(chǎn)者可用而彼地出產(chǎn)者不可用。這說明古人很早就認識到不同地區(qū)出產(chǎn)的同種天然物料在成分和性狀上存在差異?？梢哉J為，產(chǎn)地檢測的重要性僅次于顏料種類鑒別。

顏料產(chǎn)地鑒別能幫助研究者厘清顏料在物質(zhì)層面的流動路線，與經(jīng)濟史及貿(mào)易史研究結(jié)合，在物質(zhì)文化史領(lǐng)域有可觀的研究前景。進一步地，一些顏料的產(chǎn)地判定，可以反過來幫助判斷文物的制作地點和傳播路線，甚至可能幫助推定制作年代。

目前學(xué)界對顏料產(chǎn)地鑒別的基本技術(shù)路線有二：一是鑒定伴生礦物種類；二是檢測微量元素組成及含量，并與標(biāo)樣比對。這2種路線各有其局限性。伴生礦物數(shù)量少、分布隨機，可能受到取樣量和取樣位置的偶然性限制，且一些質(zhì)量較好的顏料經(jīng)過反復(fù)提純，雜質(zhì)極少，未必恰好能夠取到合適的分析樣本。微量元素測定法則要求必須有較完備的標(biāo)樣數(shù)據(jù)庫作為比對基礎(chǔ)，在一定程度上依賴于地質(zhì)學(xué)等其他學(xué)科的前期研究儲備，且要求研究者具備跨學(xué)科對話的能力。因此，顏料產(chǎn)地鑒別的研究成果目前還不多見。王進玉[11]采用微量元素特征比對法討論過青金石的產(chǎn)地問題，對采自若干不同國家地區(qū)的青金石標(biāo)樣做了測定，并由此判斷了敦煌石窟中青金石顏料的產(chǎn)地。此外，李越等人[12]57以鈷礦的微量元素組分特征為判斷依據(jù)，判定故宮慈寧宮建筑彩畫中的洋青（smalt） 產(chǎn)自歐洲。這些研究無疑為更多同類型研究開辟了可能的路徑。

3.1.3" "顏料史研究

所謂顏料史研究，是指從物質(zhì)文化史視角，針對顏料的定名、歷史、 成分、性狀、應(yīng)用、制備方法、產(chǎn)地、貿(mào)易狀況等各方面歷史信息開展的綜合性研究。

西方學(xué)者對古代顏料史的研究起步較早，基于實證方法的研究體系已經(jīng)發(fā)展成熟，代表性著作為美國國家美術(shù)館編著的五卷本《藝術(shù)家的顏料：顏料的歷史與特性》（Artist’ Pigments：A Handbook of their

History and Characteristics）， 對西方藝術(shù)史上常見的數(shù)十種顏料作了深入的綜述，并附有科學(xué)檢測鑒別特征及實例數(shù)據(jù)[13]。此外，針對不同時期和地域的顏料使用狀況，也有許多專門研究問世。例如，Howard所著《英國中世紀壁畫顏料》（Pigments of English Medieval Wall Paintings），專門研究英國中世紀壁畫所使用的顏料[14]；Leslie Carlyle所著《藝術(shù)家的助手：1800—1900年間英國油畫說明手冊》（Artists’ Assistant：Oil Painting Instruction Manuals and Handbooks in Britain 1800—1900）則深入闡述了19世紀英國的油畫材料和技法[15]。無論在方法論層面，還是在內(nèi)容層面，這些成果都對中國古代顏料研究具有重要參考意義。

如前所述，東西方古代顏料史有著遠比美術(shù)史更大的交集。對顏料史研究而言，很難將建筑彩畫顏料單獨抽離出來作為研究對象，一則因為建筑材彩畫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累較少，二則因為建筑彩畫中使用的所有顏料，幾乎也都應(yīng)用在壁畫、彩塑、漆器等其他工藝美術(shù)門類當(dāng)中，甚至與書畫顏料也多有重合。因此，顏料史研究既無必要，也不應(yīng)該將研究材料僅僅局限于建筑彩畫，而應(yīng)當(dāng)以地域或時代為界劃分范圍，并將范圍內(nèi)的各種彩繪文物類型都納入研究材料之列。

在顏料史研究方面，敦煌研究院依托敦煌文物彩繪材料的豐富性，對宋以前的早期顏料史有過較多探索討論，初步勾勒出青金石[16]、密陀僧[17]、紫礦[18]、朱砂[19]等傳統(tǒng)顏料的歷史發(fā)展脈絡(luò)。此外，也有學(xué)者對銅綠[20]、洋青[21]、普魯士藍等應(yīng)用時代更晚的顏料進行了多角度的綜合研究，為更全面、更詳盡地研究古代顏料史奠定了良好基礎(chǔ)。

