内容摘要:“基于丝肽-氨基酸的脆弱丝织品接枝加固技术研究与示范应用”“博物馆文物防震关键技术创新与应用”“干缩变形木质文物的润胀复原关键技术研究”“敦煌莫高窟风沙灾害预防性保护体系构建与示范”“高句丽墓葬壁画微生物病害防治研究。”“遗址博物馆环境监测与调控关键技术研究”“古代建筑营造传统工艺科学化研究”和“中国古代车舆价值挖掘及复原研究”等获得“十二五”文物保护科学和技术创新奖二等奖。“遗址博物馆环境监测与调控关键技术研究”项目借助多学科的理论与技术,建立了遗址博物馆条件下遗址文物病害与主要环境因素关联研究及评估办法,提出了大气环境-土环境-水环境与文物病害的关联模式,揭示了造成遗址文物病害的主要环境因素。
关键词:研究;文物保护;遗址;博物馆;应用;复原;遗迹;壁画;技术创新;考古发掘
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由中国博物馆协会和中国文物报社共同主办的“十二五”文物保护科学和技术创新奖评选活动于2016 年年初启动。7 月底,经过42 位初审主审员的推荐,从符合参评条件的49 个项目中选出20 个项目进入终评。10 月20 日至21 日,“十二五”文物保护科学和技术创新奖终评会在京召开,最终,“考古发掘现场出土脆弱遗迹临时固型材料研究”和“石质文物保护关键技术研究”两个项目获得“十二五”文物保护科学和技术创新奖一等奖,“基于丝肽-氨基酸的脆弱丝织品接枝加固技术研究与示范应用”“博物馆文物防震关键技术创新与应用”“干缩变形木质文物的润胀复原关键技术研究”“敦煌莫高窟风沙灾害预防性保护体系构建与示范”“高句丽墓葬壁画微生物病害防治研究”“遗址博物馆环境监测与调控关键技术研究”“古代建筑营造传统工艺科学化研究”和“中国古代车舆价值挖掘及复原研究”等获得“十二五”文物保护科学和技术创新奖二等奖。
创新是发展的灵魂,是引领发展的第一动力。党的十八大报告指出:科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。这是中央在新的发展阶段确立的立足全局、面向全球、聚焦关键、带动整体的国家重大发展战略。“十二五”期间,在党中央和国务院的高度重视下,在科技部、财政部、工信部、中科院等部门的大力支持下,广大科技工作者坚持问题导向,围绕文物、博物馆事业的热点、难点和瓶颈问题开展合作,在文物博物馆领域也有一大批重大科研成果脱颖而出。回顾此次创新奖终评会,有一些特点和亮点在此交流分享。
既要创新,又要管用
创新奖的评选有3个关键词:文物保护,科学和技术,创新。此次终评会,专家们主要从项目成果的成熟度、创新的内容和推广应用的力度来考虑。
“博物馆文物防震关键技术创新与应用”项目,正是为了规避“强震带上博物馆文物存在突发地震下大规模损毁的风险”而进行的。整个项目成果,从思路、理论,到设备、应用,是一个完整的体系——建立了馆藏文物防震规范体系;提出了博物馆文物全系统防震设计理论方法,编制了国际首部《馆藏文物防震规范》;开发了全系统防震技术装备,编制了我国首部《馆藏文物防震装置技术要求》产品标准;实现了“安全服务+设备产品”集成应用,具备了自主产权全产业链服务能力。项目的研究方法、实验方法、数据、测试,报告齐全,“既有指导性,也有具体的产品”。能够把工程研究和实际应用紧密结合,“而且老天爷还给了考验的机会”——在2015 年1 月14 日四川乐山地震中,有效保护了雅安市博物馆的展陈文物安全,正好契合了“既创新又管用”的获奖点。特别是在应用上,可以取代价格比较高的国外同类产品,比较实用。
