淺談現代科技對文物工作的提升

董方軍

（張掖大佛寺文物研究所，甘肅 張掖 734000）

0 前言

文物是人類在社會生產生活中遺留下來的具有歷史、藝術、科學價值的遺物遺跡，是珍貴的歷史文化遺產。我國有五千多年的文明歷史，文化遺產數量眾多、品類繁雜。這些文化遺產凝聚了我國古代各個時期的政治、經濟、藝術、科技和文化等特征，研究這些文化遺產不僅能讓我們了解我國古代的歷史，而且能夠促進中華優秀傳統文化的繼承和發揚。文物工作的主要內容就是研究如何保護好、傳承好、管理好和利用好這些珍貴的文化資源。

過去，由于受科技水平的限制，各項文物工作都未得到長足的發展，文物保護管理水平不高，豐富的文物資源未得到充分的利用。現在，科技的發展水平較以前有了極大的提升，社會生產力有了顯著的提高，先進的科學技術實現了過去人類無法實現或實現起來比較困難的工作。文物工作也因此得到了全面發展，各項事業呈現繁榮發展的態勢。文物保護更加科學化、規范化，文化傳承的形式更加多樣化，文物資源的拓展利用更加豐富化，這些都得益于科技發展對文物工作的提升。當前，現代科技已經成功運用于文物工作的各個方面，已經深刻地改變了文物工作的方式和方法。現結合筆者自身的工作實際和知識水平，就接觸到和認識到的，對提升文物工作起到巨大作用的現代科技進行簡單論述。

1 對文物保護工作的提升

文物保護，相信這個詞語大家都已經能夠耳熟能詳了，這得益于黨和國家對文物工作的高度重視和相關部門的大力宣傳，當然也離不開我國經濟社會的高速發展對文化交流和文化交往的需求，促使人們對文物保護的重要性有了較高的認識，總之，是在諸多因素的共同作用下，人們逐步地增強了文物保護的意識。但是，以前人們對文物保護的認知是狹隘的，只是一種意識、一種觀念，只知道文物是不能隨意破壞的，破壞文物是會觸犯法律的，至于為什么不能破壞文物，文物又具有怎樣的價值，人們可能就不知道了。現在，隨著科技的高速發展，人們不僅認識到了文物的價值和作用，對文物保護的認識也發生了深刻的變化，如何對文物實施更加科學的保護才是文物保護真正的價值之所在。有時我們會在古建筑上方看見防雷設施，在博物館展柜內看見一些顯示數字的監測設備，在石窟寺崖壁會看見對巖體加固的痕跡等，這些都是對文物實施科學保護的措施。

文物作為一種有形的客觀物質形態，它的存在及破壞也遵循著一定的規律，只有充分運用馬克思主義哲學方法論，透過現象看本質，抓住事物發展的規律，才能從根本上解決問題。

以青銅器文物的銹蝕為例，青銅器最常見的病害是發生銹蝕，那么要如何對青銅器進行保護呢？首先，需要對青銅器進行一般性的化學成分分析，也就是物質組成分析。根據化學分析的結果可知，青銅器的化學組成主要由銅、錫、鉛三種元素構成，不同時期的青銅器中三種元素的比例不相同，而三種元素比例不相同會導致青銅器發生銹蝕的程度不一樣。其次，需要對銹蝕進行成分分析和結構分析，然后根據分析結果對青銅器發生銹蝕的機理進行研究。根據X射線衍射法的分析結果可知，銹蝕產物十分復雜，有氧化亞銅、藍銅礦、孔雀石，有的還有綠銅礦和副綠銅礦。經過多年的研究，目前對青銅器發生銹蝕的機理有一致的看法：

