银河平台娱乐网:现代科技,文物科技保护的跨

2009年6月4日,我国第一辆搭载着智能探测、空间信息采集、数据传输与处理、三维建模等各种高度现代化的科学仪器和设备,满足考古发掘现场考古探测、信息采集和文物应急保护处理需求的车载式移动实验室,驶进了西安咸阳的考古工地,标志着传统实验室和修复室前置到了考古现场,开启了我国文物保护工作从现场开始全程进入高科技的新时代。

4月25日,坐落在广东阳江十里银滩上的海上丝绸博物馆里,已经进行了一个月的“南海1号”第二次试发掘工作基本结束了。领队刘志远疲惫中带着兴奋:“这次我们确定了船首的位置,这是很重要的发现。但更重要的是,在这次试发掘中,我们采用了一些以往没有使用过的新方法,取得了很好的效果。”

  

作为广东省文物考古研究所水下部副主任,刘志远对于首次在沉船考古中使用包括三维激光扫描仪和全站仪在内的高科技仪器更是津津乐道,他认为此次试发掘达到了提高科技含量及学术研究能力的目的。

     2009年5月18日,世界上第一座水下遗址类博物馆在重庆涪陵落成开馆,因三峡库区蓄水即将被淹没的水下40米深处的白鹤梁题刻文物得到永久原址原貌原环境的保护与展示。

次日,几百公里外的汕头南澳岛海域,“南澳1号”的水下考古工作,也在时隔一年之后重新启动。风平浪静的天气,让“南澳1号”水下考古队队长崔勇非常高兴,根据精确绘制的潮汐洋流图,考古队员抓住每一个合适的时机,一次次下潜,测量、照相、绘图……而在配合此次考古的“南天顺”号打捞船上,减压舱、水下三方通讯设备、水下摄像器材……高科技设备一应俱全。崔勇说,水下考古离开这些“高技术”可玩不转了。

  

何止是水下考古,在整个水下文化遗产保护领域,科技创新已经越来越多地改变着保护的理念、手段和成效:白鹤梁题刻原址水下保护工程、“南海1号”整体打捞与保护项目等,都以其重大的科技创新以及在文物保护实践中的成功应用,成为近年来文化遗产保护科技成果的杰出代表。

     2007年12月,“南海Ⅰ号”沉船整体打捞出水,并成功拖移至450米外的“水晶宫”内,实现了“以文物保护为最终目的,确保文物的安全,最大限度的获取文物信息”目标。

“南海1号”的整体打捞发掘方式及其饱水环境下整体保护的方法,标志着中国水下文化遗产保护理念、技术上的突破和创新,在深化相关科研工作的同时,也总结出了一套包括水下遗址定位、扰层清理、信息留存、文物提取、出水文物保护与整理在内的适合中国国情的水下文化遗产保护工作操作程序和方法,积累了一批相对成熟的出水文物保护技术,可以根据质地、类别采取相应的处理方式使出水文物得到妥善保护;同时,随着水下文化遗产基础研究工作不断深入,水下考古学及出水文物保护等的理论与方法也有所提升。

  

为了在原址保护被称为“第一古代水文站”“水下碑林”的白鹤梁,包括中国工程院院士在内的很多科学家进行了艰苦的研究,最后,上海交通大学葛修润院士提供了水下无压容器的方案,该方案充分体现了文物保护“原址、原样、原环境”的保护原则,解决了以往压力容器方案存在的重大技术及经济问题,避免了“就地保护、异地陈展”方案的缺憾。在经过大量探索性研究后,解决了交叉学科、跨专业的复合性技术难题。

     ……

重庆白鹤梁水下博物馆,其意义不仅仅在于它是目前世界上唯一建成开放的原址、原环境保护、展示水下文化遗产的专业博物馆,它的建成既是中国原址保护水下文化遗产的大胆尝试,也是中国文物事业从文物保护走向文化遗产保护的一个缩影和代表性案例。

  

据国家水下文化遗产保护中心主任刘曙光介绍,我国有300万平方公里的辽阔海疆,1.8万多公里的海岸线和丰富的内陆水域,曾经无比辉煌的航海史……作为海洋大国,我国水下文化遗产十分丰富。

     一件件,一桩桩,件件桩桩都是响当当。文物保护科技工作者以燕子筑窝的恒心,滴水穿石的韧劲,十年磨一剑的耐心,开放合作的诚心,耐住坐冷板凳的寂寞,创造了一个又一个振奋人心、前无古人的文物保护奇迹。近年来,科学技术犹如一部开足马力的引擎,引领文物保护向更深更广的方向发展,使文化遗产在现代社会中拥有更多美丽和尊严,同时,文物科技保护能力也得到跨越式的提升。

