日前，作為2024年文化和自然遺產(chǎn)日主場(chǎng)城市重點(diǎn)配套活動(dòng)，國家文物局科技教育司在遼寧大學(xué)組織開(kāi)展文物科技創(chuàng )新學(xué)術(shù)交流，這也是相關(guān)活動(dòng)連續第4年舉辦。活動(dòng)以近年來(lái)國家重點(diǎn)研發(fā)計劃相關(guān)項目的研究成果為主要內容，來(lái)自16個(gè)項目組的專(zhuān)家學(xué)者作主題報告，會(huì )場(chǎng)周邊還設置了包含32張主題海報的交流區。
據國家文物局科技教育司負責同志介紹，本次活動(dòng)的亮點(diǎn)之一，是交流內容中新增了“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“文化科技與現代服務(wù)業(yè)”重點(diǎn)專(zhuān)項的階段性研究成果。該專(zhuān)項于2022年啟動(dòng)，截至目前已連續兩批部署實(shí)施21個(gè)項目，與“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃相關(guān)項目一起，重點(diǎn)圍繞文物的“防、保、研、管、用”等典型應用場(chǎng)景，在考古科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng )新應用、文物保護技術(shù)、文物資源管理與風(fēng)險防控、文物傳承利用與場(chǎng)景創(chuàng )新等4個(gè)方面開(kāi)展了基礎研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和應用示范，全面體現了我國文物科技創(chuàng )新工作的最新進(jìn)展。
科技創(chuàng )新助力考古，不斷增強歷史信度
習近平總書(shū)記指出，考古學(xué)界要會(huì )同經(jīng)濟、法律、政治、文化、社會(huì )、生態(tài)、科技、醫學(xué)等領(lǐng)域研究人員，做好出土文物和遺址的研究闡釋工作。隨著(zhù)信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)等關(guān)鍵技術(shù)應用，考古工作逐漸實(shí)現了從空間到遺址，從遺址到遺物，從宏觀(guān)到微觀(guān)，從單一到多源的全方位、全體系、全時(shí)段的覆蓋。
作為一項國家支持的重大科研項目，中華文明探源工程以田野考古為基礎，通過(guò)多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，對中華文明起源與早期發(fā)展進(jìn)行多角度、多層次、全方位綜合研究和科學(xué)論證，工程階段性進(jìn)展成為本次學(xué)術(shù)交流活動(dòng)的焦點(diǎn)。中國社會(huì )科學(xué)院考古研究所研究員常懷穎介紹，在項目執行專(zhuān)家組統一部署下，不同科研團隊圍繞29處核心遺址，在新技術(shù)支撐下取得田野考古收獲。他表示：“工程的進(jìn)展一是重點(diǎn)遺址的關(guān)鍵時(shí)間節點(diǎn)探索有了新的認識，嘗試采用不同測年技術(shù)探索古代遺存絕對年代，對關(guān)鍵遺址的興廢時(shí)間有了較大突破。二是不同遺址所在區域的基本環(huán)境特征及主要環(huán)境變化過(guò)程存在顯著(zhù)的差異。三是在中華文明起源與早期發(fā)展階段，生業(yè)經(jīng)濟模式存在明顯區域差異，在文明化進(jìn)程中有不同的區域演變模式。手工業(yè)經(jīng)濟專(zhuān)門(mén)化是各地區文明起源進(jìn)程中的主要表現，因資源技術(shù)差異，不同區域文明的物質(zhì)文化成就有明顯區別，但集中的專(zhuān)門(mén)化和規模化生產(chǎn)是各區域社會(huì )復雜化的共同特征。”