3.2" "地仗層相關(guān)研究

3.2.1" "地仗層無機材料研究

彩畫地仗層的組分較為復(fù)雜，同時包括多種無機物和有機物，其中，無機物是建筑彩畫地仗層的主要成分。從匠作實踐經(jīng)驗和文獻記載來看，明清官式彩畫地仗層中的無機材料成分較為明確和單一，主要物質(zhì)只有磚灰，即研磨磚料得到的粉末，作為填充性材料加入地仗層。傳統(tǒng)磚料均為黏土燒制而成，因此磚灰的主要成分即為二氧化硅及各種黏土礦物，具體組成取決于產(chǎn)地的黏土成分。除了磚灰之外，文獻所見地仗中常見的無機添加物還有土籽（有效成分MnO2）、漳丹（有效成分Pb3O4）、密陀僧（有效成分PbO），但因用量較小，很少見到檢測案例報道。相比官式彩畫，地方彩畫的地仗層無機材料更為多樣，往往就地取材，如：江南地區(qū)明代彩畫打底做法使用白土[22]，大理州使用石膏和白云石[23]，山西地區(qū)民間彩畫使用膠礬水灰青襯地和黃土白面襯地等[1]219-223。

總體而言，明清官式彩畫地仗層的主要成分和組成元素都相對固定，即Si、Al、O、C、Ca及Fe、Mg、Na等土壤中常見元素。鑒于此，對地仗層無機材料的研究意義較為有限。目前普遍采用的分析方法主要是XRD，分析所得物相大同小異，通常包括石英、長石、高嶺石、蒙脫石、莫來石等。雖然目前看起來這些檢測數(shù)據(jù)似乎意義不大，但是，能否根據(jù)磚灰的微量元素特征判斷原料產(chǎn)地或制作年代，也是未來研究中值得探索的方向之一。官式彩畫之外，對民間彩畫的地仗層材料認知，目前大都停留在匠師經(jīng)驗層面，仍有值得深入研究的空間。土籽、漳丹、密陀僧等無機添加物是否普遍存在于各時期的地仗層中？其使用是否存在地域/時代特征？“白土”這種材料，在許多地區(qū)均有應(yīng)用，其具體成分是什么？不同地區(qū)的“白土”成分是否相同？這些問題都有待進一步的科學(xué)研究予以回答。

3.2.2" "地仗層有機材料研究

地仗層中的有機材料，從匠作經(jīng)驗來看，主要包括桐油、血料、淀粉、棉麻纖維等。其中桐油、血料和淀粉通常被視為膠結(jié)材料，將在3.3.2節(jié)論述。

蛋白質(zhì)是地仗層中常見的有機材料之一，對地仗樣品中蛋白質(zhì)的定性和定量檢測均已實現(xiàn)[24]138-140。結(jié)合匠作經(jīng)驗，地仗層中的蛋白質(zhì)通常來自血料，即豬血或牛羊血。在地仗中加入血料，常被認為是清晚期才開始使用的做法，但這一說法始終缺乏科學(xué)證據(jù)，時間上限也有待考證。

棉、麻等植物纖維是常見于彩畫地仗層的另一類有機材料，加入灰層中起到拉結(jié)作用。纖維種類鑒定可以直接利用紡織纖維研究領(lǐng)域的既有成熟分析方法，如光學(xué)顯微、紅外光譜等。但由于研究者對地仗中的纖維關(guān)注較少，實際檢測案例并不多見，且往往只得到“麻纖維”這樣較籠統(tǒng)的結(jié)論[25-26]。根據(jù)清代匠作則例，官式建筑彩畫地仗中使用的纖維材料至少包括夏布、苧布、白布、白麻、線麻等[10]226-240，這些名目的具體所指，仍然需要科學(xué)研究的印證與闡釋。在官式彩畫之外，科學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)山西民間彩畫中有使用紙張作為地仗層骨料的做法[26]61，但紙張種類、應(yīng)用年代和應(yīng)用范圍還有待進一步研究。