国家文物局局长单霁翔认为,文化遗产保护已经演变为开放的复杂系统,涉及经济社会发展的各个方面,对科学技术提出更加迫切的需求,必须依靠跨学科、跨行业、跨部门的通力合作。据了解,经过20多年的发展,我国水下文化遗产保护事业已经初具规模,从单纯的水下考古发展为全方位的水下文化遗产保护,从近海海域扩展到远海海域,从单一部门主导发展为多部门积极参与协作。

  

正是由于科技力量的全面介入,中国的水下文化遗产保护正在从单纯的水下考古发展为全方位的水下文化遗产保护。保护对象已经由沉船及船载文物扩展到海上丝绸之路、沿海海防和海战遗迹、古港口、造船厂、沿海盐业遗址等多种类型;工作内容从单纯的水下考古扩展到出水文物保护、巡查监护、执法管理、学术科研等多个领域,工作的广度和深度不断扩展。

     案例一:李倕冠饰,“冠技”引群芳

水下文化遗产保护理念和手段的科学性逐渐增强,使得技术装备、设备水平显着提升,旁测声纳、浅地层剖面仪、水下无线通话系统、实时差分定位系统等设备在水下文化遗产的调查和发掘中已开始运用,更先进的多波束声纳、超短基线定位系统和水下机器人等也开始投入使用。

  

近年来,随着国家投入和支持力度不断加大,中国水下文化遗产保护在理念、技术、人员装备、后勤保障等方面有了极大进步,工作水域已经逐步拓展到西沙等远海海域,以及部分内水水域。据悉,中国第一艘现代化的水下文化遗产保护工作专用船的建造正在论证工作中,该船建造完成后将进一步提高水下文化遗产的保护能力。

     2010年11月,一顶精美绝伦的“帽子”将观众吸引进了首都博物馆举办的“百工千慧——中国文物保护科学和技术成果展”。这就是唐代公主李倕生前的冠饰。这件冠饰高度不过100毫米、宽度也仅105毫米,却是由480余件不同材质制作的零件组成,其使用的材料包括金、银、铜、铁、珍珠、贝壳、玛瑙、绿松石、红宝石、琥珀、不同颜色的玻璃等,制作工艺包括铸造、锤打、金珠、掐丝、镶嵌等,代表了当时最高的服饰艺术和加工工艺水平。如此精致细腻、富丽华美的冠饰,出土时并不是这样光彩照人,而是和着泥土散落在主人周围。其重新焕发美丽华彩的背后,凝结的是传统工艺与现代科技的完美结合,是一丝不苟的科技保护。据介绍,当时冠饰零部件错位地分布于墓主身体周围,最小尺寸的珍珠直径约2毫米,一些珍珠和贝壳已经粉化。为了尽可能揭示并保存它所承载的所有原真信息,陕西省考古研究院、德国美茵兹罗马-日耳曼中央博物馆的保护修复专家与考古学家密切合作,首先在考古现场将冠饰部件连同泥土整体打成石膏包,“请进”环境可控的实验室,经过X-光探伤检测查明病害后,制定了保护修复方案。在高倍专业显微镜下,运用小型工具逐层清理,并完成了脆弱材质的加固、痕迹的清理加固与提取、组件部件的复原、整体冠饰的组装等。这是截至目前发现的6顶唐代冠饰中,唯一一件得以保护修复与复原的唐代妇女冠饰。

据介绍,今后我国水下文化遗产保护将转变工作思路,着力支持重大项目和前瞻性科研课题。组织开展多学科、多部门合作参与的重大保护项目和前瞻性科研课题,如建立水下文化遗产监控体系,建设水下考古工作中心和基地,加强出水文物保护技术研发,推动海上丝绸之路申报世界文化遗产,开展中国古代海防工程调查等等。通过这些重大项目和课题的开展,加强水下文化遗产保护理论研究,培养专业人才队伍,提高科技应用水平,带动水下文化遗产保护事业进入新的发展阶段。

  

