文物保护修复实践与文物科技赏析
作者简介：胡钢，北京大学考古文博学副教授，主要研究方向为文物保护。负责并完成科研项目十多项，发表研究论文40多篇，获授权发明专利2项。
胡钢老师在长期的工作实践中，逐渐体会到文物保护修复是一个长时间观察、触摸、思考并解读文物的认知过程。
保护修复为修复师和研究人员提供了很多的便利条件，不仅能观察器物，还有亲手触摸文物的机会。因此，在近距离和文物互动的过程中，应该伴随着对文物的深入思考。
报告共分三个部分，首先以山东枣庄小邾国青铜修复项目和修复成果展作为开篇，详述了关于文物保护修复实践中的相关体会与收获。
山东省博物馆展出的小邾国青铜器
文物的保护修复过程应严格遵循保护修复规程，要针对每件文物具体的情况，首先要求对文物保存状态和病害情况进行充分调研，详细分析文物病害状况。同时，围绕文物的病害现象，开展科学的分析研究，包括对文物材质、锈蚀产物、出土环境、介质条件等因素进行系统的研究，在此基础上针对每件文物编制科学合理的保护修复方案，制定保护修复流程。
一般而言，青铜文物保护修复过程包括对器物进行表面清理，去除有害锈和表面浮锈，在经过脱盐、拼对、矫形、粘接（焊接）、补配、缓蚀、封护，最后对器物进行随色处理等环节。
保护修复前文物保存状态与病害调研
众所周知，大多数传世文物在大气环境中遭受劣化、出土文物在地下埋藏环境中遭受腐蚀和破坏，所以文物自身所携带的原真性信息如何判断？
如何更好地保护文物的原真性信息？
对文物的思考和解读是一个稳步提升的过程，不仅加深对文物的认知，还会有许多新的发现和收获。对文物的修复不仅仅是对其外形的简单还原，而是要正确的恢复文物原貌，还包括文物的材质与内部结构，这些都需要准确把握文物的原真性信息。
原真性的正确把握是贯穿于文物保护修复全过程的重要环节。
文物的信息有哪些，包括哪些层次方面，不同层次、方面的文物应选择什么手段对其进行研究，也值得深入思考。这些信息的研究认知和文物的价值之间有何关联？有时文物价值的准确认知、科学信息的准确解读，对文物价值的评估有很大的提升。
青铜文物修复前后对比
第二部分以“科学与技术”为主题，详细介绍了多种文物信息研究的主要技术方法。
胡钢老师指出，随着现代科技的发展，有许多新的技术方法可成熟应用于文物信息的提取与认知中。文物分析主要围绕文物的形貌、质地、材料来源、制造工艺、现存状态和导致文物损坏的各种外界因素等方面进行。大部分的科技手段主要是运用各种电磁波或物质波（X射线、电子束、可见光、红外光）照射被分析文物材料，与材料发生相互作用后，将携带文物样品信息投射出各种电磁波或物质波，通过检测器收集与分析这些信号，即可获得文物材料的形态、成分、结构等信息。
X射线照相显示青铜器铭文
合理运用现代科学技术手段对文物进行细致分析，可以揭示文物的制作工艺特征、内部缺陷分布特征；也可提取文物表面被覆盖或污染的文字、纹饰等信息，反映和记录文物修复前、后的内部详细情况；也可提供文物各种内部信息，作为鉴别真伪的参考依据；也可辅助了解文物内部病害的发展状况，寻找难以打开的组合和连接方式；也可帮助考古现场提取物的探测检查，指导清理方法等。
其中文物的形态分析包括X光成像、中子射线照相、红外照相等技术，显微形貌分析主要借助体视显微镜、偏光显微镜、金相显微镜等光学显微分析技术以及扫描电子显微镜、透射电子显微镜等电子显微分析技术实现对文物显微形貌和成分的分析，从本质上掌握文物的材质信息。
此外，基于其他物理性质与材料的特征关系而建立的质谱分析、电化学分析及热分析等方法也都能应用到文物分析中，帮助全面系统解读认识文物。文物分析便是凭借着这些分析技术开展相应的研究，为文物保护修复提供科学依据，也为文物研究提供数据支撑。
铁十字圣器盒（a）高清照片（b）X射线照相（c）中子射线照相（d）中子射线照相
另外，文物成分分析常用的原子吸收光谱，原子发射光谱以及X射线荧光光谱等方法，文物材料结构分析则主要使用X射线衍射、红外吸收光谱以及拉曼光谱等手段。这些科技手段具有高灵敏度、低检出限低，可实现对微量、痕量元素的分析。
比如，通过对文物的X射线荧光光谱分析，可得到文物的元素组成，从成分上推断当时的制作工艺。隋朝敦煌莫高窟佛像上的涂金粉，经X射线荧光分析，发现铅Pb的含量是金Au的4倍多，而表面呈金色，涂层极薄。从而推测在佛像上先涂铅粉再涂金粉，这样可以节省金的用量。
又如，汝瓷在釉胎之间。用肉眼和实体显微镜可以明显地看到一个中间层，而偏光显微镜和扫描电镜分辨不出。通过对汝瓷从釉到胎成分的同步辐射和能量色散X射线荧光线扫描分析，发现在釉胎之间的确存在一个中间层，且各元素浓度从釉到胎是连续变化的。从而推测，汝瓷的烧制工艺是二次烧成的，釉胎间的中间层是在瓷胎经素烧、上釉后，在烧制过程中瓷釉成玻璃态而渗入瓷胎表面而形成的。由于中间层中的釉是玻璃态，故在实体显微镜可以明显地看到汝瓷釉胎间的中间层，而偏光显微镜和扫描电镜下却分辨不出。