此外，還有一類較特殊的建筑彩畫做法—軟天花做法，是以織物或紙張為基底，在其上繪制彩畫圖案，再裱糊到吊頂上。這里的織物或紙張作為顏料層的基底，在寬泛的意義上也可以歸入地仗層。對軟天花彩畫的材料分析大都包括了織物及紙張層的纖維種類檢測，已發(fā)表的案例包括故宮東華門天花彩畫[27]和故宮慈寧宮臨溪亭軟天花彩畫[12]45-63等。按照清工部《工程做法》，軟天花使用的織物和紙張材料包括白棉榜紙、苧布、高麗紙、山西絹、山西紙[28]。清代官式建筑中是否確實使用了這些材料？如何在現(xiàn)代科學(xué)層面上界定這些紙張的種類？其在軟天花或裱作中發(fā)揮的具體特性和用途是什么？這些問題同樣有望通過對清早期的軟天花案例有針對性地開展研究而獲得答案。

3.3" "膠結(jié)材料相關(guān)研究

3.3.1" "顏料層膠結(jié)材料研究

膠結(jié)材料是彩畫顏料顆粒分散附著的媒介。古代彩繪中常見的膠結(jié)物包括動物膠、蛋類、酪素等蛋白質(zhì)類膠結(jié)物，以及植物膠、干性油、天然樹脂、天然蠟等。就建筑彩畫而言，官式建筑彩畫的膠結(jié)材料主要是牛皮膠等動物膠，即以動物的皮、骨或筋為原料加工制成的有一定黏度的蛋白質(zhì)固形物。但這些動物膠具體使用何種原材料制備？制備及使用過程中有無添加物？其質(zhì)量和耐久性主要取決于哪些因素？各時代、各地域使用的動物膠材料有何差異？這些問題的解答都有賴于科學(xué)研究工作。在北方地區(qū)官式彩畫之外，潮州地區(qū)木構(gòu)彩畫尚有使用桐油、大漆作為顏料層膠結(jié)材料的做法[29]，其具體成分和應(yīng)用狀況也有待科學(xué)手段介入研究。

膠結(jié)材料是彩畫材料中分析較為困難的一類，因其含量少，且往往老化嚴重，又易受雜質(zhì)干擾，取樣和分離都不易操作。目前，國內(nèi)對于顏料層膠結(jié)材料的研究案例多見于壁畫和彩塑，針對建筑彩畫膠結(jié)材料的研究較少，既有案例主要集中于清代皇家建筑彩畫和蘇南地區(qū)明清建筑彩畫，如故宮養(yǎng)心殿燕喜堂[30]、頤和園[31]43-46、常熟彩衣堂[32]、泰州南禪教寺[33]等，明代以前彩畫的檢測案例僅見佛光寺東大殿一例報道[34]。

就目前已發(fā)表的研究案例來看，彩畫顏料層的膠結(jié)材料檢測分析技術(shù)主要包括傅里葉變換紅外光譜法、拉曼光譜、熱裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、氨基酸分析法等。既有分析結(jié)果大體相同，其結(jié)論大致表述為動物膠（或蛋白質(zhì)），更具體的成分分析則罕見報道。

其中一則較為特殊的案例是西北大學(xué)對頤和園彩畫的膠結(jié)材料分析，使用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)和氨基酸分析法檢出其為動物膠和蛋組成的混合膠[35]，為目前僅見的一例。清代物料則例的顏料類目清單中，往往包括雞蛋[10]642，但并未明確其用法。由于它與其他彩畫顏料一樣被歸入顏料類目之下，可以推測：雞蛋（蛋清或蛋黃）在清代很可能作為膠結(jié)材料之一用于彩畫作。這一做法在今日的彩畫匠師經(jīng)驗中已然無存，因此該案例作為實物證據(jù)，能夠為清代畫作則例提供重要印證。在動物膠中摻入雞蛋是否屬于官式彩畫的特有做法？大約使用于什么年代？是否能總結(jié)出可供斷代的時間下限？這些問題都值得進一步關(guān)注解答。

另一個值得注意的現(xiàn)象是，在極少數(shù)彩繪文物案例中檢出了樹脂或植物膠作為顏料層膠結(jié)材料的情況[36]，這類膠結(jié)材料在建筑彩畫中是否也有應(yīng)用，目前尚不明確。另外，蔣建榮等人[37]對故宮毓慶宮院落建筑彩畫取樣分析的結(jié)論認為，該區(qū)建筑彩畫普遍使用干性油作為膠結(jié)材料，此案例在北方官式彩畫中為目前僅見，其應(yīng)用規(guī)律值得繼續(xù)關(guān)注探究。