     在这个展览上,还有一架用于对古遗址、古环境、古地形景观进行遥感探测的航模飞机,一尊用现代科技还原其两千年前五颜六色本来面目的秦兵马俑彩绘俑头,采用现代生物加固技术和传统针线修复法保护成功的西汉荒帷,丝蛋白复合仿生技术加固的辽代黄地飞鹭卷云团花纹锦,脱水加固的绵阳木马……一件件以传统工艺结合高科技修复成功的国宝,以历久弥新的容颜令观众赞叹;所展示的遥感技术、地球物理勘探技术、潜水技术、生化技术等应用于文物遗址保护领域的最新成果,令人耳目一新;我国第一台功能全面,满足考古发掘现场考古探测、信息采集和文物应急保护处理需求的概念车,以及用数字摄影完成的敦煌第3窟高精度复制模型,圆明园大水法遗址三维复原观景,让观众真切而强烈感受到科学技术带给文物保护的重要意义。

     案例二:锲而不舍,攻克古老壁画的“癌症”

  

银河平台娱乐网,     走进敦煌佛教石窟,一幅幅精美的壁画,令人惊叹古人的神奇想象和高超技艺。可是,人们在享受其瑰丽灵动之美的同时,也不难发现,由于年代久远,它的一些地方并不和谐。有的开裂、有的剥落,有的酥碱起甲,像牛皮癣似的。也难怪,这些上千年的壁画皆可谓“垂垂老者”,在自然营力和人为因素的影响下,染上了各种各样的病害。其中,壁画盐害是最为典型和普遍存在的一类病害,特别是壁画酥碱病害,被称为壁画的“癌症”。敦煌研究院结合实际需求,在壁画保护研究上锲而不舍,下了不少苦功夫,壁画起甲病害修复技术、壁画空鼓病害灌浆加固技术、壁画酥碱病害修复加固技术与壁画脱盐技术、壁画高保真数字化技术、壁画虚拟展示技术、高可靠无限传感微环境监测技术等方面,均取得了重要突破,也频频获得国家的褒奖。如今,这些技术成果不仅成功应用于莫高窟壁画,还辐射到了甘肃武威等其他地区,甚至青海、新疆、西藏等地,大大有益于恢复我国西部地区壁画文物健康、生动、鲜活的容颜。

     案例三:抢救交河,延续丝路荒城的生命

交河故城,维吾尔语称雅尔果勒阔拉,位于新疆吐鲁番市以西10公里雅儿乃孜沟。这里曾是新疆境内丝绸之路中线的要冲。公元前2世纪,是西域36国之一的“车师前国”的都城,当时有“户七百、口六千五十,胜兵八百六十五人。”成为吐鲁番地区第一个政治、经济、文化中心。南北朝至唐朝,交河城发展到鼎盛阶段。城内建筑物大部分是唐代修建的,建筑布局独具特色,保留着我国宋代以前中原城市的建筑特点。故城没有人工的城墙,30米高的崖壁笔立如削,形成天然壁垒,人行墙外,犹如处在深沟之中,无法窥知城垣内情况,而在墙内,则可居高临下,控制内外动向。城内的官署、寺院、佛塔、房居、街道等建筑物至今保存较好,是目前世界上规模最大、最古老也是保存最完好的生土城市,是罕见的生土建筑城市标本,也是我国保存最完整的都市遗迹。它的垛泥建筑更是雄伟壮观,许多建筑都是罕见的文物珍品。1961年,交河故城被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位。历经两千多年的风雨沧桑,这座荒城的庭院和街道正逐渐被流沙湮灭。据介绍,交河故城最严重和急迫的威胁是四周的崖壁面临不断倒塌的危险,河水逐渐侵蚀着遗址的基础,最大的地质病害是风蚀和雨蚀。2006年5月,敦煌研究院李最雄领衔交河故城的抢险加固工程。

     土遗址的病害研究与治理至今仍是一个世界难题。它涉及自然环境、工程地质、材料、工程措施和施工工艺等诸多因素,需要把岩石力学专业的知识和文物保护理念相结合。从20世纪70年代末开始,李最雄等一直进行西北地区砂砾岩石窟防风化加固的研究。他们通过对无机材料的改性研究,经过大量的实验,研制出一种适用于西北干旱地区土遗址保护的材料——高模数的硅酸钾溶液(简称PS),并在西北地区的多处土建筑遗址得到推广使用。90年代,他们对交河故城在内的土遗址加固开展了系统研究。在交河故城的抢救加固工程中,他们相继开展了PS加固遗址土样的基本特性实验、室内耦合实验、遗址裂隙灌浆材料室内实验及环境因素对PS加固土遗址效果影响物室内实验等研究。在此基础上,结合近年其他土遗址保护工程的经验,在交河故城进行了遗址表面防风蚀、雨蚀的喷洒渗透、滴渗试验,危土体的锚固试验和土体裂隙灌浆试验等一系列现场试验,创造性地开发出以PS(模数为3.8的硅酸钾)为主要加固材料及与之相适应的一整套加固土遗址的施工工艺和技术措施。对土遗址表面进行防风蚀、雨蚀的PS渗透加固;对裂隙、危土体进行竹木锚杆、楠竹加筋复合锚杆锚固;对土体裂隙进行PS-C或PS-(C+F)注浆;对掏蚀凹进部位夯补或用土坯砌补,成功地实施了对交河故城的抢险保护加固。2008年11月底工程验收,验收委员会分施工质量、工程技术、工程资料、文物保护评估等4个小组,对交河故城抢险加固工程(一期)分别考量。经过各项指标的加权打分,工程以99.3分的高分通过验收。如今的交河故城,虽然不再拥有昔日的猎猎旌旗和佛寺墙壁上流淌的色彩,而其雄浑与壮美依然展示着丝绸之路那个城市的生命与魅力。

