高科技讓文物重獲新生

黃增強

2016年1月，紀(jì)錄片《我在故宮修文物》在央視開播后，打破了紀(jì)錄片不賣座的僵局，有兩萬余人報名要去故宮修文物。同年12月，電影《我在故宮修文物》在全國上映，熱度延續(xù)，上座率居高不下。近日，圖書《我在故宮修文物》的出版，更是引來廣大讀者的瘋狂搶購，文物修復(fù)再度成為人們關(guān)注的熱點。其中，文物工作機構(gòu)和文物工作者采用的納米技術(shù)、三維視頻掃描技術(shù)、高光譜成像技術(shù)和X射線衍射儀等大量的現(xiàn)代高科技手段對文物進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)，更是牢牢地抓住了觀眾和讀者的目光。

1.用“納米技術(shù)”修復(fù)文物

在北京的大街小巷、園林等地分布有三萬多件石質(zhì)文物，而古崖居、云居寺、天壇等地的石刻風(fēng)化非常嚴(yán)重。北京石刻博物館對北京市十個區(qū)縣及十三陵區(qū)域的石刻文物現(xiàn)狀進(jìn)行抽樣調(diào)查，抽樣結(jié)果顯示，777件石質(zhì)文物嚴(yán)重風(fēng)化。其中，古崖居和天壇的石質(zhì)文物嚴(yán)重風(fēng)化率分別達(dá)到了60%和50%，而且古崖居的風(fēng)化層深度達(dá)到了3厘米。同時，人為的踩踏、刻字題名、偷盜等破壞行為，以及酸雨腐蝕、人口密度增加等自然因素，都給石質(zhì)文物造成了不同程度的損害。

為了挽救瀕臨危險的文物，石刻博物館采用納米技術(shù)對石質(zhì)文物進(jìn)行了保護(hù)。方法很簡單，就是在石質(zhì)文物的表面防水層刷上一層納米材料，深度達(dá)到二十毫米左右。被刷過納米材料文物的整體表面載重量加重不到千分之二，不會對文物造成影響，也不會改變石質(zhì)文物表面的外觀，但能增強文物的抗紫外線能力，防止微生物腐蝕。目前，該項技術(shù)已在北京市的石質(zhì)文物保護(hù)中得到推廣。

2.利用“三維視頻掃描技術(shù)”復(fù)原文物

山西省新絳縣城西北17公里的地方，有一個號稱“中國歷史文化名村”的光村，此村坐落著我國重點文物保護(hù)單位福勝寺。此寺院始建于北齊天統(tǒng)年間（公元565年至569年），距今約有1500年歷史，寺內(nèi)現(xiàn)存放有元代、明代佛教人物塑像23尊和南海觀世音塑像1尊。觀音造像為懸塑類造像，在古代雕塑藝術(shù)中極為罕見，山西僅此一例，被收入《中國美術(shù)全集（古代雕塑卷）》中，受到國內(nèi)外美術(shù)專家贊譽。

這23尊佛教人物塑像和南海觀世音塑像，由于大氣污染、粉塵積聚、保存環(huán)境溫度與濕度變化，彩塑出現(xiàn)了彩繪層龜裂、空鼓、色彩脫落等問題。為了讓塑像恢復(fù)昔日光彩，新絳縣文物部門與中國文化遺產(chǎn)研究院合作，首次利用“三維激光掃描技術(shù)”對塑像進(jìn)行全面修復(fù)。

“三維激光掃描技術(shù)”是近幾年興起的高新測繪技術(shù)，也是目前最精細(xì)和最快捷的文物檔案保存手段之一。它的原理是將殘缺文物的相應(yīng)部分分別進(jìn)行三維掃描，然后虛擬拼接在一起，并依據(jù)相關(guān)歷史資料對損毀部分進(jìn)行虛擬修復(fù)，從而重現(xiàn)文物的歷史原貌。