準確的探測是順利開(kāi)展考古工作的基礎，遙感技術(shù)在助力考古精細化和信息化方面的作用受到高度關(guān)注。如何實(shí)現遙感考古裝備的集成創(chuàng )新、提高遺跡識別準確度，成為目前重要的研究方向。復旦大學(xué)教授王輝就遙感考古探測關(guān)鍵技術(shù)及應用作主題交流，他表示：“項目組研制的新型考古探測裝備實(shí)現淺埋藏、弱信號遺跡的高效探測；遙感考古綜合分析系統集成遙感地球物理考古數據，實(shí)現窯址、壕溝等遺跡的高精度自動(dòng)分類(lèi)與提取。我們還依托環(huán)境可控的遙感考古探測試驗平臺系統開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)與裝備試驗。以上技術(shù)應用于不同環(huán)境典型遺址，將推動(dòng)遙感考古調查向規范化、體系化的方向發(fā)展。”
“天地聯(lián)合田野考古調查關(guān)鍵技術(shù)”項目組開(kāi)發(fā)了天地聯(lián)合考古空間數據庫，包含各類(lèi)遙感影像、激光點(diǎn)云、電法、磁法物探等多源數據。
北京大學(xué)教授陳建立來(lái)自“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“中國古代金屬物料產(chǎn)地溯源方法研究”項目組，他分享了項目實(shí)施一年多以來(lái)的研究進(jìn)展。陳建立說(shuō)：“金屬物料溯源研究從多個(gè)維度展開(kāi)，既要構建綜合的研究方法體系，揭示技術(shù)與資源的關(guān)系、物料流通網(wǎng)絡(luò )演化規律，更關(guān)鍵的是要探討早期國家資源管理的相關(guān)問(wèn)題。”在列舉了一系列研究案例后，他總結說(shuō)：“金屬物料溯源研究亟需完善溯源指標變化規律等關(guān)鍵理論問(wèn)題，未來(lái)我們將著(zhù)重關(guān)注金屬物料溯源指標的提取、闡釋與數據庫建設等技術(shù)問(wèn)題，構建中國古代金屬物料溯源方法體系。”
科技創(chuàng )新鋪就符合國情的文物保護之路
文物保護要靠科技。只有全面認識我國主要文物類(lèi)型的基本特征，才能構建具有中國特色的文物保護利用理論體系，推動(dòng)文物保護技術(shù)的精細化和系統化；只有解決文物保護中的瓶頸科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，才能突破關(guān)鍵領(lǐng)域的核心技術(shù)，更加有效地實(shí)現對文物本體及其歷史、藝術(shù)、科學(xué)信息的永久保存和永續利用。本次交流活動(dòng)中，各位專(zhuān)家學(xué)者以多種多樣的文物類(lèi)型為出發(fā)點(diǎn)，共同描繪出多學(xué)科交叉融合的中國特色文物保護技術(shù)創(chuàng )新圖景。
紙張酸化是古籍類(lèi)文物的常見(jiàn)病害，現有紙張脫酸技術(shù)普遍不以效率見(jiàn)長(cháng)，面對數量巨大的近現代古籍時(shí)顯得力不從心。南京博物院研究館員張金萍長(cháng)期從事紙質(zhì)文物保護工作，她帶來(lái)題為“紙質(zhì)文物規模化脫酸關(guān)鍵技術(shù)研究”的主題分享。該研究以整本圖書(shū)的規模化脫酸為目標，根據紙張特性分類(lèi)設計脫酸液，提升了紙張脫酸的有效性和可靠性。“我們綜合基于批量圖書(shū)紙張特性的脫酸液匹配技術(shù)、靜態(tài)浸漬下整本圖書(shū)的自動(dòng)分頁(yè)技術(shù)和真空干燥中的快速干燥、多級冷凝回收技術(shù)，形成規模化脫酸工藝技術(shù)解決方案與裝備研制方案。設計脫酸工藝信息采集、裝備自動(dòng)運行及安全控制系統，試制集無(wú)水液相整本脫酸多功能于一體的系統樣機，并在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行了系統樣機的脫酸驗證。”張金萍說(shuō)。