     案例四:远程遥控,铜车马千里赴沪上世博

     秦陵铜车马是20世纪考古史上发现的结构最为复杂、形体最为庞大的古代青铜器,被誉为“青铜之冠”。主体为青铜所铸,同时还将焊接、镶嵌、销接、活铰连接、子母扣连接、转轴连接等各种工艺技术完美地结合为一个整体。1981年至1987年,由秦俑博物馆馆长吴永琪领衔,成立了铜车马科技修复攻关课题组,将传统修复技术与现代科技有机结合,创新修复工艺设计和修复技术,恢复了铜车马的原貌。该技术获国家“科学技术进步奖”二等奖。2010年4月,由3500多个零部件修复构成的“秦陵一号铜车马”,首次长途奔波1400余公里,到达上海,成为世博会中国馆里人气最旺的展品。据秦始皇兵马俑博物馆副馆长王明升介绍,之前,“秦陵一号铜车马”自出土修复30年来,从来没有“迈”出过秦始皇兵马俑博物馆的大门。秦陵铜车马“做客”世博会,不仅向世界展示了中华民族高度发达的古代科技,也是对我国先进的文物保护技术的一次严格检验。而能够“出远门”“做稀客”,则得益于物联网的“保驾护航”,是文物保护人员在为它量身定做居住环境的同时,安上了“千里眼”,通过无线遥感,实现了千里之外的实时监控,并适时做出调整。

案例五:无压容器 白鹤梁水下碑林原址露真容

  

     上世纪90年代,三峡工程启动,给文化遗产的保护提出了严重的挑战。经调查,三峡工程中需抢救和保护的文物共有1087处。其中,最让人揪心的则是记录了一千多年来长江枯水水位变化情况、有“世界第一古代水文站”、“水下碑林”之美称的全国重点文物保护单位白鹤梁水下题刻,即将随着三峡水库的建成而永久淹没于水库库底。从1994年起,科技工作者围绕它的保护展开了多方面的研究。在众多方案中,压力容器“水晶宫”方案和“就地保护,异地陈展方案”进入终审阶段,但它们也各有其严重的技术和安全等缺陷。2001年,中国工程院葛修润院士提出了“无压容器”概念,使陷入困境中的白鹤梁保护柳暗花明。该方案主要是利用无压原理,在白鹤梁题刻上建一个椭圆体的水下保护体,使容器内外压力平衡,克服了前两个方案的技术缺陷,既能使文物得到原址原貌原环境的保护,还能原址展示,符合文物原址原样原环境的保护原则,最终被采纳实施。自此,由葛院士领衔,开展了针对白鹤梁水下题刻原址保护与展示长达8年有余的工程研究与实践。2010年4月,总投资1.9亿元,由水下保护体、交通及参观廊道、地面陈列馆三部分组成,总建筑面积8433平方米的保护工程顺利竣工了,世界上唯一的遗址类水下博物馆也对外开放。该项目不仅提出了白鹤梁原址原貌原环境保护的崭新概念,同时,循环水和深水大功率LED照明技术的创建、垂直落差40余米的隧道式自动扶梯、不燃电缆等一系列创新成果的研发与应用,确保了抽象枯燥的概念变为具体生动的现实。

     白鹤梁水下题刻保护工程研究,涉及文物、水利、建筑、市政、航道、潜艇、特种设备等多专业、多学科。它的成功,不仅是水下文化遗产原址保护的工程范例,同时也是三峡工程建设中保护文化遗产的一大创举。今年,重庆市正在依托白鹤梁建设主题文化景区,白鹤梁的魅力在美丽和谐社区建设中起着不可替代的作用。

