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现代科技在文物保护中的应用研究

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年7月13期作者：李耀华

[导读] 随着科学技术不断发展，现代文物保护工作中使用科学技术的范围不断增加，文物保护工作人员在工作时通过使用现代科技的方式，可以更好的了解文物信息，以便进行针对性的文物保护工作。本文基于当下文物保护工作中使用现代科技技术的重要性，以及文物保护工作应用现代科技的措施进行详细分析，希望对我国文物保护工作的良好发展提供一定的帮助。

河南博物院李耀华 450002

摘要：随着科学技术不断发展，现代文物保护工作中使用科学技术的范围不断增加，文物保护工作人员在工作时通过使用现代科技的方式，可以更好的了解文物信息，以便进行针对性的文物保护工作。本文基于当下文物保护工作中使用现代科技技术的重要性，以及文物保护工作应用现代科技的措施进行详细分析，希望对我国文物保护工作的良好发展提供一定的帮助。
关键词：现代科技；文物保护；应用研究
        前言：文物作为现代人对古代人类了解的重要途径，是人类十分珍贵的文化遗产，同时也是证明人类历史发展前进的重要历史载体，对文物进行研究是人类了解更多历史真相的重要手段。在文物保护工作人员进行文物研究时，通过现代技术对文物进行保护，可以有效的提高文物研究和保护的工作质量，使文物在焕发生命力的同时，可以得到更好的保护，促进我国文物研究工作的良好发展。
        1.现代科技在文物保护中的重要性
        在文物保护工作中应用现代科技技术，可以对文物的研究范围进行相应的拓宽，极大程度的对文物内容进行了丰富，同时还能帮助文物研究保护工作人员更详细了解文物信息。并且，现代科技的使用可以促进考古工作的时空范围进行增大，不管是陆地上还是水面下的文物遗迹，工作人员都可以通过现代技术进行相应的探测。而且，现代技术在文物保护工作中的广泛应用，还促进了博物馆的发展速度，对陈列的藏品进行科学的保护修复工作，可以帮助人们更多的了解文物的历史，增加工作人员在文物研究保护工作中获得信息的数量和准确性，进一步的提高文物保护工作的效果。当前国际文物保护界已经将对文物保护科技技术的研究工作列为未来发展的重要方向。
        由于文物的种类较为繁杂，同时其生成和赋存的环境也十分复杂，文物的保护科学技术已经形成了一个较为庞大的的学科群，这其中包含着众多的自然科学和技术科学门类，并且和多个社会科学以及人文科学相关，在当下科学技术不断发展的背景下，文物保护科学技术最为显著的特征便是：一切科学发现和技术发明都会被考虑并尝试应用在文物的研究保护工作中，现代技术应尽可能的吸纳和总结传统文物保护技艺中的有效手段，坚持以文物保护工作为技术核心的使用理念。文物保护工作使用的现代技术，从学科的结构层面进行分析，其包含着文物的科学技术、保护工程以及保护技术这三个层次。文物保护工作的研究主旨是对文物的内涵，文物的生成条件，文物的赋存条件以及文物产生损毁的机理进行科学技术的研究。文物保护技术指的是在不对文物基本属性产生影响的前提下，工作人员使用各种技术方法，对文物在时间和自然环境变化时出现的形和质的变异或文物在人工环境变化以及突发事件影响下产生的形和质的破坏，进行阻止和延缓的科学技术。文物的保护工程指的是工作人员针对具体的文物，制定和采取的科学技术保护处理以及预防性保护工程的实施。文物的保护工程可以根据保护性质的差异细分为预防性保护、抢救性保护、被动性保护、文物加固、修复性保护以及养护性保护这五种[1]。
        2.在文物保护工作中应用现代科技的措施
        2.1现代科技对文物的年限测定
        文物保护工作人员在对文物进行研究保护时，经常会使用化学分析的检测方法对文物的来源进行确定和研究，以此制定出更合理的文物保护措施。工作人员可以在检测时对文物的制作和使用等相关信息进行确定，以此提高文物研究工作的质量，促进文物研究和保护工作的发展，为其提供必要的技术依据。现阶段在文物保护研究工作中使用最为广泛的文物年限测定方法为碳14测年法、树木年轮法、热释光法以及考古地磁法。工作人员可以根据文物所处自然环境的各种规律情况下，选择不同的文物年限测定方式。例如：我国夏商周断代工程的研究工作中，工作人员通过使用碳14测年法对断代工作中出现的年代问题进行了解决，并建立起三代碳14年代检测的框架，为三代年表的建立奠定了良好的理论依据。碳14测年法的应用实例很多，比如在我国陕西长安马王村发现的H18系列地层中，由于该地层的时间跨度为先周到周朝中期，文物研究工作人员通过对地承重的木炭、骨头以及一年生作物等样品进行年限的测定，推断出周武王伐纣的确切时间范围在公元前1050年到公元前1020年之间，时间误差在30年之间，和天文学学者推断的时间相吻合，对我国文物研究保护工作的提升起到了重要作用。
        同样，热释光法在文物进行真伪鉴定工作方面有着较大的应用优势。例如：现代古玩市场中出现的伪造、仿造文物的情况，在传统的文物鉴定方法中，一般是对文物的外观、纹饰以及艺术风格等信息进行观察和鉴定，但由于相应技术的进步，市场中出现的部分文物赝品可以在以上三个方面达到以假乱真的效果，因此文物研究保护工作人员应利用现代科技对文物进行真伪鉴定工作，以此排除现代高仿文物对文物研究保护工作产生的影响，进而提高文物研究保护工作的工作效率。
        2.2现代科技对文物形象的观察
        科学技术的发展促进了文物研究保护方法的不断优化创新，更多的现代科技工业方法被使用于文物的观察、研究以及保护环节，文物研究保护工作人员可以通过现代科技的使用，透过文物的表面形态进行文物内部信息的观察，以此促进文物研究和保护工作的发展，为工作人员进行文物研究保护工作提供更多肉眼无法观察识别的文物内部信息。工作人员还可以通过科学实验仪器的使用，对文物发生蜕变的原因和机理进行查找和分析，以此帮助文化保护工作进行科学良好的发展。