3.3.2" "地仗層膠結(jié)材料研究

和顏料層類似，地仗層為了增加附著力和耐久性，也會添加一定量的膠結(jié)材料。

桐油是各地區(qū)、各時期彩畫地仗層最常用的膠結(jié)材料。目前絕大部分彩畫檢測案例報道地仗層中含有干性油或桐油。常用的檢測方法如傅里葉變換紅外光譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等，均可有效檢出桐油的特征譜帶或特征峰。定性分析解決后，定量分析就成為值得繼續(xù)深入的方向：對于不同時期、不同做法的彩畫地仗層，能否大致確定桐油、磚灰等幾項主要原料的比例？在這方面，清代匠作則例中保存了大量可供比對的數(shù)據(jù)，每種地仗做法都有單位桐油用量的具體規(guī)定，例如“使灰四道通麻一道糙油一道，每尺用桐油一兩四錢”[10]221等。這些記載是否與同時期的彩畫實物相符合？這為對比分析留下了大量探究空間。

一些研究者認為地仗層中添加的淀粉也屬于膠結(jié)材料范疇（也有研究者對此持不同看法）。淀粉的定性檢測方法相對簡單，也能實現(xiàn)定量測定[24]138，但這并不意味著研究的終點。清代畫作則例的物料清單中，除白面外，尚有土子面?、香面子等其他名稱疑似淀粉的物料[10]642，這幾種物料具體所指是什么？地仗層中所見淀粉來自何種原材料，用量和比例如何？在時代/地域范圍上可能存在什么樣的使用規(guī)律？這都有待更多案例的總結(jié)歸納才能回答。

4" "彩畫材料科學(xué)研究的不足與未來發(fā)展方向

4.1" "當(dāng)前研究的不足和局限性

針對建筑彩畫材料的科學(xué)研究已經(jīng)開展20余年，進境可謂迅速，在國內(nèi)外研究者的共同努力下，這一領(lǐng)域的研究力量從無到有，至今已積累了一定量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在方法論探索上也初見成效。但必須承認，當(dāng)前的研究仍然存在不少缺陷：就案例覆蓋范圍而言，其廣度還遠遠不足，既有研究案例主要集中在北方清代官式彩畫和江南地區(qū)彩畫，而針對早期彩畫、其他地方彩畫的案例數(shù)量相對較少，尚未形成系統(tǒng)性的研究成果；就檢測工作深度而言，對無機物的分析相對成熟，而有機物的分析仍有深入空間；就研究深度而言，既有研究的結(jié)論往往止步于物相檢測層面，而未能更進一步為建筑史研究形成有意義的支撐。

由于現(xiàn)代學(xué)科體系劃分細致、專業(yè)知識背景的巨大差異，導(dǎo)致從事實驗室分析的研究人員和建筑歷史研究者很難實現(xiàn)對話。一方面，大多數(shù)歷史研究者不關(guān)心或者不通曉科技領(lǐng)域的研究進展，無法在工作中利用這些成果；另一方面， 實驗室分析人員缺失歷史學(xué)和工藝學(xué)等領(lǐng)域的知識結(jié)構(gòu)，使得分析工作難以達到應(yīng)有的深度，甚至可能對分析數(shù)據(jù)作出誤讀?？陀^上，此現(xiàn)狀使得大量已發(fā)表的分析數(shù)據(jù)都停留在實驗報告的層面上，未能成為相關(guān)研究領(lǐng)域的實證材料。

一個常見的現(xiàn)象是：很多分析檢測類論文中，對文物樣品的基本信息（取樣位置、所在建筑、具體構(gòu)件、目前已知的修繕年代）缺乏必要說明。這無疑是執(zhí)筆者對這些信息缺乏了解和關(guān)注所致，而導(dǎo)致的直接后果就是該研究成果無法作為有效數(shù)據(jù)進入文物建筑研究視野。又如，一些分析數(shù)據(jù)雖然為文物建筑研究者所利用，卻因闡釋失當(dāng)而支持了錯誤的研究結(jié)論，這樣的例子在已經(jīng)發(fā)表的文獻中并不罕見。

對數(shù)據(jù)的解釋不僅依賴經(jīng)驗，而且所依賴的不只是實驗室經(jīng)驗，還包括文物考古領(lǐng)域的其他知識性經(jīng)驗。例如，在剖面顯微分析中對于樣品剖面結(jié)構(gòu)分期狀況的解讀，就極大地依賴研究者對工藝知識的了解。盡管掃描電鏡背散射像能夠?qū)⒉煌亟M成的物質(zhì)在顯微圖像中清晰地區(qū)分開來，剖面顯微分析也能清晰呈現(xiàn)可見光下各層的樣貌，但如何讀解這些分層才是最關(guān)鍵的問題。如果沒有足夠的相關(guān)領(lǐng)域知識背景和樣品分析經(jīng)驗，只從常識和直覺出發(fā)，往往會得到錯誤的分析判斷。