薄荷醇,一种广泛用于牙膏、香水、饮料和药物等产品中的化合物,居然能够用来替代在考古界使用了几十年的石膏,作为临时固型材料首次应用于考古发掘现场脆弱遗迹的提取,而且加固和去除都很方便。“考古发掘现场出土脆弱遗迹临时固型材料研究”项目让大家赞叹不已。在考古发掘现场,常出现数量巨大、质地不同,形貌各异、脆弱易碎的文物,急需利用临时加固材料与技术将文物快速提取到实验室中进行后续保护。提取时,文物遗迹相互叠压以及分布不详,又大大增加了临时提取的难度。传统的办法用套箱,石膏或聚氨酯发泡剂等来加固和提取,但是这几种办法都有较大的限制条件和不便之处。“石膏的剔除就是一个很大的问题。”上世纪90 年代,德国巴伐利亚州文物保护局提出环十二烷可作为脆弱性文物或遗迹的临时性加固剂,但是,环十二烷的毒性未知,需要大剂量使用且价格昂贵(1900 元/500 克,2010 年TCI 产品价格)。左旋薄荷醇用于文物遗迹的临时固型,液体注入,升华去除,无毒无害,价格便宜,关键是加固效果也很棒,在秦俑一号坑脆弱遗迹提取、秦陵百戏俑坑脆弱遗迹提取、长安凤栖塬张安世家族墓地脆弱遗迹现场提取、曲江考古工地壁画的提取以及陕北榆林宋代墓葬壁画的提取中都得到了成功应用,给人一种“平凡之中见神奇”的感觉。
“用常规的方法,做精益求精的事情,不算创新。”此次终评,有数字化项目参加,包括“敦煌石窟壁画数字化项目”“数字圆明园”等公众耳熟能详的鸿篇巨制。它们都是在大量背景调查和科学研究的基础上进行的虚拟展示和数字化复原,花的力气不可谓不大,下的功夫不可谓不多,但由于在制作上采用的是成熟技术,缺乏技术和方法的提炼,所以没有获得专家们的认可。还有一些成果有特点和创新点,但是从成果的有效性和耐久性来考察,有待时间的检验,加上推广应用没有达到好的力度,也没有获奖。
遵循研究的方法论,与国际接轨
此次参加终评的项目,既有国家重点基础研究发展计划(973 计划)项目、国家科技支撑计划项目、国家重大文化专项“指南针计划”项目、国家社会科学基金重大项目,也有部委局课题和自选项目;既有作用于文物本体的保护技术,也有不直接用于文物本体而作为阐释宣传用的成果。不论哪个项目,都承载着许多人做的海量工作,限于篇幅,在申报书中不可能详细列出上述内容,怎么“把事情说清楚,梳理出亮点,让别人信服”,在一定程度上影响了评委对项目的评价。
从提出问题、猜想假设,到制定计划、进行实验,到收集证据、解释评价,再到总结经验、推广应用,一个项目的执行要遵循研究的方法论。此外,大多数项目都不提自己跟国内特别是跟国外同行相比较的情况。虽然不提倡“唯论文论”,但是国外同行对项目的关注和评价也可能算是额外的“加分项”,特别是与国内外同类技术和方法的比较,或者是在别人的基础上又揭示了哪些新的问题,这是真正对我们的保护工作有帮助的,对今后的探索也有帮助。
“高句丽墓葬壁画微生物病害防治研究”就与国际接轨,在理论和技术上都进行了更新。它首次提出,墓葬壁画菌害的有效防治不可依赖抑菌剂,维系生态系统平衡才是根本途径;应建立集病害清除、环境控制、长期监测、规范管理、基础研究为一体的综合方法;优化克隆文库、DGGE、宏基因组、ATP生物发光法等技术,可用于菌害原因分析、检测及治理;指出一直被忽略的有机高分子材料招致菌害的问题,改变了我国一些文物微生物防治的错误理念。虽然简单地看只是一个防霉的问题,却在工作中对过去没有想到的东西提出来并且进行证实,如高分子膜可能成为细菌滋生的营养等。尽管项目现在还在一个“往前走”的阶段,但是对我国微生物病害防治的发展起到了一个关键作用,也得到了专家的首肯。
