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专家:用科技让考古与时代对接 探索历史未知过程

X射线 同位素分析 液相色谱
发布:2021-01-27 11:08:35     来源:《小康》杂志

“考古工作是一项重要文化事业,也是一项具有重大社会政治意义的工作。”2020年9月28日,习近平总书记主持十九届中央政治局第二十三次集体学习,主题是我国考古最新发现及其意义。这是考古工作首次被纳入中央政治局集体学习的主题中,体现了党中央对考古工作的高度重视和充分肯定。习近平总书记明确指出,考古工作是展示和构建中华民族历史、中华文明瑰宝的重要工作。

在实现中华民族伟大复兴和两个一百年奋斗目标的征程上,需要全国人民团结一致、坚定不移走出一条中国道路,而在这条道路上飞奔,离不开“四个自信”的精神动力。习近平总书记2019年8月19日在敦煌研究院座谈时讲过:“文化自信是更基础、更广泛、更深厚的自信,是更基本、更深沉、更持久的力量。”考古学研究,就是要系统、科学地揭示中华民族5000年不断裂的文明进程,认识中华文明对人类文明的重大贡献,不断增强民族凝聚力、民族自豪感。

考古学研究是增强中华民族文化自信的基础和源泉。习近平总书记明确提出,要高度重视考古工作,努力建设中国特色、中国风格、中国气派的考古学,更好认识源远流长、博大精深的中华文明,为弘扬中华优秀传统文化、增强文化自信提供坚强支撑。

考古学研究的对象可能早至数百万年,但是作为一门学科,诞生至今不超过200年。虽然考古通常被看作是一门人文学科,但它从诞生之时就是一门交叉性很强的综合性学科,考古学的两大基础理论——地层学和类型学就源自于地质学和生物学。二战以后,飞速发展的物理学、化学、信息科学、生命科学等学科的技术、方法、手段被广泛应用于考古学实践当中,这种新的研究方法在西方被称为Archaeometry,我国在上世纪80年代一度称为实验室考古,现在一般称作科技考古。

构建中国特色、中国风格、中国气派的考古学,离不开科技的助力,科技考古迎来了前所未有的机遇期。


 

发掘“潜信息”,获取新视角

科技考古的优势就在于能够发掘出古代遗物遗迹中的“潜信息”,进而获得研究考古学问题的新视角。例如陶器是考古发掘中最常见的古代遗物,考古学家根据陶器的质地、颜色以及器型就可以大致判断出它的时代和生产地域,但是陶器的使用功能并不能根据这些外在信息直接获得,这就要借助科技考古的方法与手段。刘莉教授团队对西安米家崖仰韶时期尖底瓶及陶罐、漏斗等陶器组合物进行研究,对陶器内部残留物进行淀粉粒的显微观察,发现部分淀粉粒有缺坑、变形和糊化等损伤迹象,并进行模拟酿酒实验,验证这些迹象与酿造过程中淀粉粒的损伤特征类似,同时在残留物里发现了谷物谷壳上特有的植硅体,通过进一步化学分析检测出草酸,可能来源于草酸钙(啤酒石),这是谷芽酒酿造时产生的副产品,并推测原料为黍、大麦、薏米和块茎类作物混合而成,首次对我国尖底瓶等新石器时期陶器功用进行科学分析,揭示了5000年前中国先民就已掌握谷芽酒的酿造配方,更新了我们对于尖底瓶使用功能的认识。

借助科技考古研究,学者们还发现了更早的酿酒证据。宾夕法尼亚大学的麦戈文(McGovern)教授团队对河南舞阳贾湖新石器遗址出土的陶器碎片残留物进行科学分析,通过气相色谱质谱(GC-MS)、液相色谱(HPLC)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR),结合稳定同位素分析、Feigl化学点测等方法检测出残留物中含有酒石酸,且残留物的化学成分与现代稻米、米酒、葡萄酒、蜂蜡、葡萄丹宁酸以及一些古代和现代草药所含的某些化学成分相同,其中还包含有蜂蜜和山楂的化学成分,从而推测这些陶器曾经盛放过以稻米、蜂蜜和水果为原料混合发酵而成的酒饮料。2005年麦戈文教授对山东两城镇龙山文化遗址出土的多种陶器内酒残留物采用类似的分析方法,得到混合型酒的结论。这些研究不仅揭示了陶器的使用功能,而且把中国的酿酒史提前到了9000年前,从而确认了中国是世界上最早酿酒的国家之一。不仅如此,科技分析还表明,中国一直以来都有以粮食为主要原料酿酒的技术和传统,在漫长的时间里,形成了中国的粮食酿酒特色。