如果用傳統(tǒng)的考古繪制線圖方法修復(fù)福勝寺的這些塑像，經(jīng)常需要人工拉基線和網(wǎng)格，這樣會存在差異，出現(xiàn)結(jié)果不精確等情況，而“三維激光掃描”是高精度掃描，不僅能夠采集到精確數(shù)據(jù)，還不會損害文物本身。

3.用高光譜成像技術(shù)

“護(hù)駕”文物修復(fù)

所謂高光譜圖像，就是在光譜維度上進(jìn)行細(xì)致分割，不僅是傳統(tǒng)的黑、白或者R、G、B的區(qū)別，而是在光譜維度上有N個通道。如我們可以把400納米～1000納米分為300個通道。通過高光譜設(shè)備獲取到的是一個數(shù)據(jù)立方，不僅有圖像的信息，在光譜維度上進(jìn)行展開，還可以獲得任一譜段的影像信息。

北京故宮有一幅《崇慶皇太后八旬萬壽圖》藏品，該畫描繪的是乾隆皇帝的母親崇慶皇太后八十大壽時現(xiàn)場祝壽的實景。這幅藏品歷經(jīng)二百五十多年之后已經(jīng)非常殘破，絹面有缺損斷裂，甚至還有霉跡。要想恢復(fù)原作風(fēng)貌，修復(fù)該畫時就要了解當(dāng)時所用的顏料。中科院遙感地球所高光譜研究團隊利用高光譜掃描儀對這幅古畫顏料進(jìn)行了掃描，提取了古畫顏料信息，由此推算出當(dāng)初繪畫所用礦物原料的種類。根據(jù)不同顏料產(chǎn)地光譜曲線的差異，科技人員反推出顏料的產(chǎn)地，為修復(fù)選用精準(zhǔn)顏料提供了依據(jù)。

通過高光譜成像技術(shù)分析這幅古畫，不僅沒有損害文物本身，還能幫助文物修復(fù)專家了解古書畫的顏料組成、繪畫技法，甚至及早發(fā)現(xiàn)書畫潛在的病害信息。這幅《崇慶皇太后八旬萬壽圖》古畫經(jīng)過修復(fù)后，栩栩如生，效果非常理想。

4.巧用X射線衍射儀

讓文物“增壽”

X射線衍射儀是一種波長（0.06納米～20納米）很短的電磁波，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相機乳膠感光、氣體電離。X射線衍射儀普遍應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上，可是現(xiàn)在文物機構(gòu)和文物工作者把它應(yīng)用到了文物修復(fù)上。

故宮博物院是中國明清兩朝皇宮，無數(shù)的奇珍異寶匯聚其中，院內(nèi)收藏有184萬余件（套）文物，其中珍貴文物占總量的93.2%，是世界上收藏銅器、陶瓷最多的博物館，同時收藏了大量的石質(zhì)造像，以及數(shù)量眾多、體量巨大的建筑石質(zhì)構(gòu)件。館藏的文物不僅歷經(jīng)數(shù)百年乃至上千年的滄桑，而且由于光照、空氣惡化等原因加速了文物的老化。

為了給故宮博物院的館藏文物“增壽”，故宮博物院使用了大樣品室環(huán)境掃描電子顯微鏡、粉末X射線衍射儀、波長色散X射線熒光光譜儀、能量色散X射線熒光光譜儀和顯微共聚焦激光拉曼光譜儀等五個大精密儀器。這些儀器功能強大、分辨率高、分析技術(shù)全面，給予故宮博物院這所“文物醫(yī)院”強大的補充。故宮博物院正是巧妙利用X射線衍射儀等科學(xué)儀器，對院內(nèi)收藏的明清不同朝代的青花瓷器等文物進(jìn)行了修復(fù)和保護(hù)，使得這些文物能夠“增壽”。

隨著現(xiàn)代高科技在文物修復(fù)和保護(hù)過程中的廣泛應(yīng)用，文物病害的診斷、文物的預(yù)防性保護(hù)和文物修復(fù)不再成為難題。那些曾經(jīng)被歲月和風(fēng)霜雨雪侵蝕過的文物，經(jīng)過文物工作者的修復(fù)和保護(hù)，必將獲得新生并放射出更加迷人的光彩！