一副“旧面孔”的文物将一切讯息揽在身上,一丝叠压下的划痕裂缝,一处若隐若现的变色,一类形制,几种材料,何种用途,都藏着说不完道不尽的生活轨迹、文化密码。上手,眼看,耳听,经验辨析,运用这套朴实的传统手法,即使经验再丰富的文物鉴定家也有“打眼”的可能。眼学的准确率究竟能有多高?没有人可以给出肯定的答案。领略过科技之光的人确信凿凿,文物真伪鉴定早晚有一天要走向科学鉴定。
利用仪器设备来进行文物的修复保护研究工作,早已成为一种趋势。首都博物馆(以下简称首博)的展厅为神秘解谜,展厅背后的文物保护研究院才是历史与文化、手艺与科技共同的真正战场。研究员们每日和文物朝夕相处,运用科技设备与未知交手,解读隐匿在文物背后的无声讯息,守护它们抵达更远的未来,不断延伸着科研工作的宽度与广度。
筹备实验室
1981年,首博正式对外开放。几乎与此同时,这里的文物保护修复工作也开始起步。1995年,首博建立了文物保护修复中心。2005年12月,首博新馆建成运营后,文物保护修复中心也迎来大踏步发展新阶段,逐渐发展成为拥有数十位文保、化学、生物等专业的博士、硕士、学士作为专业技术人员,具有一定研究和修复实力的文物保护中心。根据业务工作需要,文物保护修复中心分为书画修复组、陶瓷修复组、青铜杂项修复组、丝织品修复组、环境检测组、档案资料组、文物保护分析实验室和文物消毒室。
实验室在筹建之初,首博参考国际上及国内博物馆实验室的仪器设备配置情况,并根据自身的特点,咨询了相关专家,最终确定了仪器配置,包括文物形貌研究用仪器、文物成分分析用仪器、文物化学结构分析用仪器、文物保存环境检测用仪器、生物实验室相关仪器等,并在全球范围内的厂商进行选择购入。
2008年,实验室正式投入运行时,将这些高端仪器各自安放在一间间玻璃工作室内,提供最佳的检测环境,以减少检测干扰。让它们开始工作前,研究员们首先会对其性能和使用方法进行深入了解,然后才开始利用这些仪器进行研究,如对瓷器进行分析,通过检测釉和胎的成分,为研究瓷器的来源地及朝代提供数据参考,为考古学家提供一些证据;对金属器的封护剂(使金属器与外界环境隔离的材料)、缓蚀剂(延缓金属器腐蚀的材料)进行研究,筛选合适的保护材料;从天然产物中提取防霉、去虫的成分来保护字画……X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、三维视频显微镜、X射线荧光考古分析显微镜、傅立叶变换红外显微镜等设备,成为文物形貌观察、文物材质成分分析、文物修复材料研究、文物保存环境研究时的常用设备。
用仪器来分析文物样品也会遇到令人头疼的问题。首博研究人员杜侃介绍,文物珍贵且不可再生,只有在考古发掘现场或文物修复室,才可以得到文物微量样品,然而这样的机会也常常是可遇不可求的,因此微区分析和无损分析检测是高科技仪器设备逐步应用于文物研究的必要条件,也是必然趋势。
在首博,研究室工作人员将仪器检测出的各种检测数据录入归档,建立数据库。信息采集得越多,挖掘到的历史线索就越多。但困难的是,文物的仪器分析没有相关标准及数据库,因此研究人员要根据需求摸索建立标准,而相关的数据库也需经过长期实验进行积累。要解决这个问题,需要时间和耐心。
为文物“体检”
辽宁省博物馆馆藏的一件鸭形玻璃注,于1965年在辽宁省北票县西官营子北燕冯素弗墓出土。这件北国奇珍呈现淡绿色玻璃质,半透明,注口如鸭嘴状,长颈鼓腹,拖一细长尾,造型生动别致,在早期玻璃器中极为罕见。经电子探针检测,为钠钙玻璃,与罗马玻璃的基本组成相似,可能是经由“丝绸之路”从东罗马帝国进口的。
这件可以看透鸭形玻璃注“底细”的仪器,首博实验室内就拥有一台。仪器全称为EPMA-1600电子探针显微镜,由日本岛津公司推出。电子探针在地球科学上的应用研究极其广泛,将其应用到文物保护研究则很少见。文物材质及文物埋藏、保存环境决定了它与地球科学有着密切的联系,因此将电子探针应用到文物保护研究上有着重大的意义。日本岛津公司的EPMA-1600电子探针对各类文物材料和腐蚀产物的微量样品,利用一百多个标样和高灵敏度的波谱仪进行元素成分的定性、定量分析,功能相当于一个小型化学实验室。目前,北京市有三台该款仪器,而全国文博界仅此一台,这大大加持了首博的研究能力。
新技术、新材料的运用,使文物保护和修复的手段更加丰富,效果更加显著,更能使文物“延年益寿”,给后人继续深入研究利用文物创造更多机会,赢取更多时间和空间。杜侃举例,比如一块表面看似完好无瑕的玉璧即将参展,参展前研究人员要保证它处在一种稳定状态下。用射线照射后,如果发现内里潜藏裂痕的可能,研究人员就要格外注意文物的安全。这是仪器最简单的一种用法。
随着一批便捷式仪器开始加入到研究工作中,研究工作从研究室扩展开来,可以更深入到不宜搬运的文物。