第一步，青銅器埋藏在地下時會接觸到氯化物，而氯化物中的氯離子由于半徑小，容易穿透水膜與銅作用形成氯化亞銅；

Cu+Cl→CuCl+e

第二步，氯化亞銅與水作用生成氧化亞銅和鹽酸；

2CuCl+HO→CuO+2HCl

第三步，氧化亞銅遇到水、鹽酸、二氧化碳、氧氣分別生成堿式碳酸銅、堿式氯化銅。

根據X射線衍射法的分析可知，青銅器在外界環境影響下所形成的腐蝕產物，是一種由內向外為氯化亞銅CuCl、氧化亞銅CuO，再向外為堿式碳酸銅CuCO·Cu（OH）或堿式氯化銅CuCl·3Cu（OH），兩者都為層疊狀結構。由于氧化亞銅CuO層的轉化產物為堿式氯化銅CuCl·3Cu（OH），結構疏松膨脹呈粉狀，通常稱作“粉狀銹”，水和氧氣可通過粉狀銹的空隙進入其中，造成內部繼續生成粉狀銹，這就是內部生成粉狀銹的條件。

4CuCl+4HO+O→2HCl+CuCl·3Cu（OH）

內部生成粉狀銹的同時會生成鹽酸，鹽酸又會使銅轉化為氯化亞銅。

4Cu+4HCl+O→CuCl+2HO

形成的氯化亞銅又與進入內部的水和氧氣作用生成堿式氯化銅，這樣周而復始，使青銅器的腐蝕產物不斷擴大、深入，直到器物潰爛、穿孔。這是目前對青銅器發生銹蝕原因的主流看法，另外還有其他的看法，當然這都需要隨著科技的進一步發展進行深入研究之后才能證實。通過對青銅器腐蝕機理的研究，不僅可以為青銅器的保護和修復提供定量化的措施，同時也可為金屬類文物的科學保護打下堅實基礎。

對青銅器進行保護處理，首先要對青銅器文物進行除塵、清洗污垢、除銹；然后根據青銅器發生銹蝕的不同程度，采用不同的方法。針對局部粉狀銹的治理，可采用氧化銀保護法，在器物上形成角銀膜阻止氯離子的進入，使銅器趨于穩定；還可采用樹脂封閉法，在器物表面上使用封護劑進行封護。對一般銹蝕的青銅器保護方法較多，主要有去離子水法、倍半碳酸鈉法、乙腈法、檸檬酸和硫脲混合溶液法、堿性連二亞硫酸鈉法、過氧化氫法、苯并三氮唑法，這些方法的具體操作在相關的專業書籍上可以查到，就不在此贅述。

縱觀青銅器的整個保護過程，每一步的實施都離不開科學的分析方法，而所有的分析方法都離不開現代科技的支撐。這僅僅是對青銅器文物的保護，對于不同種類的文物，在其保護程序及方法上又會具有其獨特性，因此又會使用到不同的技術手段。由此可見，科技的發展極大地豐富了科學保護文物的手段。現在，針對文物保護這項工作，已有部分高校專門設立了文物保護技術專業，開設的課程就是研究各類文物的病害、保護措施、修復方法等，通過系統的研究，不斷地增強文物保護的科學性。這些都是隨著現代科技的發展，在加深對文物發展規律認識的基礎上，把相關技術運用到文物保護工作中的具體成果。

2 對文物斷代工作的提升

文物工作中另一項重要的工作就是判斷文物的年代，簡稱文物的斷代。其實，考古在一定意義上是時間的科學，在通過考古或其他方式獲取文物之后，接下來就是對其進行研究，判斷文物的年代是考古學研究中最基本的一環，此即考古學中的年代學。一般而言，文物年代越久遠，相應的研究價值就越高。

考古學上的年代可分為相對年代和絕對年代。相對年代指各種遺跡、遺物在時間上的先后關系；絕對年代指它們的存在距今已有多少年。相對年代的推定一般利用考古地層學和類型學，其曾對考古學研究發揮了重要作用，至今仍在普遍應用。絕對年代的推定主要依靠遺跡、遺物中的銘文和利用自然科學手段測定。利用銘文斷代僅限在歷史范圍內且要慎重，如果遺物經過多次搬遷或長期沿用就不能作為絕對年代判定的唯一標志。對于無文字記載的史前考古學年代的斷定，在很大程度上不得不依靠現代的科技手段。甚至可以這樣說，自從自然科學的斷代方法引進考古學或與考古學結合后，史前考古年代學才真正建立在可靠的基礎之上。