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例如：工作人员可以在文物的研究保护工作阶段，对文物使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热释光仪、发射光谱分仪以及X射线荧光光谱仪等科学设备进行对文物有关历史艺术信息的发现和分析，在文物研究保护工作中使用上述设备技术，可以为工作人员揭示文物制作的工艺信息，更好的对文物保存情况进行分析，同时还可以帮助工作人员对文物的真伪进行鉴定，以此做到对文物研究保护工作质量的提高。
        2.3通过化学成分分析，确定文物产地
        文物研究保护工作人员在进行文物产地研究工作时，可以使用的分析方法种类较多，现阶段应用较为成熟的方法为：中子活化分析、铅同位素比值法以及电感耦合等离子体发射光谱分析。当前，文物研究保护工作人员研究文物产地和材料来源时，通常是把青铜和陶瓷文物作为主要的研究对象。
        对古代陶瓷文物产地的研究工作主要方式便是工作人员对陶瓷文物中的各项化学元素特征进行大量的数据积累，从积累的数据中选择可以表现出地域性特征的微量元素，以及微量元素的含量数据信息，通过和现代陶器制作时使用的源粘土中的微量元素进行对比，以此推断出陶瓷文物的制作和烧制年代。我国古代瓷器制品的原料选择原则大多为就地取材，因为原料中含有的微量元素种类不多，不会对瓷器的质量产生影响，同时可以长时间的保存在瓷器中，这对于现代文物研究保护工作有着十分重要的作用，工作人员可以通过瓷器文物中含有的微量元素种类和含量，进而分辨瓷器文物的产地。工作人员还可以通过对瓷器文物进行中子活化分析的方式，对瓷器文物中的微量元素种类进行确定，以此判断瓷器文物所属的瓷窑窑系，并对不同古瓷窑使用的陶土来源进行分析，同时还可以通过对瓷釉中分布的元素含量判断瓷釉原料配方上的不同。最为重要的是工作人员可以通过中子活化分析结果数据，建立起各年代，各瓷窑以及各瓷类的微量元素特征谱系，以此方便工作人员对瓷器文物研究和保护。例如：我国浙江龙泉窑瓷器使用的青瓷釉在宋代和明代时便存在一定的特征差异。
        在上世纪60年代初，文物研究保护工作者第一次将铅同位素比值法应用于金属文物的分析中，并取得了较好的应用效果，成为后来判断青铜器矿料来源的主要方式。而青铜器是我国夏商周三代文明的显著特征，研究三代的青铜器可以更多的了解三代的文明情况。在1984年，中国科技大学的金正耀先生首次在国内对殷墟出土的14件青铜器使用铅同位素比值法进行分析研究。金正耀先生发现其中的5件青铜器的铅同位素比值中属于比值较低的异常铅，与我国云南东北永善金沙石矿山的异常铅同位素特征相同。经过研究分析认为上述5件青铜器使用的矿料来源为云南东北部[2]。
化学分析法的运用是现阶段文物研究保护工作中的重要措施，工作人员可以通过这种方式对文物组成成分、结构、性能、性质以及用途等信息采取客观物质的科学测试，对其来源进行确定，甚至进一步对文物的制作和使用等相关信息进行推导，为文物的研究保护工作奠定良好的技术基础。