追溯技术源头,科学系统阐释

科技考古研究不仅能够追溯更早的技术源头,也能够对古代物质文化的创新、改造、升级进行系统化的阐释。

众所周知,玻璃的生产技术起源于西亚的两河流域和北非的埃及,玻璃制品大约在西周晚期传播到中原地区,春秋时期外来的玻璃制品逐渐增多。中国古代工匠一旦接触到这种新奇的物质,就立刻激发出创造的灵感,不仅迅速掌握了玻璃的生产技术,而且在配方、工艺和设计上都有了重大创新。早期的玻璃制品通常是作为饰品使用的玻璃珠,微小而珍贵,学者们采用无损的X射线荧光光谱和高分辨率的显微CT分析它们的化学成分和制作工艺。结果显示,中国至战国时期就开始生产铅钡玻璃制品,它采用铅化合物作为助熔剂,钡元素可能是铅矿带入的伴生元素,也可能会促进玻璃制品的乳浊效果,总之,铅钡玻璃是中国独有的一种玻璃产品,是中国工匠的独创技术。不仅是配方创新,战国时期中国玻璃制品的类型与审美风格也得到了极大丰富,既有类似于西方玻璃的类宝石外观的制品,也有中国特有的仿玉质的玻璃制品,如玻璃璧、玻璃印章、高等级贵族死后使用的金缕玻璃衣、玻璃窍塞等。

耳珰是中国在新石器时代就已经出现的一种耳饰,形状类似于西南少数民族地区流行的铜鼓,两端为喇叭状,中部收腰,穿于耳垂部位的耳洞中,大多数耳珰中央还有一贯穿的小孔,可以穿线下缀珠饰。早期耳珰大都为石质或玉质,从战国到两汉,铅钡玻璃耳珰被大量生产,但这些耳珰改变了原本不透明的质感,也没有刻意仿玉,基本为蓝色透明质地,使用了钴的化合物作为呈色剂,是目前已知的中国最早使用钴料作为呈色剂的人工制品。中国古代工匠对外来技术创新之后,用来生产中国传统饰品,同时又对中国传统饰品进行了审美上的改造,形成了全新风格的玻璃耳珰。

蜻蜓眼玻璃珠是另外一个经历了改造和创新的范例。蜻蜓眼玻璃珠也叫作镶嵌玻璃珠或眼珠,它起源于地中海东岸地区。当地人认为存在一种所谓的具有魔法或巫术的“邪恶之眼”,它的目光注视会对人、牲畜乃至无生命的物体造成伤害,如人的疾病、与他人之间的矛盾冲突、动物的死亡亦或各类工具的损坏等。为了减小或避免这种伤害,人们需要佩戴适当的护身符或辟邪物,蜻蜓眼玻璃珠应时而生,成为其中流传最为广泛的一类护身符。它以模仿人的眼睛来分散、抵挡和对抗“邪恶之眼”的凝视,从而保护人、牲畜和物品免受其害。因此,也有学者称其为“恶眼之珠”(Evil Eye Bead)。直到今天,地中海沿岸国家仍然保留了佩戴或在房屋前悬挂蜻蜓眼玻璃珠以辟邪的习俗。蜻蜓眼玻璃珠传到中国后受到了贵族阶层的喜爱,但这种珠子原本的精神信仰的属性似乎并没有被保留,工匠对它进行了大胆的艺术创新,创造出偏心圆纹蜻蜓眼玻璃珠、角锥状蜻蜓眼玻璃珠、连点纹蜻蜓眼玻璃珠等全新风格的珠子,是对原来较单一的同心圆纹蜻蜓眼玻璃珠审美风格的极大拓展和提升。