科技考古的檢測數(shù)據(jù)和其他科學(xué)實驗數(shù)據(jù)一樣面臨可靠性的問題。數(shù)據(jù)在多大程度上可靠，有無誤差可能？誤差在何種范圍內(nèi)？如果研究者對此一無所知，就無法以適當(dāng)?shù)姆绞绞褂脭?shù)據(jù)。是否了解誤差產(chǎn)生的機理，不僅影響到數(shù)據(jù)解讀正確與否，而且從一開始就決定了樣本采集的方式是否適當(dāng)，這很可能從根本上影響到樣本的有效性和整項分析工作的效率。

誤差和不確定性都是科學(xué)檢測工作有所局限的一面。退一步說，即使實驗室工作在一種理想的狀態(tài)下完成，所得結(jié)果也僅僅是研究結(jié)論的論據(jù)之一，而不能直接視為結(jié)論本身。材料科學(xué)意義上的正確結(jié)論不一定等同于考古學(xué)意義上的正確結(jié)論。如前所述，文物樣品分析的最終目的，不是將樣品作為客觀物質(zhì)進行定性定量分析，而是將樣品作為某個歷史時期的文化遺存片段，解讀其中的歷史信息，而這種解讀所要考慮的影響因素往往是遠超出材料科學(xué)層面的。這既是彩畫材料科學(xué)研究當(dāng)下存在的不足，也是這一研究領(lǐng)域?qū)⒁L期面臨的挑戰(zhàn)。

4.2" "與彩畫保護實踐工作的結(jié)合前景

作為一種木結(jié)構(gòu)的非永久性保護層，建筑彩畫自身的功能特點和物理性質(zhì)，決定了彩畫定期保養(yǎng)與修繕的必要性。在我國，建筑彩畫保護與修復(fù)實踐比建筑彩畫研究的傳統(tǒng)更加久遠，已經(jīng)成為彩畫匠作傳統(tǒng)的一部分，積累了相當(dāng)豐厚的技術(shù)經(jīng)驗。

21世紀以來，彩畫保護與修復(fù)這一傳統(tǒng)營造行業(yè)也面臨技術(shù)與視野2個層面上的新挑戰(zhàn)。隨著國際交流的進展，現(xiàn)代文物保護理念逐步進入中國古建筑保護領(lǐng)域，傳統(tǒng)的建筑彩畫修復(fù)保護方式在這一新語境下產(chǎn)生了諸多亟待解決的問題，文物建筑保護工作者也在不斷探索中逐步發(fā)現(xiàn)和完善解決方案。

在古代社會中，修復(fù)工作和營造工作由同一批匠師承擔(dān)，因此，對原材料和原工藝的理解是不言自明的，修復(fù)和營造所處理的對象在性質(zhì)上也無不同，并未如今日一般將普通建筑與文物建筑從本質(zhì)層面截然分開。但在當(dāng)代文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域，施工人員、設(shè)計人員和研究人員分別處在行業(yè)結(jié)構(gòu)中的不同位置，彼此隔閡明顯，其知識結(jié)構(gòu)和視野的差異也造成了交流的困難。這種斷裂性使得這3類工作者在實踐中常常處在各行其是的狀態(tài)。

當(dāng)前，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域一個顯著的事實是：許多建筑彩畫保護工程雖然在前期進行了大量科學(xué)檢測工作，但進行到修復(fù)方案設(shè)計和實施階段時，又回到了依賴既往實踐經(jīng)驗的舊軌道上。設(shè)計人員并未對前期科學(xué)研究所得成果給予關(guān)注或理解，也未能在保護設(shè)計工作中有效利用這些成果。例如，對于彩畫病害的記錄和修復(fù)方案設(shè)計，應(yīng)當(dāng)建立在對彩畫材料的認知和病害形成機理的科學(xué)調(diào)查基礎(chǔ)上，但現(xiàn)狀往往是設(shè)計人員僅憑主觀經(jīng)驗對病害進行判斷，這就不可避免地存在誤判的可能性，進而導(dǎo)致修復(fù)保護設(shè)計未能采用最合適或最有效的技術(shù)路線。也就是說，當(dāng)前的彩畫材料科學(xué)認知研究處在一種和保護實踐脫軌的狀態(tài)。這一狀態(tài)既是建筑彩畫保護向現(xiàn)代轉(zhuǎn)型階段不可避免的現(xiàn)象，也是在未來發(fā)展中必須解決的問題。