        2.4现代科技和传统技术结合提高文物保护水平
        现代科学技术的使用为文物保护工作提供了重要的技术支持，文物进行保护修复的成功案例实质上便是传统制造技术和现代科技的完美结合。在出土的文物中，纸质文物属于其中较为脆弱的文物种类，由于其对环境的抵抗能力较差，因此对其的保护工作需要格外重视。纸质文物在保护时最容易出现的问题便是纸张变质，而产生变质的重要因素之一便是纸质文物自身的酸碱性失衡，其内酸性的增多导致纸张纤维素水解速度的加快，降低纸张的机械强度。
        现阶段对纸质文物使用最为广泛的去酸方法为：干去酸和湿去酸。湿去酸的方法是指将纸张在碱性溶液中进行浸泡，使其内部酸碱中和，提高纸张的pH值，以此达到降低纸张酸性的目的。但这种方法会造成水溶性字迹材料的损伤，且容易造成纸张质量的下降，因此不建议使用湿去酸的方式进行纸质文物的去酸处理。干去酸的方法可以有效解决湿去酸法中出现的问题，其主要方式为使用氨水以及吗啡啉对纸张进行熏蒸，此方法对纸张本身和字迹不会产生影响。并且也可以对纸张使用浸渍和喷洒结合的方法，即将纸张在有机溶液内进行数分钟浸泡，之后取出将其晾干。
        青铜文物的保护修复工作通常由以下九个方面进行：第一，清洗去锈；第二，加固处理；第三，稳定处理；第四，整形复原；第五，连接完型；第六，补配缺块；第七，做色做旧；第八，缓蚀处理；第九，表面封护。以青铜文物去锈操作为例，传统青铜文物去锈方法为工作人员使用砂纸打磨或刀具去除等手工去锈。而使用现代技术进行青铜文物的去锈工作时，工作人员可以使用激光去除仪、超声波振动仪以及等离子体除锈机等设备进行青铜文物的去锈工作。在这一保护文物方面上，传统手工工艺的实用价值不断被降低，但是在文物整形复原中，传统复原方法中使用外力将器物恢复原状的模压法、锤击法以及顶撑法等仍发挥着十分重要的作用。因此，在文物保护工作中将现代技术和传统工艺进行有机结合，在二者共同配合下，我国文物保护修复工作会变得越来越完善。
        结束语：综上所述，现代技术在文物保护工作中的应用远不止这些，并且更加先进的技术也会更多的运用在文物保护工作中。对文物的机理进行现代技术的研究分析，通过物理和化学的各种方法对文物进行研究和保护工作，是现阶段文物研究保护工作必然的发展趋势，工作人员应将现代技术更好的应用于文物研究保护工作中，以此提高文化保护工作的工作质量。
参考文献：
[1]李磊.文物保护中传统工艺科学化分析[J].东方收藏,2021,{4}(11):70-71.
[2]何流.我国文物保护科学技术应用历程、现存问题及未来发展[J].中国文化遗产,2019,{4}(05):59-66.
姓名：李耀华（1983.10-）性别：男籍贯：河南鄢陵人学历：本科
毕业于吉林艺术学院古画修复与鉴定专业，现有职称：文博馆员
研究方向：文物保护技术及相关艺术品研究