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圆桌｜看故宫、敦煌等遗产保护项目中的科技创新

宗禾

2022-06-11 07:56

来源：澎湃新闻

6月10日，第二届“文物科技创新论坛”在兰州开幕。作为2022年文化和自然遗产日专题活动之一，论坛以“十三五”国家重点研发计划“文化遗产保护利用”专题任务的阶段性研究成果为主要内容，包括考古与文化遗产价值认知、中华文明探源研究、文物病害评估与保护修复、文化遗产风险监测与防控、文化遗产传承与利用等13个相关项目的负责人或骨干代表做了学术报告。此次论坛由国家文物局科技教育司、中国21世纪议程管理中心、甘肃省文物局主办，敦煌研究院、甘肃省博物馆承办。

第二届“文物科技创新论坛”现场

国家文物局科技教育司司长罗静在致辞中说，以科技创新为动力，推动我国文物事业高质量发展，已逐步成为全行业的共识。“十四五”期间，将组织各方力量，积极贯彻实施《“十四五”文物保护与科技创新规划》，加强统筹规划和科学布局，持续推动基础研究，加快推进急需技术攻关和应用。同时，全面加强人才队伍和科技创新平台建设，完善文物科技创新激励机制，构建多学科协同、产学研用深度融合的文物科技创新体系

柯兵致辞（线上）

论坛上，国家重点研发计划“文化遗产保护利用”专题任务的考古与文化遗产价值认知、中华文明探源研究、文物病害评估与保护修复、文化遗产风险监测与防控、文化遗产传承与利用等13个相关项目的负责人或骨干代表做了学术报告，展示汇报了项目实施以来取得的主要科研进展，一些项目的最新研究进展，也在此次论坛首次披露。

中国社会科学院考古研究所所长陈星灿研究员就“中华文明起源与早期发展综合研究”项目作了报告，从项目内容、田野工作等方面，对项目进展、阶段性成果和结论进行了汇报。

2000年底“夏商周断代工程”告一段落后，在国家科技计划的大力支持下，由中国社会科学院考古研究所和北京大学考古文博学院作为牵头单位，组织全国五十余家科研单位的400余名科研人员，以田野考古为核心，以自然科学与人文社会科学联合攻关为手段，分若干阶段实施了“中华文明起源与早期发展综合研究”（简称“中华文明探源工程”）重大项目。

良渚古城遗址

陈星灿表示，2020年底启动了中华文明探源工程第五期研究，自开展以来，在如下几个方面取得了较大的进展：

首先，开展了系统的田野工作，20余处田野工作项目取得了重要突破，其中三星堆、鸡叫城遗址两项工作获评国家文物局2021年度“考古十大发现”。

其次，年代学课题对重点遗址的关键时间节点有了新的认识，也尝试采用不同测年技术探索古代遗存的绝对年代。对以石峁为中心的中国北方长城沿线石城和大型聚落的年代研究取得了突破性进展。

其三，古环境研究进一步揭示了不同遗址所在区域的基本环境特征及主要的环境变化过程存在显著差异。

其四，生业课题发现，在中华文明的起源与早期发展阶段，生业经济模式反映出明显的区域差异，并在文明化进程中有不同的区域演变模式。

其五，手工业经济专门化是各地区文明起源进程中的主要表现，不同区域文明对手工业生产体系的控制能力和控制程度存在明显差别，因资源、技术差异有不同体现，但集中的专门化和规模化生产是各区域社会复杂化的共同特征。

其六，项目组以体质人类学、病理学、分子生物学和同位素分析技术，对中华文明起源与早期发展阶段的人骨材料，以不同地区的人群流动与饮食结构为研究目标进行集中攻关，为早期人群迁徙、流动和社会文化发展提供了新的线索和实证。研究发现，中国新石器时代存在的五种生业经济类型与龋病存在直接的对应关系。同时，项目尝试利用人类骨骼开展行为重建工作，探讨古代社会劳动分工、社会等级差异、经济模式等。

项目组在两年的研究中，进一步确认，中华大地内部具有多个地理单元，不同的环境导致了不同的经济形态、孕育了不同的文化，各地的文明化进程各具特色，呈现出多元起源、丰富多彩的样态。另一方面，各区域的史前文化密切联系，交流融合，形成了共同的文化基因，由此奠定了统一多民族国家形成与发展的基础。在中华文明形成和发展过程中，始终保持开放包容的态度，积极吸收其他文明的先进文化因素，在此基础上不断创新，延绵不绝。

良渚古城遗址公园

北京科技大学科技史与文化遗产研究院院长潜伟教授就“可移动文物价值认知及关键技术研究(无机质类)”项目作了报告，汇报了项目在无机质文物认知基础能力提升、平台搭建和价值阐释方面取得的重要进展，初步揭示了中国古代无机质可移动文物的关键价值。

