作者：成倩

时代的发展，科学的进步，不断为人类开拓出新的知识领域，不同科学之间相互影响渗透，形成了许多交叉领域的边缘学科。我国是一个具有悠久历史的文明古国，在漫长的岁月中，各族人民创造无数瑰丽的文物古迹，这些珍贵的文物是我国政治、经济、科学文化和社会历史发展进程的见证，具有极其重要的价值。因而对于如何保护这些文物提出了历史性的要求，文物保护这门新兴学科应运而生。文物保护技术涉及物理学、化学、生物学、考古学、历史学等，是一门真正综合性的边缘学科。为了让更多文物工作者了解文物保护内容意义。本文试着从文物保护的范畴、发展现状、科学技术在文保中的应用三方面重点阐述。

（一）文物保护范畴的科学划定：

一提起文物保护，人们首先会想到书籍字画装裱、青铜器铁器的修复加固、陶瓷器文物的补配粘接等传统技术。随着科学技术日新月异的发展，文物保护被赋予了更深刻更丰富的内容。首先从物质的化学组成和性质上对文物进行科学分类：
A.金属材料类：如青铜器、铁器、金器、银器、锡器、铅器。
B.无机非金属类：如石器、石刻、石窟寺、玉器、陶瓷、砖瓦、瓷器、泥塑以及出土遗址等。
C.有机材料类：如纸质（包括书画、经卷）、纺织品、竹器、漆器、木制品、皮革等。

但文物作为物质又有其自身特点，这就是它经过了漫长的历史岁月，发生了许多变化。从长期保存文物的角度看，这种变化并没有不良影响，并可作为它特有的历史标记，例如青铜器上一层致密的蓝绿色无害锈，既美观凝重，又对内部铜本体的起保护膜作用。因而我们要从保持文物原貌的原则出发妥善保存。对于不利于文物长远保存的变化，我们要科学的进行处理，以尽量保持它的原貌并延长其寿命。在现今的保存环境下文物还会继续发生变化，如青铜器会发生有害锈蚀，石刻会风化侵蚀，陶器彩绘和壁画会褪色剥落，古建筑木质构件会腐蚀和受白蚁侵害，出土纸类和纺织品会糟朽、虫蛀和霉变等，这些都需要加以防止。

虽然文物保护的主要对象是文物，是以现代化科学技术理论与方法为基础，其中借鉴应用到学科包含数学、物理、化学、生物、冶金、铸造、光学、声学、信息论等。随着自然科学不断发展，文物保护的范畴更加丰富扩大，其研究类型也是多种多样。
A．分析文物的化学成分、结构，为文物保护、文物考证（判明产地和真伪等）、文物修复和复制等提供依据。
B．探索文物裂变机理，研究组织或延续文物裂变的技术措施，提高文物抵御自然因素（如潮湿、空气污染、光辐射、虫蛀、霉变、盐腐败、氧老化等）损害的能力。
C．剖析文物的古代工艺之迷，如秦代青铜剑表面铬层的镀制和汉代铜镜黑漆的形成。
D．查明文物的地下埋藏环境，如接触介质的成分和性质等，以便对文物的变化和保存条件进行分析。
E．对文物现有的保护环境进行监测，如测试空气的污染情况，以便了解环境质量并采取相应保护措施。
F．测定文物年代，如用碳-14法和氨基酸消旋化测定法对文物进行断代。
G．制造优良的文物保护材料，提供尽量简便的使用工艺，为文物保护、文物修复和仿制服务。

综上所述，可以看出自然科学与文物的关系十分密切，反映在文物分析鉴定、保护、防治等各个方面。文物保护通常包括两层涵义。一是通过生动的宣传教育，运用法律手段和有利的行政措施来防止人为造成的破坏；再就是借助于先进的文物保护技术以对付历史和自然环境造成的损害。