在北京的北海公园团城承光殿前玉瓮亭里,端放着一尊重达3500千克的渎山大玉海。它高70厘米,最大周长493厘米,是中国现存的最早的特大型玉雕。这原是元世祖忽必烈在至元二年(1265年)下令制作的,由大都皇家玉作完成,其制作意图是反映元代国势的强盛。用眼看,渎山大玉海的雕琢装饰继承和发展了宋金以来的起凸手法,随形施艺,俏色处也颇具匠心,代表了元代玉作工艺的最高水平,也预示了明清时代又一个玉作高峰的到来。人们不仅想了解它表面看得见的美学信息,也对渎山大玉海到底是否用老材料制作,它的材料来自何方,又怎么来到北京,甚至是它背后所记录的历史故事,代表的科学发展、社会发展水平等问题好奇。
为了解开疑惑,首博研究院工作人员将德国布鲁克ArtTax产的便携式X射线荧光能谱仪提到北海公园,对渎山大玉海进行现场检测。这台体量与地铁手持安检仪相仿的设备可以对无机质文物进行无损元素定性、定量分析。将它对准玉面的表层,光线在渎山大玉海上扫过,眨眼工夫,设备给出了最终答案—一张元素成分谱线图,还有一组元素含量比例的数据。
经比对,确定这尊渎山大玉海确实使用了元代材料,也确实如先前推断的那样,是南阳独山产黑质白章玉料。
这样高能的仪器,研究院内并不只有一台。日立S-3400N扫描电子显微镜和牛津INCA energy 250 X射线能谱仪,可以对各类文物表面微观形貌放大10万倍以上进行观察,对文物材质及腐蚀产物的元素成分进行定性、定量分析,可拍摄纺织品单丝上局部现状电子显微照片。日本堀场XGT-5000ⅡX射线荧光分析显微镜用于文物材质及腐蚀产物元素成分的定性、定量分析。堀场公司特别为实验室特制了大样品台,实现文物的原位无损分析。荷兰帕纳科公司X’PertPro MPD X射线衍射仪能测定文物及腐蚀产物中晶体的化学结构。HORIBA JY LabRAM HR激光共焦拉曼光谱仪,可以对有机及部分无机质文物进行定性、高度定量分析及测定其分子结构。
这些高端的设备名字拗口,个个是成熟的技术成果。像这样大大小小、功能各异的科技设备仪器摆满首博文物保护研究所的三层,包括大型分析仪器18台,加上小型及便携仪器总量超过40台。正如了解一般事物的过程一样,在研究时,工作人员也以从外到内的顺序,不断加深对文物的了解。仪器被研究人员不断组合使用,得出更复杂的检测结果,推动研究向更深处、更广处延伸。
寻历史“密码”
发现这些已经拥有超强能力的高精密仪器的可改进处,也是首博文物研究院工作人员的日常工作。文物保护修复中心职工邵芳说:“它们被设计生产出来,原本拥有的功能并非完全符合首博的使用要求,有时需要根据实际情况进行改进。”
荷兰帕纳科公司生产的X’PertPro MPD X射线衍射仪就是一台经过改进后发挥更好科研作用的仪器。这台仪器可以测定文物及其腐蚀产物中晶体的化学结构,如金属器物锈蚀物、纺织品文物上的结晶物质等,在它的射线下都如囊中探物般,日常研究时经常用到。文物检测最重要的一点就是保证检测过程中的文物安全,为了这个需求,研究院着手推动对这台仪器样品台的改进工作。
这样的仪器改造工作,需要仪器设备厂商、制作改进配件的工厂以及首博三方频繁沟通,共同商定需求、改进方案和改进处理部分与原本仪器的兼容性,使其更加适应文物样品分析需要。改造后是否影响仪器的稳定性,也需要仪器设备厂商工程师进行核算。三方一般通过打电话、网络或现场交流等方式进行沟通。
最终,经过重新设计,换掉了X射线衍射仪原本搭配的样品台,改为厚实稳当的方形台。原来台面边缘有立起来的边框,取放文物时容易磕碰,改造后左右两侧边框被去除。
定期维护也是让这些仪器持久发挥作用的关键。尽管首都博物馆实验室在购买仪器之初签订了3年质保的合同,但能最快洞悉仪器状态的“护士”,仍是使用这些仪器的研究院工作人员。院内不少仪器都有着十年的使用历史,即使合同期已过,在仪器使用者们的精心呵护下,它们并没有呈现老态,反而因为不断升级而增添新的活力,发挥出更具综合性的作用。
前人在各类器物上留下痕迹,在漫长时间的碾压下,变成需要解读的密码,想要从中得到更多的答案,就要问出更多的问题,找到更多辅助解答问题的工具。实验室最新引进了一批设备,如便携式X射线荧光能谱仪、漫反射分光测色仪以及部分大型仪器升级改造附件。首博保护部近期还将引进大型扫描仪等设备,用于采集文物表面形貌信息。杜侃说,最初的科技设备都是大件儿,一间实验室只能摆下一两台设备。如今实验室中的仪器购入需求愈发倾向于大小便捷,操作系统智能,分析精准度高,以及耐用性和维保工作上。这些仪器设备将和研究院中的工作人员一同,让文物们讲出更多中国故事。
文 / 刘禹 摄影 / 杨澄 邓伟
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