再如，1985年加拿大文物保护协会（CCI）的保护科学家们曾利用XRD对一件被作为凡高作品出售的油画颜料进行分析鉴定。分析的结果令人出乎人们预料，在这件所谓的凡高的作品中，居然发现了大量的金红石的存在。二氧化钛作为白色颜料使用，一般以两种状态存在：金红石和锐钛矿。锐钛矿作为白色颜料使用是从1925年开始的，而金红石作为白色颜料直到1938年才开始生产。这两种物质具有相同的化学成分而具有不同的晶体结构，XRD是分辨这两种物质非常有效的手段。因为金红石的存在，就使得这幅油画的创作时间不可能早于1938年，这与凡高的生活时期（1853~1890）是不相符的。通过上述分析，基本可以说明这幅所谓的凡高大作，其实是一件赝品。
所以说，合理运用现代科学技术，可以从全方位的角度为文物信息的提取创建有力支撑。
第三部分以“文物赏析与价值认知”为主题，列举了胡钢老师所亲自负责的几个重要项目的研究心得。
枣庄市徐楼村出土有7件红铜铸镶青铜器，目前青铜器的红铜铸镶工艺在学术界还存在许多争议。以一件红铜纹饰与青铜器体等壁厚的透镶纹饰青铜盘为例，如下图所示。
徐楼出土红铜纹饰青铜器及其X光照片
综合运用各种分析技术，对这类红铜铸镶青铜器的制作工艺进行了解析。青铜盘的X光成像显示，该盘在制作过程中并未使用垫片，可以推测应是先制作出红铜片纹饰，再将之器身的槽做出后进行浇铸，使红铜片纹饰与青铜器壁身等厚，红铜片纹饰的作用相当于垫片。此外，通过成分分析，青铜基体中锡铅含量分别达到了10%、20%左右，可将青铜浇注温度降低200多度，并且提高了青铜液的流动性，确保器体与纹饰的良好结合。这些认知，不仅为这件青铜盘的保护修复提供了科学数据支撑，也深入探讨了红铜纹饰青铜器的制作工艺逻辑。
又如对一件小的青铜舟的保护修复中，发现舟的腹部和底部都有刻纹，如下图所示。通过舟残片的金相分析发现，其金相组织为等轴晶组织，有的晶粒中有孪晶现象，有的晶粒内存在大量的滑移线，可见这件青铜舟为锻制而成。通过体视显微镜观察，可以看到，舟底部的纹饰是通过锋利的工具一笔一笔的錾刻而成，扫描电镜的图片进一步证明，每一笔刻纹长度约0.5 mm，宽度小于0.1 mm，可见当时錾刻工艺技术之高超。
青铜舟的錾刻痕
山东枣庄市徐楼村发现2座古墓葬，发掘报告断其墓主人为费国国君及其夫人之墓，年代为春秋中期、晚期之间，该墓出土带红铜纹饰青铜器七件，其中舟呈椭圆形，上腹部分为走兽与禽鸟，靠近鋬手两侧为禽鸟，背对背，各自间隔一走兽，再为两只禽鸟，共计四禽鸟二走兽；下腹部与上腹纹饰间错排列有六枚菱形红铜纹饰。舟盖顶部于环纽处置一枚蝠形红铜纹饰。蝠形纹饰为半壁铸镶，对称形制，纽位于其体部中央，有两头两翼四耳四爪。应用CT断层扫描技术对徐楼舟盖进行二维成像，并通过对三个平面维度的一系列断面照片的比较分析和解读，证明了舟盖红铜蝙蝠纹仅位于靠盖壁外侧的部分，青铜垫片处于盖壁中靠内壁位置，与红铜纹饰共同支撑型腔。红铜铸镶与垫片两种工艺有机的结合，显然是在我国传统铸造青铜体系的基础上不断发展和完善的产物。这种极高难度的综合工艺，充分体现了春秋时期我国高度发达的青铜文明，也体现了古代工匠极具开创性的探索精神。
青铜舟蝠纹
枣庄市徐楼村的一座东周墓葬中，出土了一件铜不知名器，现经专家校对后更名为附鸟罍形器。这件器物造型独特、纹饰精美、工艺精湛，一出土就受到了学界极大的关注。将这山东临淄商王墓出土一件汲酒器、江苏盱眙大云山西汉江都王陵一号墓出土的两件汲酒器和枣庄出土的不知名器对比可以发现，三件的设计是相似的，四件器物的主体部分均空心鼓腹平底、采用了顶底两端各开一孔，两孔相对、上下贯通的设计。枣庄徐楼出土的铜罍形器完全可以实现取、移特定体积液体的功能，可称为一件移酒器。它是古人利用大气压原理的实物例证，比欧洲雷根斯堡实验早了近两千年，比同一地区出土的临淄商王墓战国铜汲酒器也至少要早三百年。枣庄徐楼出土的铜不知名器还可能是一件量酒器。考虑到目前出土的铜量器多属战国时期，这件器物的出土有可能填补一项空白。具有突出的历史价值、艺术价值和科学价值。
附鸟罍形器
附鸟罍形器猜测的使用方法
胡钢老师最后总结说到，文物保护修复能做的工作很多很多，要从不同的层面开展文物保护的长期研究。多多把握接触文物的机会，这个过程也是对文物信息更深入解读的过程，可以借助多样的科技分析手段，获取大量新的认知和发现。当然还有很多问题，亟待更深入的解读，只有多实践、多总结，才能更好地去认识赏析文物，让文物更好的说话，也给文物保护工作者们提出了更高的要求与挑战。
