考古研究與現代科技手段的應用

文/李德金

考古研究與現代科技手段的應用

文/李德金

編者按

開展現代科技與考古文物相結合的科研工作，需要考古、文物及博物館等部門的大力支持，提供可靠器物測試數據。在擁有各時代古器物大量數據的基礎上，鑒定古器物真偽及年代的問題也將迎刃而解。

考古學是歷史科學的一部分，以通過考古的調查、發掘獲得的古代遺跡和遺物等實物資料進行研究。考古學研究依靠地層學、類型學、年代學等方法，結合古代文獻、口頭傳說、民族學、民俗學的資料進行綜合研究，填補文字歷史的空白，恢復古代歷史的面貌。

考古學在運用考古的方法和手段的同時，必須結合自然科學的方法和手段進行研究。20世紀以來，考古學結合自然科學的多種學科進行研究已取得了巨大成果。例如，用人類學的方法對古代人類骨骼的鑒定；用醫學對古尸的解剖分析；用天文學、地理學、地質學等知識對古人類的生存環境、氣候變遷、地理條件等的研究；用動物學、植物學的知識了解與古人共存的動物群、植物種植情況及遺跡、遺物的時代等問題。

國家重點科研項目—夏商周斷代工程，運用高科技手段，結合考古調查發掘資料進行研究已經取得了巨大成果。隨著自然科學的發展，運用高科技鑒定遺跡、遺物的時代，使古遺跡、遺物的時代更為科學可靠，已是當前考古學上的重要課題。20世紀50年代以后，在考古學上已采用了碳14年代斷代法，物理性能、化學元素分析測試，熱釋光鑒定，古地磁鑒定，微量元素測試鑒定等方法，但除碳14及理化測試方法較為普及應用外，其他方法運用還是偏少。

考古學發掘出土的遺物中有石器、陶器、玉器、銅器、鐵器、金銀器、骨器、木器、漆器、琉璃或玻璃器、瓷器等許多品種，除石器、玉器、骨器、木器是利用自然物質進行人類的勞動加工而成外，其余各種器物都是人類在實踐中將自然物質經過火與水的加工、鑄造、提煉而成。具有不同的物理和化學因素。而各種遺物的自然物質也有產地、品種的區別，必須借助有關學科來探討其來源。以往，對古代遺物的研究，除遺物本身有紀年外，對于大量沒有紀年或沒有共出品上有紀年可參考的器物，學者們僅從器物的外表及造型、胎釉、紋飾、尺寸、重量等方面進行研究比較，并總結出各時代器物特征的規律。這對于辨別古器物的真偽和時代是寶貴的經驗，值得學習。但是，對古器物的研究光憑外表的觀察是不夠的，必須探索了解其內涵，只有通過對器物外表及內涵相結合的研究，才能更全面、正確地反映古器物的性質、時代、產地、燒制工藝等有關問題。

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毋庸諱言，目前對古器物的測試方法還存在著很多問題，比如，在進行理化測試常量元素分析中，需破壞部分器物，而對于古代遺物，由于其不可再生的特性而不允許破壞，這就限制了對許多重要的、完整的遺物，尤其是傳世遺物的測試。

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20世紀90年代以來，隨著高科技的發展，運用高科技進行考古學研究已成為現實。澳大利亞籍華人收藏家寧志超先生收藏的一對青花云龍紋象耳瓶，由于國內的古陶瓷專家對該瓶的真偽及年代意見不一，寧先生將這兩件青花大瓶進行了多種現代科技的測試。如澳大利亞五龍崗大學的熱釋光測試，中國科學院上海硅酸鹽研究所對胎質的常量元素分析，上海復旦大學現代物理研究所用PIXE法（質子激發X射線熒光分析）對器物的胎、釉及青花分別進行了常量元素和微量元素的分析測試，中國科學院高能物理所北京同步輻射實驗室用對撞機同步輻射，X射線熒光無損分析及毫米束X射線熒光分析技術分別對該瓶的胎、釉、青花料進行了測試。同時，又將元大都發掘出土的兩件青花瓷器進行了同樣的X射線熒光無損分析，兩件大瓶的分析結果及數據由寧志超先生撰文公布，《人民日報》海外版1997年2月14日第7版和1998年5月29日第8版已分別將部分測試結果刊登，結論為兩件青花瓷瓶測試數據與元青花的數據相似或接近，應是元代器物而非仿制品。這是第一次全面系統地采用高科技方法對古器物測試取得的成果，意義深遠且重大。

測試的元大都兩件青花瓷器均出土于元代遺址內，一件是青花云龍紋高足碗，出土于雍和宮后元代居住遺址內，其形制為尖唇撇沿，腹壁上收下微鼓，碗內底平，下為柱形高圈足，足柄呈竹節狀，上有凸弦紋5道，足底稍外撇。胎色潔白，質細硬，碗身施滿釉，釉色青白，足底無釉，足內壁部分有釉。其制作方法為分段輪制后釉接成型。碗內外用青料繪花紋，沿下有卷枝紋帶，內底心有火焰形寶珠及一圈弦紋，碗外壁繪游龍一條，龍身披鱗飄須，龍足為三爪，器物已殘破，龍首殘缺?？趶?1厘米，通高9.8厘米。該碗與明初洪武四年（1371年）汪興祖墓內出土的高足碗的形制及紋飾相同，應是元代晚期的器物。另一件青花小罐蓋出土于西直門里后英房元代居住遺址內，共出的青花瓷尚有觚形瓶、葵花口折沿松竹梅紋盤及破碎的青花罐及碎片等。此件青花小罐蓋的形制為扁圓形，直沿，內槽口，蓋面呈弧形，中為笠帽形蓋紐，胎白質硬，青白釉泛灰，蓋內無釉，無釉處氧化后呈朱紅色。蓋面用青料繪串枝梅花一株，紐頂亦繪有花瓣，輪制釉接。蓋徑8厘米，高4厘米。亦為元代晚期器物。根據測試，元大都青花瓷的青花化學成分具有高鈣低鉀、低錳高鐵及含微量元素砷的特點，青花與白釉中都有很低的鋅鐵比。這些測試成果與已經發表的元大都另一件出土青花瓷器的常量元素分析的結果相同。元大都青花瓷成分的這些特點與兩件青花大瓶所測試的數據也基本相同。

在元大都遺址內共出土19件青花瓷器，分屬碗、盤、盞及盞托，高足杯、扁壺、觚形瓶、罐、罐蓋、小玩具等10種類型，加上在全國已發現的窖藏及墓葬中出土的大批青花瓷器，其品種、數量足以反映元代青花瓷的燒造水平及產銷盛況，若能選擇有代表性的器物進行無損測試，積累大量數據，將對今后發現的任何元代青花瓷的鑒定提供可靠的科學依據，而不必光憑外表印象去鑒定，并為某些器物的真偽而爭議不定。

在應用高科技方法對古器物進行無損測試時，應同時有地層可靠或年代可靠的同類器物的數據與之比較。因此開展現代科技與考古文物相結合的科研工作，需要考古、文物及博物館等部門的大力支持，提供可靠的器物測試數據。在擁有各時代古器物大量數據的基礎上，鑒定古器物真偽及年代的問題也將迎刃而解。

利用科學體系知識對古代遺跡與遺物進行微觀研究和宏觀研究，把靜態研究與動態研究結合起來，以多種學科相互交叉的方式，將整個考古學研究提高到新的高度已是迫在眉睫。

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