预防性保护不简单
水害和风沙害这两“兄弟”不仅长期危害着国计民生,对文物本体和遗产地的伤害更是直接,对付它们的利器就是“预防性保护”。
“敦煌莫高窟风沙灾害预防性保护体系构建与示范”项目凝聚了3 代人20 多年的研究成果。在与多家单位包括美国盖蒂研究所和中科院几个研究所的合作攻关下,厘清了莫高窟地区风沙运动规律以及风沙尘对壁画的损害机理,研发了戈壁风沙危害防治新技术,引进滴灌技术进行植物固沙试验研究取得新进展;构建了一个以固为主,固、阻、输、导相结合的风沙灾害综合防护体系,使进入莫高窟窟区的积沙量减少了85%以上;揭示了莫高窟洞窟内外PM10和PM2.5的微生物群落结构、质量浓度及易溶盐含量等组分特征;明确了地下潜水是莫高窟戈壁与洞窟水分的重要来源。整个项目的实施是在不断探索不断深化的基础上进行,数据采集和设备应用也经过多次改进,是一个科学化循序渐进的过程。发明的干旱区荒漠化土地生态恢复的方法在莫高窟风沙灾害综合治理中发挥了重要作用。
在应用技术解决实际问题方面,尤其是治水和勘探技术的改进上做得比较突出的“石质文物保护关键技术研究”项目也是终评会的亮点之一。它以云冈石窟为例,针对我国砂岩类石窟寺普遍存在的水的侵害、石窟岩体失稳、石雕风化以及表面污染等共性问题开展了综合研究,形成了石质文物检测、监测、评估及重点病害治理的技术、材料和设备,解决了石质文物保护中的无损(微损)检测、水分来源探测及评估、岩体稳定性评估、危岩体加固治理、防风化加固材料及工艺、表面污染物清除等关键技术,建立了较为完善的石质文物保护技术体系与工作方法体系。研发的激光清洗机“在广西花山岩画的清洗中效果很好。经过层层清洗,把埋在碳酸盐沉淀下面的壁画显露出来,颜色非常鲜艳,而且没有损伤。”它的几个子课题对石质文物特别是石窟摩崖的保护也起到了重要的推动作用。
我国的遗址类文化遗存非常丰富,在1-7批全国重点文物保护单位中有25%为古遗址。目前,遗址文物抢救性保护的技术已经很多,但是基于遗址博物馆环境监测—风险识别—局部调控的预防性保护却很少。“遗址博物馆环境监测与调控关键技术研究”项目借助多学科的理论与技术,建立了遗址博物馆条件下遗址文物病害与主要环境因素关联研究及评估办法,提出了大气环境-土环境-水环境与文物病害的关联模式,揭示了造成遗址文物病害的主要环境因素;集成开发了遗址博物馆适宜的环境监测技术、多场耦合实验舱平台,研发了坑式结构遗址空气幕隔离及辐射调控技术、土遗址雾状喷淋补水等遗址博物馆局部环境调控技术,在秦兵马俑和汉阳陵遗址博物馆进行了遗址博物馆环境监测与局部条款技术的示范,最后综合考虑空间布局、功能设计和建筑技术等集成了《遗址博物馆建筑设计导则》。该项目令专家称道的还有一点,就是找了第三方进行测试,包括陕西省软件评测中心、陕西省计量科学研究院、陕西省建筑设备安装质量检测中心等,报告很全,并且给出了测试标准。“这是很正规的科学研究方法”,而不是自说自话。
换一个角度看问题