（二）文物保护事业的发展及现状：

文物的最终消逝是不可避免的。可以这样认为，离我们越久远的文化遗产越容易消亡，并且这种消亡正在加快。然而，人类不会被动地等待接受这样的事实，人类完全可以用法律手段和科技手段最大限度的减缓或终止文化遗产的蜕变和消亡。从19世纪末到20世纪初期，人类丝毫没有停止过文化遗产从政令法规到科学技术，从地区性到国家性的保护。直到海牙公约和华盛顿协定中关于武装冲突中保护文化财产的国际协定的制定，标志着人类对文化遗产的保护已发展成为国际性的行为。

与此同时，采用科学技术方法和手段保护文化遗产的文物保护技术和相关组织也得到快速发展。1888年德国皇家博物馆建立世界上第一个文物保护实验室；1921年英国大英博物馆建立文物保护实验室；1959年在意大利罗马成立国际文化遗产保护中心。事实上，无论是新兴的工业资本主义国家，还是有着古老文明的发展中国家，都非常重视对人类文化遗产保护和研究。并设立专门机构。这些机构具有高层次的研究人员和先进的技术设备，因而研究成果层出不穷。例如：日本古邪玛台国地域位置的数字推证；美国自由女神像综合性腐蚀 研究及保护以及埃及金字塔风化研究及保护。美国Smithsion Institute在其下属的28个各类博物馆群内从事文物保护研究或与其相关的研究人员占博物馆总人数的比例相当高，这些人员相当一部分具有硕士或博士学位。大英博物馆从事文化遗产保护或与此相关人员比例高达三分之二，足见文物保护的重要性。

国际社会文物保护持续发展的同时，中国的文物保护事业也经历了一个从萌芽到壮大的历程。1963年在北京召开了全国文物保护科研规划会；1973年中国文物保护技术学会成立；1978年中国文物保护技术协会成立；1986年在北京举办全国文物保护成果展。这一时期，中国科技考古学会、考古化学与文物保护学会、文物修复协会、陕西省文物保护修复中心相继成立。复旦大学、北京大学、西北大学、中国科技大学的一批大专院校纷纷投入文化遗产保护事业。至此，中国的文物保护事业步入了一个新的发展阶段。

（三）现代科技在文物保护中的应用：

文物保护研究的现代化除人员素质之外，更重要的是设备的现代化。就过去的情况而言，文物部门由于设备缺乏或简陋，使得文物部门的文保研究步履艰难，加之文物保护和文物科技所面对的主要是文物自身存在的非直观可接受的潜信息，所以对这些研究必须采用现代的分析仪器，而不能在以往作坊式的工作条件下完成。科学仪器是人类感觉器官和思维器官的延长，它能帮助克服人类感觉器官的局限，在广度和深度上极大的增强认识能力，能帮助人类改进认识能力，使感性认识更加客观精确化。人的感觉易受一些主观因素的影响，同时人的感觉往往比较粗糙，所得结果只能是定性的，运用科学仪器进行测量，能获得精细的定量知识。文物保护的难度在于它面对古代材料即没有替换也没有再生的机会。一件文物或一个遗址若重要到必须对其进行保护时，资金和成本就要变成次要的，技术性问题便会成为主要矛盾突现。实际上就是必须用先进的科学实验仪器找出文化遗产蜕变的原因和机理，然后才是保护方法和保护措施的确立。很难想象一个客观意义上的人能主观的不借助任何手段而能实现这一目的。

下面介绍几种常用到的分析仪器及在文保中的应用，了解他们的工作基本原理和优特点，有助于文保工作更科学的开展。

1．发射光谱分析仪器：

这类仪器的基本原理是：不同物质的原子在受到外界能量的激发后，从激发态越迁返回至基态时，要以电磁波的形式释放出多余的能量，也就是要发射出具有特定波长的光，产生固定波长的光谱线，这种谱线叫特征谱线。由于不同元素的原子所产生的特征谱线不相同，故可根据特征谱线的波长和强度，与已知含量的标准样品相比较，得出待测物质的成分和含量。

原子发射光谱分析法的优点是：A.分析速度快。例如在炼钢炉前的分析，1~2分钟内就可以得出二十多种元素的分析结果。B.选择性好，很多化学性质很相近的元素如钽、铌、锆难以分别分析，但用光谱法则容易区别。C.灵敏度高，绝对灵敏度为10-11~10-13克。样品损坏很少，每次取样只需几毫克。