最近,我们在新疆吐鲁番地区的胜金店墓地中发现了铅钡玻璃材质的仿绿松石玻璃珠,这也是中国所独有的玻璃产品,反映出中国绿松石文化与玻璃生产之间的融汇,说明中国古代工匠已经熟练掌握了玻璃生产技术,可以根据需求生产特殊种类的创新产品。

总之,各种科技手段介入玻璃研究之后,系统地揭示了中国玻璃生产从配方到工艺到审美风格的多样性,玻璃最初虽然由西方传入,但在中国文化与技术的影响下,玻璃生产逐渐形成了中国风格。

陶瓷与玻璃同属人造硅酸盐材料,与玻璃不同的是,瓷器是中国的创造,并且在长达2000多年的时间里,中国是世界上唯一能够生产瓷器的国家。根据最新的考古发现,瓷器诞生于3700年前的夏商时期,学界一般称之为原始瓷。瓷器在数千年的发展过程中并不是一个封闭的体系,它不断地吸收不同文化的风格与技术优势,不断创新出更加多元的产品。中国传统瓷器的生产与审美属于单色釉体系,以青瓷为主,但是在不同时期都能见到颠覆传统的新品种,比如唐代长沙窑、邛崃窑的彩绘瓷,宋代磁州窑、吉州窑的釉下褐彩等等。其中最特别的就是唐代晚期即已出现,元代得到发扬光大的青花瓷。元青花研究的突破与科技分析手段的进步密切相关。青花瓷纹饰细密,如果要得到青花颜料的成分信息,传统的X射线荧光仪因为其检测光斑直径较大而不能满足需求,学者们使用了同步辐射光源的X射线荧光线来对青花颜料的成分进行检测。同步辐射光源因其具有超高光强,可以将测试光斑直径缩小到几微米,这样就可以对青花纹饰的不同部位进行检测,得到更为确切的成分信息。通过细致的成分检测以及与世界各地的古代开采钴矿进行对比,我们发现元青花使用了来自波斯卡善地区的钴矿加工而成的蓝彩颜料。这种蓝彩颜料致色性很强而且发色稳定,使用方便。当地人称其为sulaimani,发音与我国古代文献上记载的苏麻离青很接近。这说明元代工匠使用了波斯进口的成熟的蓝彩颜料来生产青花瓷,这也解释了为什么我们看不到元青花从不成熟到成熟的发展过程,工匠将高等级的进口颜料,通过已经发展了几百年的釉下彩技术使用在非常成熟的白瓷产品上,就创造出光彩夺目的青花瓷。元青花的这种生产方式说明:早在14世纪,中国不仅已经建立了跨区域的贸易网络,而且构建了跨区域的产业链,通过跨区域的产品流动促进了文化的融合。这已经是全球化的前奏了,科技考古研究充分揭示了瓷器生产的中国气派。

突破局限,充分发挥独特优势

科技考古研究在探索未知过程中发挥了重要作用,但是目前也存在一些局限,这主要表现在:容易专注于具体技术,而忽略了背后的考古学问题;容易局限于实验室研究,而忽略了研究应该走向田野,在实际工作中发现新问题;容易局限于一时一地,而忽略了科技考古应该在长时间跨度和大地域尺度上发挥优势,发现规律。

以上这些问题往往会造成研究中一叶障目、不见森林的困境。但这些短板并非不可以克服,只要研究者秉持科技最终是要服务于考古,要能够解决考古学问题,不断探索科学前沿;同时,科技考古的成果也要服务国家、服务社会。

习近平总书记指出:“要运用我国考古成果和历史研究成果,通过对外宣传、交流研讨等方式,向国际社会展示博大精深的中华文明,讲清楚中华文明的灿烂成就和对人类文明的重大贡献,让世界了解中国历史、了解中华民族精神,从而不断加深对当今中国的认知和理解,营造良好国际舆论氛围。”

科技考古在阐释中国技术对人类文明的贡献这一课题时具备独特优势,笔者相信,在未来还能够发挥更大的作用。

(作者系西北大学文化遗产学院副院长、教授、博士生导师)

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