當前，常用的年代測定法根據技術類型不同分為放射性同位素、生物規律、物理化學等。其中放射性同位素法包括放射性C-14、熱釋光、電子自旋共振、鉀-氬法、鈾系法、裂變徑跡法。生物規律就是大家都熟知的樹木年輪法。物理化學方法主要包括古地磁法、古地磁測年、氨基酸外消旋、黑曜石水合層。這些方法的使用都需要先合理地采集樣品，采樣時還應注意樣品的采集地和文化層歸屬的準確性。

在這些方法當中，C-14測年是目前最成熟、最可靠的方法，它的原理可以這樣理解：

第一，在大氣層的上部，宇宙中的射線會與地球大氣發生作用產生熱中子，熱中子擊中N-14會發生核反應生成地球上的C-14。

第二，在大氣環境中，新生的C-14很快與氧結合生成含C-14的二氧化碳，并與原來大氣中的二氧化碳相混合，參與到自然界的碳循環當中。

第三，植物通過光合作用會吸收部分放射性碳元素，動物又直接或間接地食用這些植物，造成所有的生物都含有C-14，而C-14又會不斷地衰變成N-14，N-14又會參與到第一步的核反應中，進入循環作用。因此，所有的有機體都會通過新陳代謝使其體內的C-14濃度與大氣中的C-14濃度保持動態平衡。

第四，一旦生物體死亡，其放射性物質與周圍環境的交換就會停止，其中的C-14含量會按照放射性衰變規律逐漸減少，經過5730年減少為原來的一半。因此只要知道某生物的C-14含量，通過與其初始濃度比較，便可得該生物的死亡年代。當然每種方法都有自身的缺點和優點，通常需經過多種方法輔助驗證才可以提高測年的準確性。

在以往，人們對文物測年主要依靠考古學知識和長期收藏活動積累的經驗，再結合文物基本信息和出土墓葬特征等進行斷代，這樣的斷代方式對一般種類的文物來講，是比較方便和快捷的，但這種方式帶有著強烈的主觀意志，與個人的知識水平和業務素養有很大關系，并非對所有文物都適用。而現代科技在考古測年中的廣泛運用，不僅能有效解決傳統方法解決不了的史前考古學問題，而且能夠大大提高各類文物測年的準確性。

3 對文物利用工作的提升

“文物承載著燦爛文明，傳承著歷史文化，是中華文明源遠流長和生生不息的實物見證，是傳承弘揚中華優秀傳統文化的歷史根脈”，足見文物對中華文化傳承的重要性。那為什么要加強文物的展示利用呢，筆者認為有兩點原因：

一是文物作為歷史遺留下來的文化遺產，不僅凝聚著古代勞動人民的思想和智慧，而且也是中華優秀傳統文化的思想來源，加強對文物的展示利用，能更好地弘揚中華優秀傳統文化。

二是文物事業經過多年的發展，隨著現代科技的融入，已經解決了文物工作中亟須解決的突出問題——文物保護。幾十年來，黨和國家高度重視對文物的保護，不斷加強文物保護的頂層設計，制定《中華人民共和國文物保護法》《中華人民共和國文物保護法實施條例》等法律法規，強化保護文物的意識；在經濟支持上，通過國家專項，逐步實現了文物保護的全覆蓋。近些年，針對可移動文物的保護有預防性保護、數字化保護等，針對不可移動文物的保護有文物本體修繕、加固等，古建筑文物的防雷、安防、消防等。這些工作都是在為更好地展示打基礎，應該說，保護是第一位的，展示是第二位的。經過多年的發展，我國文物保護的基礎顯著提高，現階段就是加強展示利用的階段。

實際上，我們對文物實施科學保護只是延長了文物物質形式存在的時間，而揭示文物所蘊含的文化價值才是實現文物長久保存的最終目的。近些年，國家先后出臺一系列政策，不斷加強對文物資源的活化利用，強調“要系統梳理傳統文化資源，讓收藏在博物館里的文物、陳列在廣闊大地上的遺產、書寫在古籍里的文字都活起來”。最近，國務院出臺了“十四五”文物保護和科技創新規劃，首次將文物事業發展五年規劃從部門規劃上升為國家級專項規劃，把科技創新擺在顯著位置，著力通過科技賦能、智慧助力，推動新時代文物事業蓬勃發展。而這些目標的實現需要通過運用互聯網、大數據等平臺，利用5G、3D、AR、VR、人工智能等現代數字技術，為文物展陳打造更多新樣態。