这类仪器常用来分析文物中的金属、陶器、玻璃、燧石等。

2．X射线荧光光谱仪

这一仪器使用X射线荧光光谱法。基本原理是：当待测样品受到X射线照射后，各组分元素的原子受到激发而产生次级X射线照射后，各组分元素的原子受到激发而产生的次级X射线叫X射线荧光。不同的元素具有波长不同的特征X射线，其强度与元素的含量有关，故可以根据不同的波长和强度来确定待测物质中各元素的含量。此仪器的优点是：A.测定元素的范围广。B.不须破坏样品。C.分析简便快速。

由于具有非破坏性分析的特点，常用于分析一些珍贵的文物样品。例如，鉴定古画、古陶瓷以及古代金属制品等。1965年在湖北楚墓中出土的越王勾践剑，经X射线萤光分析得知，其剑身为铜锡合金，并经过了硫化处理（含有Cu2S、Fe2S等），因而美观耐蚀，锋利如故，从而证明了古代青铜器存在有硫化处理工艺。

3．透射电子显微镜

透射电子显微镜是早期发展起来的一种电子显微镜，广泛应用在生物、医学、地质、冶金等材料科学领域，用来研究物体表面的微观结构、固体颗粒的形状、大小、粒度分布，以及样品各部分对电子的散射能力等。由于电子显微镜的放大倍数大、分辨本领高，中国历史博物馆对出土春秋时代的蔡侯墓的编钟、甬钟，观察表面的铜锈，在电镜下面好像一个五光十色的溶洞，许多气孔成为中体内部与外界的通道，造成不同层次的腐蚀，铜锈的颜色从内到外依次为灰绿、蓝绿、深赭、紫红、鲜红、深绿、绿色等，斑斓起伏，蔚为奇观。

4．扫描电子显微镜

它与透射电镜相比，具有立体感强、放大倍数连续可调，制备样品简单等优点，因而发展很快，成为当代最有用的分析仪器之一。通过扫描电镜可以细致观察物体表面进行元素分析和晶体结构分析等。例如，文物工作者曾用扫描电镜来研究古代青铜器的加工工艺和腐蚀机理。金铜铜佛多用铜来铸造，再在表面鎏金，通过扫描电镜分析，知道鎏金中含有金和汞，证实了古文献"汞能消化金、银，使之成泥，入以镀物也"的记载。表面鎏金技术始于战国时期。

扫描电镜的特点是A.仪器分辨率高，可观察到表面60pm的细节。B.放大倍数变化范围大，一般在10~150000倍可调，在高倍放大下可获得比透射电镜更清晰的图像。C.图像立体感强。D.样品制备简单。E.可进行综合分析，在观察表面图像的同时，可通过装有的波长色散X射线谱仪或能量色散X射线谱仪对样品进行元素分析。

5．热释光仪。

热释光现象，指一些不导电的固体结晶物质吸收放射性物质的辐射或受宇宙射线的作用，保持高能量状态，当受到外界加热时，以光的形式释放储存能量，使人能用高灵敏的光电管见到发出的光。热释光断代，是利用不导电的固体结晶物质的热释光现象来测定文物年代，优点是取样少、速度快、方法较可靠。测定年代的范围在一百万年以内。主要用于测定陶器和其他火烧粘土的年代，用于古遗址的断代以及鉴定文物的真伪。如美国纽约大都会艺术博物馆，有一件珍藏的古希腊的青铜马，曾有人怀疑它不是真品，后用热释光法从它的陶范实心中取出锆石，进行测定，证明确系两千年的制品。不仅如此，随着互联网的迅猛发展，使得对文物保护以跨越时空、跨越国界、跨越人种、跨越语言障碍，真正成为全人类关注的全球性问题。这种观念在更新，技术在传播的动态发展过程必将给人类对文化遗产的保护带来无法估量的影响。

以下是几个比较有代表性的网址：     
美国国立博物院http://www.si.edu
意大利国际文化财保护修复中心http://www.iccrom.org
美国国立保护技术和培训中心http://www.ncptt.nps.gov
世界文化遗产http://www.unesco.org
加拿大遗产信息网络http://www.chin.gc.ca
加拿大保护研究所http://cci-icc.gc.ca
美国保护热线http://www.palimpsest.stemford.edu