皮革與紙張同屬有機質(zhì)文物類(lèi)型，卻具有截然不同的病害特征和劣化機理，從而提出了截然不同的保護需求。中國絲綢博物館研究館員周旸介紹了皮革制文物劣化機理研究的最新進(jìn)展。“我們選取羥脯氨酸含量和表面水分含量為皮革制文物劣化、糟朽程度量化評估指標，從皮革制文物表面和博物館空氣樣本中識別出3種細菌、6種真菌等病害微生物，制備了高度復原古代鞣制工藝的9種模擬樣品，為劣化機理研究打下基礎。”她說(shuō)，“在此基礎上初步建立無(wú)損的微量鞣劑鑒定方法體系和皮革降解產(chǎn)物檢測體系，初步判斷出不同組分對膠原纖維的配位與遷移影響規律，構建了干燥和飽水環(huán)境下膠原纖維網(wǎng)絡(luò )形態(tài)模型，從微觀(guān)層面闡明皮革制文物劣化機理。”
貝葉經(jīng)是我國南方少數民族記錄文字的重要載體，但長(cháng)期以來(lái)貝葉經(jīng)保護研究不足，這一現狀有望通過(guò)“貝葉經(jīng)保護修復關(guān)鍵技術(shù)及應用示范”項目得到改變。來(lái)自項目牽頭單位中國文化遺產(chǎn)研究院的研究館員王珊重點(diǎn)介紹了該研究的最新進(jìn)展：“我們在貝葉年代和植物種屬鑒別、增韌加固技術(shù)和材料、墨跡和色料穩固技術(shù)和材料、清洗技術(shù)與裝置、修復粘結劑等方面取得了階段性成果。”
敦煌研究院副研究員王彥武將視線(xiàn)投向了土遺址保護，針對我國土遺址保存類(lèi)型多樣、賦存環(huán)境復雜、材質(zhì)脆弱的特征。該項目選取干旱區（瓜州鎖陽(yáng)城）、濕潤區（西安秦東陵）、潮濕區（廣漢三星堆）為典型研究對象，開(kāi)展多場(chǎng)耦合下土遺址風(fēng)化機理與防控技術(shù)研究。他表示：“我們依托多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗室開(kāi)展足尺模擬試驗，揭示了土遺址淺表層漸進(jìn)式發(fā)育破壞機制，厘清土遺址淺表層受水、熱、鹽、力作用下發(fā)育特征和損傷速率，提出了露天環(huán)境下不同干旱程度土遺址的風(fēng)化速率。在此基礎上，我們研發(fā)了適合不同保存環(huán)境條件的化學(xué)滲透加固、生物礦化、軟覆蓋和保護棚的成套防風(fēng)化技術(shù)。”
“多場(chǎng)耦合下土遺址劣化過(guò)程及保護技術(shù)研究”項目組通過(guò)在實(shí)驗室內加載仿真環(huán)境，對潮濕環(huán)境土遺址的風(fēng)化模式開(kāi)展了模擬實(shí)驗。
與王彥武將各類(lèi)環(huán)境的土遺址納入考量不同，故宮博物院館員牛锎帶來(lái)的報告聚焦于明清官式建筑地下管溝類(lèi)隱蔽部位這一個(gè)點(diǎn)上，介紹了針對該類(lèi)部位的現狀評估方法研究進(jìn)展。“地下管溝類(lèi)隱蔽部位環(huán)境復雜、探測難度大，對其損傷狀態(tài)和使用狀態(tài)的感知和評估，是解決古建筑所面臨系統性安全問(wèn)題、提升預防性保護全面性的重要抓手。”他指出，“目前通行的各類(lèi)探測方法在古建筑地下管溝實(shí)用效果受限，我們針對明清官式建筑地下管溝構造特征和內部工況，研發(fā)了多套機器人系統，形成整套探測技術(shù)以及基于采集數據、智能判據的評估方法，在故宮多個(gè)區域實(shí)現了成功應用。”
科技創(chuàng )新為文物安全筑起“防火墻”
文物安全是文物保護的紅線(xiàn)、底線(xiàn)和生命線(xiàn)，大量室外不可移動(dòng)文物面臨著(zhù)長(cháng)期多物理場(chǎng)耦合作用下的結構失穩，以及火災、雷擊、洪水等突發(fā)災害的威脅。以人防為主的檢查、巡查體系不可能做到面面俱到，建立不可移動(dòng)文物現狀評估與風(fēng)險防范技術(shù)體系，以衛星遙感、無(wú)人機、大數據等科技手段支撐文物安全監測，已經(jīng)成為提高文物防護能力的必由之路。