以往，文物的利用方式比較單一。對于可移動文物的利用一般可能會通過建設博物館，將館藏文物拿到展廳按照時代順序進行陳展；對不可移動文物可能會修建基礎保護設施，然后對外開放。這樣的方式基本可以實現對文物的展示利用，但利用率不高，人們會由于時間和空間的限制，無法親身到博物館參觀，因此也感受不到特色文化的魅力。現在，借助互聯網、數字化等手段，可以高效實現文物資源的傳播利用。其實，已有許多文博機構正在加快智慧化、數字化的改造，不斷涌現出具有更強沉浸感、更多體驗性的文物展示項目，對文物背后的故事、承載的歷史、蘊含的精神也進行更深度的挖掘闡釋，將文物利用推上新的水平。比如，網上虛擬展館的建設，它是以實體展館為基礎，利用虛擬技術將展館及其陳列品移植到互聯網上進行展示、宣傳與教育，突破了傳統意義上的時間與空間的局限。對沒有到過實體展館的人可以借助虛擬展館了解展品信息，增加去實體展館的興趣，同時實體展館無法實現的一些展品互動可以借助虛擬展館得到有益的補充。再如，文物的數字化展示，對文物進行數字化展示，需要先對文物進行數字化采集，經過信息采集，可以將文物資源變成可在計算機上處理的數據資源，再按要求進行相關處理，便可成為供宣傳、瀏覽、文創開發的信息資源。

4 對文物管理工作的提升

文物管理是文物工作的日常工作，也是重點工作。我國有五千多年的文明歷史，文物資源極其豐富，涵蓋了各個歷史時期生產、生活、衣、食、住、行及文化、藝術、科學技術等各個方面的遺物、遺跡，要想管理好這么多文物，并非易事。

以前，文物管理工作主要是對文物藏品建立詳細賬冊，運用文字描述和相應的圖片等對文物建立藏品檔案；建立文物巡查制度，定期對文物及文物庫房開展安全檢查，并填寫巡查記錄。有時在巡查過程中發現文物出現破損，但又不能及時查找出原因；有的文物庫房建設面積較小，基礎設施落后，文物藏品的擺放十分擁擠，缺乏最基本的保護措施，遠達不到藏品保護管理的基本要求。

現在，隨著科技的發展，在文物檔案管理方面，已經實現了數字化的管理方式，比如數字資源管理系統，該系統包含數字化資源錄入管理、加工管理、知識產權管理、利用管理、發布與展示功能、資源檢索、統計分析等，基本涵蓋了日常管理文物的所需功能。在文物巡查方面，經過多年的發展，基本上隨處可以見到各類監控設施，同時配套設立監控中心，管理人員只需要在監控室就能實現對文物的即時查看。在文物庫房建設方面，經過多年的發展，目前全國已有多家專門設計研發文物庫房設施的文博公司，他們結合前沿科技，研發出一系列文博產品，包括文物庫房門、文物儲藏柜、標準密集架等，已經可以滿足文物庫房建設的任何需求。另外，針對文物保存環境的溫濕度要求，在庫房內設置恒溫恒濕空調，保持庫房內的溫濕度恒定。現在，文物的管理水平較以前發生了根本性的變化，當然這都離不開國家對文物工作的科技投入。

5 結語

文物工作點多面廣、意義重大，雖然也曾面臨過巨大的挑戰，但都隨著科技的迅速發展，成功得到了解決。其實，科技對文物工作的提升遠不止這些，上面的論述只是冰山一角。當前，科技在文物工作中的地位是越來越高，應用也是越來越廣泛，目前所取得一系列成果就是最好的體現。但是，人類從來不會滿足于現狀，隨著人類認識客觀世界的不斷深入，科技水平也會隨之增長，而作為文物工作者，就應該時刻思考著，如何充分發揮科技創新的引領作用，推動文物工作與現代科技的融合創新，不斷提升文物工作的科學化水平，實現文物事業的高質量發展，為弘揚中華優秀傳統文化奠定強大的物質基礎。