上述网址内容丰富，信息量极大。在网上可以找到什么被保护，谁是保护者，保护者的职业道德及行为准则，保护技术和国际会议数据库，遗产保护研究人员及专家论坛，援助、培训、技术和人员交流等等。

（四）广东文保事业的发展前景

广东作为改革开放的前沿地，经济实力和科技优势在全国名列前茅，目前这方面的研究工作却十分薄弱，不论从人才、设备、经费各个方面与其他省份比较都相去甚远。我们应积极去奔走、去争取，从而引起政府部门和整个社会的高度重视，给予人、财、物全方位的支持，改变我省文保科研力量不足的现状。我们也应借鉴国外经验，建立有特色的保护理论与方法。各类质地的文物保护，世界许多国家已进行了长期的研究和实验工作，虽然还未彻底解决，但已取得了不少成果。从研究人员的力量、科研设备、科研经费等方面都有相当的实力，取得的成果和经验都是值得借鉴和吸取的，如果忽视这一点，我们将走很多弯路。我省虽非文物大省，也拥有丰富的历史文化遗存，因此有许多亟待解决去抢救性保护的地上地下的遗物遗迹。

东莞的"可园"是广东四大名园之一，清代名将张敬修创建，岭南派画家居廉、居巢也曾客居多年进行绘画创作。可园属省重点文物保护单位，可园的回廊柱是由红砂岩堆砌而成，质地疏松多孔，性脆裂易粉碎，同时又遭受到自然环境如日晒、酸雨、微生物分泌有机酸的侵害等情况。内因与外因共同作用造成红砂岩柱严重风化，机械强度降低，柱身酥粉开裂，自身重力造成挤压裂隙，苔藓地衣在繁殖过程中不仅腐蚀石质，同时破坏文物原貌。

笔者也曾到潮州"从熙公祠"进行实地考察，从熙公祠位于潮安县，清末当地富商为其家族修建具有浓郁地方特色的民居，已精美绚丽的砖雕、金木雕和金漆画著称。大气污染造成酸雨腐蚀冲刷、阳光暴晒。而且至今仍有后裔居住，对古建筑会造成不同程度的破坏。导致砖雕风化严重、彩绘脱色褪色、金漆画漆皮干裂起翘脱落，个别木支撑结构糟朽霉变，若遇季风气候，整个建筑岌岌可危。同样，在英德也遇到类似难题，许多磨崖石刻字迹模糊难辨，表面出现盐析泛白现象，对于这些露天古建石质文物不仅要进行加固修复，而且对其表面采取封护措施，可阻止石刻进一步风化。

客观上讲，广东省文物保护及研究与全国相比，属起步发展阶段，已不能满足广东文物考古和博物馆事业发展的现状。为此，在广东重点发展文物保护事业将会更有力的促进岭南地区文物考古和博物馆事业的深入开展，提供更有力的技术支持，也对开展国内外学术交流，弘扬岭南文化，具有重要的意义。为此，广东省博物馆投入十几万设置文物保护实验室，并购置电热鼓风干燥箱、超声波清洗器、超净工作台、双目体式显微镜、酸度计、水分快速测定仪、照度计等，并与中国科学院广州地球化学研究所、林业科学院、白蚁防治中心、中山大学测试中心的多家科研院所联合开展研究合作，并向国家文物局申请文物保护专款开展工作。

相信在不久的将来，我省会拥有经济、科技实力相符合的科研攻关能力，于国内外的兄弟科研机构开展广泛的交流合作，发展由广东特色的研究项目。我相信通过共同的努力，推动文博事业的发展，祖国的文化遗产才能够得到科学的保护，我们才无愧于子孙后代，这正是"利在当今，功在千秋"的大事。

参考文献
1．宋迪生等编，《文物与化学》。
2．铁付德 刘冰，《文化遗产保护的国际现状》

注：该篇论文以于2001年8月发表在广东省文物博物馆学会主编《广东省文物博物馆事业前瞻》论文集上。