潜伟表示，无机质可移动文物是人类文明的重要载体，对其价值认知具有重要意义。文物价值认知包括信息提取和综合阐释两个方面，前者重在文物的成分、结构、工艺、功能等关键信息的系统获取与科学表征，后者则强调自然科学与人文社会科学的交叉融合，深入挖掘文物的多元内在价值。研究者已在无机质文物认知基础能力提升、平台搭建和价值阐释方面取得了重要进展，完成了青铜、陶瓷和玻璃成分分析标准物质的制备、评价、定值及应用，在陶瓷瓷釉和玻璃文物化学成分无损分析方法、夹杂物分析辅助铁质文物加工工艺判别方法等关键技术研究取得进展；建立了无机质文物分析规范和多元信息提取方法体系，通过构建开放共享的文物标本库和数据库，尝试开展数据挖掘和智能认知，以解决长期以来困扰文物科技研究领域的分析数据质量较低、数据集成不足、文物专用分析技术匮乏的问题，为重建代表中国古代科技智慧的金属、陶瓷和玻璃的工艺技术体系奠定基础。随后，研究者分别从早期技术资源及社会图景的构绘、技术交流与多元文明互鉴、技术创新与社会进步、手工业制度与古代文明发展四个角度，通过多个案例初步揭示了中国古代无机质可移动文物的关键价值。

陶寺宫城内“窑炉”及其“操作坑”。

天津大学智能与计算学部张加万教授展示汇报了“基于知识图谱的文物知识组织和服务关键技术研发与示范”项目的进展和阶段性成果，阐述了新一代人工智能技术特别是知识图谱技术对文博业务提升的重要性，探讨了文物知识图谱的构建和应用中的关键问题和解决路径。

合肥工业大学副校长刘晓平教授就“大遗址文化内涵叙事化展示与交互技术研发”项目作了报告，围绕如何挖掘不同遗址的文化内涵、不同文化内涵需要什么样的数字内容和呈现方式、如何引入恰当的数字内容建设与呈现相关技术等三个问题，探讨了信息技术为遗址叙事带来的新思路。

敦煌研究院保护研究部部长吴健研究员汇报展示了“丝路文物数字复原关键技术研发”项目的进展和成果。据悉，该项目目标是针对丝路沿线相关石窟寺与大遗址数字化保护需求，在特定的采集环境中，在现有采集设备基础上改进并研发成套的数据采集装置；研究壁画亿级像素图像自动拼接软件和基于人工智能的壁画拼接质量评价方法，以及三维重建技术形成多源数据融合的跨尺度文化高真实感彩色三维重建方法和软件；构建面向丝路文物数字化处理云服务平台，最终形成一整套文物数字复原评估体系及解决方案，并进行应用示范。

吴健表示，截至目前已完成以下研究任务：研制了面向石窟寺壁画二维图像、雕塑与大遗址三维数据采集装置原型，并对壁画二维图像采集设备和方法进行了测试和改进；研发了壁画色彩管理软件1套，完成了基于多源数据融合的跨尺度文化遗产自动三维建模方法和基于多模态融合特征描述子的精确纹理映射技术的研究；构建了动态资源调配与区块链智能合约服务云平台，并形成了相应的研究报告；对现有图像处理软件和拼接图像质量进行了测试和评估；制定了数字复原展示技术方案、甘肃省内岩画保护项目（一期）和甘肃省博物馆馆藏魏晋5号墓数字化保护方案，并进行了极高环境、极端气候和馆藏文物三维重建的应用实践。

敦煌莫高窟

莫高窟第148窟数字化采集工作现场

故宫博物院古建部副主任赵鹏汇报展示了“明清官式建筑营造技艺科学认知与本体保护关键技术研究与示范”项目取得的一些突破性进展，具体阐述分析了项目取得的部分主要成果。

明清官式建筑作为现存建筑遗产中的重要类型，对其木作、瓦作、石作、彩画作、油作、裱作等匠作营造技艺的科学认知和建筑本体保护的一些关键技术问题上，仍缺乏全面系统的研究。项目组基于故宫、曲阜三孔等遗产地现存建筑资源以及宫殿、王府、陵寝、园林等不同建筑类型，全面系统地开展文献档案整理、实物遗存调查、工匠访谈、材料检测、病害机理分析、改性材料实验等工作，探索传统匠作的价值、关键功效性能和本体保护技术要点。针对异形石质构件、地下排水管沟等隐蔽部位探查难的问题，进行技术集成与装备研发；并结合实际需求，研发基于明清官式建筑保护全过程记录的科学化管理与展示平台，在数字化时代，为大量信息的集成提供良好的结构基础，进而可以支持建筑遗产保护领域多源异构信息的查询和分析。

中国科技大学火灾科学国家重点实验室副主任纪杰教授，从文物建筑木材燃烧和木结构火蔓延机理与规律、典型文物建筑电气火灾预警和火灾早期探测技术、典型文物建筑火灾风险评估方法和综合防控体系三个方面，汇报展示了“文物建筑火灾蔓延机理与评估预警关键技术研究”项目的重点难点和取得的工作进展。