繼去年就館藏文物防震作主題報告之后，中國航空規劃設計研究總院有限公司高級工程師葛家琪連續第二年參加學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，談到了磚石質(zhì)古塔結構穩定性評估技術(shù)的研究進(jìn)展。他介紹：“磚石質(zhì)古塔歷經(jīng)長(cháng)期多物理場(chǎng)耦合作用，通常呈現出傾斜變形、材料老化、界面開(kāi)裂等損傷狀態(tài)，對結構穩定性產(chǎn)生嚴重威脅，亟需開(kāi)發(fā)結構穩定性評估技術(shù)及性能提升措施。”該項目重點(diǎn)針對直波碉樓等全國重點(diǎn)文物保護單位開(kāi)展工作，構建起離散體分析模型，預測地基沉降導致塔體損傷演化至失穩倒塌的全過(guò)程。“我們針對磚石質(zhì)古建筑界面性能檢測困難、損傷多發(fā)的現象，提出一種界面性能識別方法，為后續相似形制的古建筑檢測、穩定性評估和性能提升方案的設計提供了理論支撐。”他補充道。
中國文化遺產(chǎn)研究院研究員孫延忠更加關(guān)注自然災害帶來(lái)的風(fēng)險，他作了題為“不可移動(dòng)文物自然災害風(fēng)險評估與應急處置研究”的報告：“我們從不可移動(dòng)文物自然災害監測預警與防范需求出發(fā)，構建了適用于地震、洪澇及大風(fēng)等主要自然災害的多尺度風(fēng)險評估方法。基于‘致災因子-文物環(huán)境-文物本體’三要素，提出了天-空-地協(xié)同的信息獲取技術(shù)體系，自然災害風(fēng)險圖構建方法和多層級、多尺度風(fēng)險監測技術(shù)適宜性評價(jià)方法。初步建立了一套由風(fēng)險評估、監測、預防和應急管理組成的不可移動(dòng)文物自然災害風(fēng)險管理體系。”
“不可移動(dòng)文物自然災害風(fēng)險評估與應急處置研究”項目組根據評估指標計算出蒲州故城城墻洪澇災害的風(fēng)險等級，并在暴雨實(shí)際到來(lái)時(shí)展現出較高的吻合度。
火災是木結構古建筑損毀的重要原因，一次次文物建筑失火的新聞為我們一次次敲響警鐘。應急管理部沈陽(yáng)消防研究所研究員丁宏軍將研究目標聚焦到古村落建筑群上，他系統分析了防火間距、防火分隔缺失等歷史原因和現代生活用電、旅游開(kāi)發(fā)等新活動(dòng)給古村落帶來(lái)的雙重火災危險。在深入認識古村落火勢蔓延的機理的基礎上，丁宏軍給出了古村落火災防控的幾條具體建議：“那就是‘維持原貌、最小干預，專(zhuān)用火災防控標準，專(zhuān)用消防設施，預防為主，人防加技防’等5項原則，和‘結構性火災防控、控制可燃材物、消防設施防控、全生命周期管理’等4個(gè)要素。”
“文物建筑火災蔓延機理與評估預警關(guān)鍵技術(shù)研究”項目組在對火蔓延機理、規律和突變行為的研究基礎上，建立了基于特征事件識別的火災發(fā)展過(guò)程分析方法。
同樣以傳統村落為研究對象，浙江省古建筑設計研究院有限公司高級工程師張喆將村落的活態(tài)利用納入對保護技術(shù)適宜性的考量之中。該項目基于“人地互動(dòng)關(guān)系”的基本原理，建構了符合傳統村落多樣性特征的價(jià)值認知理論和價(jià)值原型。“從平衡保護與發(fā)展需求的角度，我們建立了面向傳統村落價(jià)值要素的保護修復和改造更新方法體系。”她說(shuō)，“另一方面，從傳統文化資源的當代傳承與創(chuàng )造性轉化角度，我們建立了傳統村落文化資源活化利用的評價(jià)體系，形成文化資源要素與當代社會(huì )兼容、與現代產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的評價(jià)方法，提出以村民為主體的文化附加型產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略。”
預防性保護理論廣泛應用于不可移動(dòng)文物，而館藏可移動(dòng)文物的需求與之相較，既有相異也有相通。上海博物館研究館員徐方圓就對館藏文物預防性保護中的風(fēng)險管理體系作出了深入論述。他的研究聚焦于藏品的儲存、陳列、運輸等3類(lèi)保存場(chǎng)景。“基于我國館藏文物預防性保護的特征現狀，我們歸納出文物本體、環(huán)境因素、保存空間和預防措施等4個(gè)一級風(fēng)險指標，以及更向下細分的12個(gè)二級指標和36個(gè)三級指標。基于此提出的‘全國-區域-博物館’3層構架、雙向反饋的風(fēng)險管理體系，已經(jīng)得到了實(shí)踐的驗證。”他談到。?