据了解,“十一五”以来,以“中华文明探源工程”“文化遗产保护关键技术研究与开发”“指南针计划—中国古代发明创造的价值挖掘与展示”为代表的国家重大科研项目先后启动,通过相关部门的联合攻关,取得了一批具有自主知识产权的共性和关键技术研究成果,若干制约文物事业发展的重点、难点和瓶颈问题得到了解决。白鹤梁题刻原址水下保护工程研究与实践、文物出土现场保护移动实验室、“南海Ⅰ号”整体打捞及保护等一批优秀文物保护科技成果,以及一些优秀文保科技工作者,获得了国家级和省部级科技奖励。许多科技成果在第三次文物普查、长城资源调查、重点文物保护工程、大遗址保护工程、灾后文化遗产抢救性保护、可移动文物保护、馆藏文物保存环境改善、博物馆展示提升等重大工程和重点工作中得以应用。

科技管理制度创新 培育良好科研环境

保障重大科研计划顺利完成、高质量科研成果不断涌现,基础之一是营造良好的科研环境。

  

     “十一五”期间,根据国家“提高自主创新能力,建设创新型国家”的战略部署,文物保护科技管理工作逐步形成了依靠法规强化管理、依靠规划引导管理、依靠标准规范管理和依靠技术手段辅助管理的科技管理模式。一方面,国家文物局科技司的成立,从机构上强化了管理。一系列涵盖行业科研课题、科研基地、科技成果、科研奖励和专家管理等方面的规范性文件及指导意见先后出台,科研管理水平显著提高。文物保护标准化技术委员会正式成立,相继颁布了39项基础性的文物保护技术国家标准和行业标准,成为了促进文物保护领域科技成果应用和规范保护工作的重要依据;特别是在重大科技项目管理中引入了第三方评估咨询制度,探索并实践了科技评估咨询活动由“自然人行为”向“法人行为”的转变,实现了科技项目管理制度的重大创新。

  

     另一方面,文物保护领域以重大科技项目为纽带,大力整合社会优质科技资源,科研组织规模不断扩大,科技基础条件明显改善,科研团队建设成效显著,多元化、结构化的科研组织体系和发展模式基本形成。

  

     中国文化遗产研究院成功实现了改所建院,并成立了国家水下文化遗产保护中心、文物保护修复与人才培训中心,创新活力和创新动力不断提高,已经建设成为学科门类较为齐全、人才优势较为明显的国家文物保护研究中心。依托敦煌研究院成立了文化遗产保护领域的第一个国家工程技术中心——“古代壁画保护国家工程技术研究中心”,标志着文物保护科研机构纳入国家科技创新体系;文博单位、高等院校、科研院所设立的区域性、专题性文物保护科技中心已发展到80余家,共建成实验室近500个,科技基础条件得以改善。

  

     “十一五”期间,依托文博单位、高等院校和科研院所分4批设立了17家行业重点科研基地,成为整合文物保护及其他相关领域创新资源、培育创新人才、开展科技攻关和学术交流的重要平台;第一家陶质彩绘文物保护专业技术创新联盟的签约运行,实现研发链条各环节间的优势互补;国家文物局与浙江省人民政府联合启动实施了国家文化遗产保护科技区域创新联盟试点建设项目,有效整合和发挥了中央与地方在政策、组织和技术等方面的优势;与中国科协开展了战略合作,利用其全国专业技术协会的资源优势,推动了文物保护科技研究和科学普及。据了解,目前,国家文物局与中国科学院全方位的战略合作正有序进行,将针对文物保护的重大需求,着力打造考古调查发掘、古代建筑保护、大遗址保护、水下文化遗产保护、馆藏文物保护、博物馆环境控制、文化遗产展示应用等7大技术创新平台。从行业重点科研基地,到专业技术创新联盟,到区域创新联盟,到局院合作,文物保护领域的科研组织规模迅速扩大,基本形成了多元化、结构化的科研组织体系和发展模式。

  

     正是由于科技管理体制的创新和完善,“不求所有,但求所用”原则的牵引,跨学科、跨领域、跨行业、跨部门、跨国界的开放合作,使文物保护科技已进入前所未有的活跃时期。无论是陆地还是水下,无论是考古现场还是博物馆内,无论是可移动的文物还是不可移动的遗址与建筑,无论是在文物库房还是陈列于展厅,无论是单件的文物个体还是大型的群体工程,无论是微观的修复还是宏观的管理,从广度到深度,科技在文化遗产保护各领域中的引领和支撑作用日益凸显,科技赋予文化遗产以更多的魅力。科学技术正成为文物保护的核心力量。

(中国文物报2011年9月30日1版)

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