长春宫西北游廊东数第一间东缝西侧梁架彩画现状

中国电子科技集团公司第二十六研究所高级工程师李军汇报展示了“不可移动文物安防（防盗、防破坏）关键技术及装备研究”项目的重点研究内容和进展。该项目针对大遗址（古墓葬群）、古建筑、石窟寺（石刻）三类典型不可移动文物的特点，从人为盗掘和破坏复杂风险行为入手，研究易被盗文物构件的艺术价值、位置、形制结构、市场价值等特性，从风险行为和防护对象两个维度展开风险分析，把风险要素转化为可感知的物理、化学变量，从而感知风险行为，指导文物安防专用装备研制。

浙江省古建筑设计研究院院长卢远征研究员汇报展示了“传统村落保护适宜性技术和活态利用策略研究”的进展和成果，阐述了如何有序保护传统村落文化遗产、平衡发展利用等重要内容。

国家文物局考古研究中心研究馆员张治国汇报展示了“海洋出水木质文物保护关键技术研发”项目进展和阶段性成果，项目目前研究成果为形成海洋出水木质沉船整体保护解决方案奠定了科学基础。

清华大学建筑学院师生在故宫进行测绘

中国国家博物馆副研究馆员张然汇报了“馆藏脆弱铁质文物劣化机理及保护关键技术研究”项目，项目聚焦馆藏脆弱铁质文物稳定性的量化评估体系，通过建立腐蚀作用模型，研究常用保护修复材料的评估体系并研发新材料、新技术、新方法和综合病害防治技术规程，实现我国馆藏脆弱铁质文物保护技术研究与推广应用的全面提升。

张然表示，截至目前，已采集并分析检测大量样品，初步建立锈蚀产物红外、拉曼光谱定量方法；在不同地域进行环境监测和铁片腐蚀实验，筛选促进铁质文物劣化的环境因素及污染物种类，进行加速腐蚀模拟实验和腐蚀劣化模型的构建；剖析“南海I号”铸铁文物劣化机理；探索磁记忆、CT、GC-MS和耗氧速率等技术在铁质文物稳定性和保护修复效果评估方面的应用；研发纳米纤维素脱氯材料、复合磷酸、儿茶素缓蚀材料、氧化石墨烯-B72封护材料，试制超微气泡低氧脱盐除锈装置；调研多个文博单位馆藏铁质文物的历史保护修复信息及现状；开展铁质文物风险管理的标准化研究，初步建立现场快速风险评估方法并进行应用；在预防性保护方面，研究多种除湿材料的除湿性能和展柜空气交换率对展柜湿度控制的影响；筛选出三种3D打印材料作为包装内囊材料。

河南省文物考古研究院副院长陈家昌研究员汇报展示了“馆藏脆弱青铜器保护关键技术研究”项目，该项目聚焦脆弱青铜器严重腐蚀、矿化、粉状锈等病害，通过对无损检测分析、病害机理阐释、保护材料研发、保护环境调控及数据库应用平台开发等进行深入研究，最终实现我国馆藏脆弱青铜器保护的技术突破。

荆州文物保护中心主任方北松研究员汇报了“馆藏典型脆弱有机质文物病害防治与评价技术研究”项目，项目针对馆藏脆弱有机质文物，提出从病害机理、病害表征评估、病害程度预测到保护技术的解决方案，并提出基于物理、化学、生物技术和材料学最新进展，研发新一代有机质文物保护技术的新思路。

国家重点研发计划“文化遗产保护利用”专题任务项目，主要是围绕考古与文化遗产价值认知、文物病害评估与保护修复、文化遗产风险监测与防控、文化遗产传承与利用等四个方面，开展基础研究、关键技术攻关和应用示范。

延伸阅读：

上海博物馆的文保科技工作

上海博物馆的文保科技工作起步很早，早在1958年和1960年，上海博物馆就分别设立了文物修复工场和文物保护实验室。据该中心研究馆员熊樱菲介绍，正因为有着超前的创新意识，上博很早就开展了多个全国领先的科研项目，文物保护实验室也是国家层面最早成立的的实验室之一。上博在国内最早引进了“热释光”技术，1976年就可以实现古陶瓷热释光年代测定。目前，国家一级学会中国文物保护技术协会的文物检测分析技术专委会也挂靠于上海博物馆。

X射线断层扫描油醋瓶的制作工艺

上博文保科技的发展离不开王维达、谭德睿等老一辈科研人员的辛勤耕耘。“王维达老师是我们的老主任，他是核物理专业出身，所以牵头做了热释光测年；副主任谭德睿老师家学渊源，他父亲就是著名的谭其骧先生，谭老师是铸造专业出身，进博物馆后，很快将自己所学应用到青铜器制作工艺研究中，还有祝鸿范、陈元生两位先生分别是无机质文物和有机质文物保护的专家，他们在行业内都是赫赫有名的，也为我馆的文保科研工作奠定了根基。”熊樱菲说。

2015年，位于龙吴路的文保科技大楼落成，上海博物馆整合了馆内文物保护和修复资源，组建成立了 “上海博物馆文物保护科技中心”。中心现肩负国家文物局重点科研基地创新研究，并被赋予上博文物保护、文物修复、科技考古、古代工艺技术等研究和应用以及国家核心期刊《文物保护与考古科学》编辑出版等的功能。

在上博文保科技中心，“热释光”与“X射线能量色散荧光仪”则是古陶瓷检测的两项“拳头”技术。