科技創(chuàng )新助推文物“活起來(lái)”
文物發(fā)揮著(zhù)以史育人的重要作用。為深入闡釋文物中蘊含的歷史、藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值，文物的展覽和展示呈現出智能化水平不斷提升、不同技術(shù)深度融合的趨勢，引領(lǐng)文物展示向更具現代感和吸引力的方向發(fā)展，向公眾提供更加多樣化的文物內容供給。
高效而準確的文物信息采集，是開(kāi)展后續活化利用的必要基礎。高光譜遙感技術(shù)受到廣泛關(guān)注，但這類(lèi)設備在采集效率、信息源種類(lèi)、重建質(zhì)量和安全性等方面仍有優(yōu)化空間。中國科學(xué)院空天信息創(chuàng )新研究院研究員張立福帶來(lái)了文物數字資源快速高效采集關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)方面的最新進(jìn)展。他說(shuō)：“在深入開(kāi)展需求調研的基礎上，我們研發(fā)了便攜式文物彩色三維掃描軟硬件系統、文物高精度結構與紋理信息采集技術(shù)與設備，構建了文物數字資源快速采集技術(shù)體系。我對高光譜分析技術(shù)在文物數字化方面的應用前景很有信心。”
湖南博物院研究館員陳敘良結合“聽(tīng)·見(jiàn)湖湘——湖南音樂(lè )與文物故事展”的策展思路，講述了文物知識圖譜賦能展覽展示創(chuàng )新的實(shí)踐與思考。他表示：“要采用‘需求驅動(dòng)-理論構建-技術(shù)突破-迭代示范’的思路，以體系化思維統籌基礎理論、關(guān)鍵技術(shù)與應用示范。在基礎研究方面，要建立符合中國文物特點(diǎn)與業(yè)務(wù)需求的文物知識體系，構建文物知識概念參考模型、分類(lèi)受控詞表和相關(guān)標準規范體系，建立文物領(lǐng)域知識生產(chǎn)協(xié)同與持續集成演化方法。在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面，要突破文物知識圖譜構建的共性關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，緊密?chē)@博物館知識供給和服務(wù)需求實(shí)現技術(shù)突破。”在這一思路的指引下，項目理論模型和技術(shù)成果表現出了較高的適用性和可推廣性。
“基于知識圖譜的文物知識組織和服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范”項目組對中國音樂(lè )史進(jìn)行全景式展現，帶領(lǐng)觀(guān)眾感受展線(xiàn)文物之外更加博大精深的中華優(yōu)秀傳統文化。
中國絲綢博物館副研究館員龍博介紹了世界絲綢互動(dòng)地圖關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)思路和示范中的故事。“我們開(kāi)展了世界范圍內絲綢遺產(chǎn)的時(shí)空分布現狀和規律研究，構建起跨地域、跨機構、跨語(yǔ)言的世界絲綢互動(dòng)地圖。通過(guò)即時(shí)交互、可成長(cháng)、可進(jìn)化的知識服務(wù)技術(shù)，將信息規律與研究成果進(jìn)行可視化展示。”他講道，“我們開(kāi)發(fā)的門(mén)戶(hù)網(wǎng)站‘錦秀平臺’匯聚了來(lái)自99個(gè)國家的12915條絲綢相關(guān)數據，提供數據資源管理、時(shí)空可視化、知識圖譜三大模塊，支撐了知識成果的可視化表達。”
黨的十八大以來(lái)，廣大文物科技工作者牢固樹(shù)立文物保護要依靠科技的發(fā)展理念，改善文物科技創(chuàng )新生態(tài)，持之以恒加強基礎研究，加快推進(jìn)急需技術(shù)攻關(guān)和應用，加強人才培養和跨學(xué)科合作，推動(dòng)了文物保護利用提質(zhì)增效。活動(dòng)特邀專(zhuān)家、中國國家博物館研究員鐵付德在總結發(fā)言中提到：“文物行業(yè)從經(jīng)驗走向科學(xué)，從定性走向定量。需求牽引、夯實(shí)基礎、學(xué)科交叉、滲透合作、標準規范、裝備研發(fā)等工作成果累累，當今的文物保護科技已處于一個(gè)劃時(shí)代的時(shí)期。”
面向未來(lái)，投身文物科技事業(yè)的研究者們將進(jìn)一步以科技創(chuàng )新為引領(lǐng)、以體制機制創(chuàng )新為驅動(dòng)、以資源要素配置創(chuàng )新為途徑，以新質(zhì)生產(chǎn)力支撐文物事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
（科宣）