“加固”一直是纺织品文物保护领域的大问题。丝织品的有机材质特性决定其极易受到微生物和昆虫的侵害,且极易发生热氧老化、光老化作用,使高分子的分子链被破坏而降解。业内使用过高分子材料和生物技术对丝织品进行清洗加固,都没有取得很好的效果。“氨基酸的脆弱丝织品接枝加固技术研究与示范应用”项目首次提出了同源加固新理念,采用从丝蛋白大分子上截取下来的产物——丝肽-氨基酸为接枝材料,选择合适的接枝助剂,在常温、常压、无催化剂存在、中性pH 条件下, 实现对脆弱丝织品肽链的交联接枝,使原先断裂的丝素大分子链得到重新连接,从而达到加固脆弱丝织品的目的。说到“接枝”技术,以前主要指分子键的接枝,即微观上的接枝,“这个项目有点类似断肢的接枝,也就是宏观上的接枝。虽然接的原理不一样,但是效果不错。”专家认为,虽然对“接枝”的提法有待商榷,但是它在同质同类文物保护中是有创新有效果的。
对饱水文物进行脱水,在业内已经屡见不鲜,但是对干缩木材进行“泡水”复原的却很少。“干缩变形木质文物润胀复原关键技术研究”走的就是这样一条反向思维的路子。和用物理方法进行冷冻脱水不同,这里的复原采用化学方法。它从干缩木材的成分、微观结构分析着手,根据木材纤维素所具有的润胀特性,研制出了适宜于不同种类的干缩木质文物复原的“活性碱”润胀材料,形成了润胀复原工艺,以促进木质文物更好保护。“能润胀出来不错”,专家同时表示,要是能进一步地进行加固就更好了。
“中国古代车舆价值挖掘及复原研究”项目从科技角度来讲,技术含量不太高,虽然从考古发掘技术的角度来看,车马坑的发掘难度是非常大的。这个项目的亮点在于,把田野考古发掘得到的东西,进行了全面的信息提取,通过科技检测分析和模拟数字复原,在传统工艺研究和复原相结合的基础上,实现了马家塬墓地出土豪华车辆的原材料、原工艺复原,同时在古代材料、工艺研究和复制上也有新突破和创新性发现。形成了一整套流程,“操作的模式具有可复制性”。这是在考古的项目里综合很多学科的研究,是“一个开放的领域,预示着考古研究未来发展的走向”。
换一个角度看问题
“古代建筑营造传统工艺科学化研究”是获奖项目中唯一一项软科学研究项目。它从木构营造技术、木构榫卯节点和青砖灰瓦营造工艺三个角度,开展古代建筑营造传统工艺规范
化调研和基础性研究、科学性阐释和科学化应用研究,阐释了江浙地区性关键技术的科学内涵,揭示了古代建筑设计和施工一体化营造工艺的营建思路和科学内涵,结合现代科学手段实现了对传统工艺的科学记录和分析,探索并建立了中国古代建筑营造传统工艺科学化研究的方法。谈及中国古代建筑营造传统工艺,专家认为,“把这些东西好好地进行科学化研究很有必要”,现在很多时候就是换构件,没有好好研究,没有揭示它的传统工艺,甚至有的在修缮过程中简单照搬现代建筑技术,把活结构变成死结构了。特别是项目建立“江浙地区古代建筑营造传统工艺开放式数据库”这一公益性做法,得到了专家们的一致好评,并建议“能否以这个(江浙地区范围)为起头,真正地带动国家层面的东西,把它做全”“把有价值的东西挖掘出来,把不合理的东西找出来,通过现代方法,让它发挥作用。”
回顾过去,“十一五”期间文保科技迅速发展,“十二五”也保持了这个迅猛势头,在规划期内高效迅速发展了文物保护科学技术。放眼未来,文物保护科学技术工作进入瓶颈期,工作难度将越来越大,如果能够通过整合和充分利用国内外科技优质资源,推进资源共享、风险与成本共担、优势互补的战略合作,初步构建实体研发组织与虚体研发组织相结合的新型科技创新组织模式,也许我们的行业整体创新能力会得以加强。