在一種理想的行業(yè)圖景中，有關(guān)彩畫工藝與材料的科學(xué)認知研究，應(yīng)當(dāng)成為彩畫修復(fù)設(shè)計的前期基礎(chǔ)依據(jù)；設(shè)計人員能夠充分理解前期科學(xué)研究所得成果，在必要時也能與科學(xué)研究人員進行有效交流，從而實現(xiàn)彩畫保護修復(fù)工作的全面科學(xué)化與現(xiàn)代化。這一前景是值得建筑遺產(chǎn)保護從業(yè)者共同努力追求的。

4.3" "研究趨勢和未來發(fā)展方向

建筑彩畫材料的科學(xué)認知，是一項橫跨考古、藝術(shù)、科學(xué)等多個學(xué)科的工作，在一定程度上，這使得它的意義與評判標(biāo)準變得撲朔迷離。但是，如果承認古代顏料的科學(xué)檢測屬于考古學(xué)中的實物分析范疇，則不難意識到，這些實驗室工作的意義和評價體系不應(yīng)局限在材料科學(xué)的視野之內(nèi)，而是應(yīng)將其視為物質(zhì)文化史研究的諸多路徑之一。

對文物遺存的解釋工作，最終目的是從物質(zhì)文化的角度還原人類在過往歷史時期的活動圖景。對古代顏料的科學(xué)檢測，是這項解釋工作的一部分，也僅僅是其中一部分。如何正確地理解這部分工作的意義，以及如何將這些工作成果與歷史研究工作對接，是一個尚未得到足夠討論的重要問題。

目前，建筑彩畫研究者對于彩畫材料和工藝的認知主要來自一線匠師經(jīng)驗，這些經(jīng)驗通常被認為是歷代傳承至今的清代官式做法。然而，必須認識到，這些經(jīng)驗誠然可貴，但也存在不可避免的局限性。古代社會中，彩畫和其他任何營造技術(shù)一樣，處在不斷發(fā)展的過程中，并不存在適用于所有時代、所有地域的普遍性技術(shù)規(guī)范。即使在“清代官式彩畫”這樣一個細分類目中，仍然存在歷時性變化的巨大空間。受到施工組織管理和師承關(guān)系變化的影響，當(dāng)代從事古建筑修繕的彩畫匠師已經(jīng)逐漸脫離了傳統(tǒng)匠作體系，實踐中的彩畫施工工藝也不斷發(fā)展出新時代的特征[38]；即使是當(dāng)代從業(yè)者掌握的所謂傳統(tǒng)做法，也并不是幾百年來始終未變的固定做法。成書于清初的《工程做法》，今天看來，存在大量當(dāng)代從業(yè)者無法讀解的內(nèi)容，其原因正在于由于名詞術(shù)語和施工工藝的發(fā)展變化。這些傳承斷層造成的空白，只能通過對彩畫遺存的科學(xué)研究來填補。

對于彩畫的研究和斷代，在紋飾（或曰“法式”）層面，借助考古學(xué)、類型學(xué)方法，對清代官式彩畫的歷時性發(fā)展?fàn)顩r已有相當(dāng)認知，對于各個時期的紋飾設(shè)計特點也作出了相對系統(tǒng)的總結(jié)；但在材料與工藝層面，相應(yīng)的研究則要薄弱許多，甚至近乎空白。原因顯而易見：相比直接可見的表層紋飾，對材料工藝信息的探知更加困難。而這恰恰是科學(xué)檢測技術(shù)手段引入建筑彩畫研究領(lǐng)域之后，有望開辟出的一條新的學(xué)術(shù)路徑。

彩畫材料科學(xué)研究的未來趨勢與發(fā)展方向，是以文獻與實物對照研究為基礎(chǔ)，構(gòu)建起規(guī)范的工作流程與術(shù)語體系，在建筑歷史學(xué)層面上開展系統(tǒng)性工作，有意識地積累和總結(jié)案例，逐步探明各個時代、各個地域彩畫顏材料的種類、特征和使用狀況，建立起完整的知識譜系，并與彩畫保護實踐有機結(jié)合，使研究成果真正服務(wù)于當(dāng)代文化遺產(chǎn)保護工作（圖2）。

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