仪器检测技术文物研究和保护中的应用

研究人员用高科技仪器检测古陶瓷标本

研究人员用高科技仪器检测“科窑作坊”制作的古陶瓷器具

　　面对真伪难辨的古代陶瓷，传统的“眼学”常常会出现看走眼的情况。那么，能否将更为客观的科技检测手段引入古陶瓷鉴定呢?

　　在日前举行的“数字化技术在古代文物研究和保护中的应用和发展”交叉学科论坛上，上海大学校长、古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地主任罗宏杰教授透露，他带领团队近日完成了《古代陶瓷科技信息提取规范》的制订工作，并已提交给国家文物局，有望成为一项行业标准。有了这套标准，全国多家单位的数据库就能实现共享，为陶瓷文物的断源断代提供清晰的数字化方案。

　　数据库信息比对“验明”身份

　　在交叉学科论坛上，上海博物馆副馆长陈克伦研究员表示，所谓“眼学”，是文物鉴定者在长期实践中总结出来的一套经验之学。一个人眼学水平的高低，与经验和知识积累有关，但也与悟性有关。不过，经验和悟性不是绝对的，鉴定专家水平再高，也有看走眼的时候，所以文博界如今很重视引入科技检测方法和仪器，如电子显微镜、硬度计、X射线荧光光谱仪。

　　罗宏杰教授表示，在中科院上海硅酸盐研究所的古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地，已建成了“古陶瓷综合信息数据库”，库里有大量器型结构数据。利用这些数据，博物馆可以进行古陶瓷的3D展示，将器物的内部结构也展现在参观者眼前。器型的数字化信息，不但能用于展示，还可以用作古陶瓷断源断代的辅助依据。

　　化学组分也是古陶瓷综合信息数据库中的一类重要数据，科研人员对历朝历代知名窑口的瓷器的胎和釉进行检测，采集到了它们的化学组成信息。这些信息好比是各种瓷器的“化学身份证”，对于一件“身份不明”的瓷器，可以先对它的胎和釉作无损检测，随后将检测结果与数据库里的各种“化学身份证”进行比对，这样就有助于判别这件瓷器的产地和年代。“当然，化学组分检测是鉴定古陶瓷的辅助手段，我们还要通过器型结构等综合数据分析，并结合眼学，才能对古陶瓷进行比较准确的断源断代。 ”罗宏杰说。

　　高科技让陶瓷釉显示奇妙结构

　　古陶瓷的高科技研究到底是如何进行的?昨天，记者走进中科院上海硅酸盐研究所，采访了古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地副主任李伟东研究员。

　　让记者感到有些意外的是，在这里检测的古陶瓷不是形态完整的器物，而是残片，科研人员把它们叫作“标本”。李伟东解释说，这些标本都来自考古发掘现场，有明确的地层和年代信息，来源可靠。而私人藏品或在文物市场上流转的瓷器，真伪不确定，其信息是不能入库的。检测标本所得的信息要输入古陶瓷综合信息数据库，所以首先要保证数据的真实可信，这样才能把它们作为古陶瓷鉴定的参考。

　　在拿到一个标本后，科研人员要称重，拍照，测量尺寸，用色度仪测量它的颜色，用X射线荧光仪检测胎和釉的化学组成，这些步骤都是无损检测，随后还要进行有损检测。在实验室，记者看到，古陶瓷残片被切割成一块块1厘米见方的小标本，它们被成批地放入各种仪器。在“场发射扫描电子显微镜”下，古陶瓷的釉被放大5万倍，于是各种奇妙的显微结构出现了，有的结构像一颗颗鹅卵石，有的像花园里绽开着一朵朵鲜花。在微量元素ppm级检测中，各个标本所带有的微量元素，会透露其出自哪个窑口的秘密。

　　李伟东告诉记者，虽然高科技检测能获取古陶瓷的大量身份信息，但很多属于有损检测，所以在对完整器物进行无损鉴定时，高科技不是万能的，只有与眼学结合在一起综合判断，才能给出科学的结论。

　　如今，该科研基地的古陶瓷综合信息数据库已录入各类信息齐全的数据15000余条，包含各类有代表性窑口的瓷器标本6000余件、陶器标本1500余件。在我国，这样的古陶瓷数据库不止一个。为了实现数据共享，日前，中科院上海硅酸盐研究所在征求20多家单位意见的基础上，完成了《古代陶瓷科技信息提取规范》的最后一稿，并提交给国家文物局。今后，各个数据库有望合成一个大库，在网络上发布，成为业内人士研究、鉴定古陶瓷的重要工具。

　　“透影白瓷”工艺失传千年终破解

　　在对古陶瓷测试分析过程中，中科院上海硅酸盐研究所的专家破解了许多困扰文博界多年的 “谜案”。

　　白瓷的起源和特殊工艺就是一例。我国是世界上最早烧制出白瓷的国家，雪白莹润的釉面，让它们显得与众不同。与青瓷、黑瓷相比，白瓷较晚才出现。从2008年起到2011年，古陶瓷科研基地的专家对古代白瓷进行了历时四年的研究。在白瓷的发源地――河南巩义的白河窑，他们对该窑口的青瓷和白瓷进行了检测，发现白瓷胎和青瓷胎的化学组分很接近，而在釉的化学组分中，白瓷比青瓷少了氧化铁、氧化钛这两种着色成分。这些发现，证明了白瓷源于青瓷。

　　白瓷在北魏时期诞生后，经历代原料改进和工艺变革，在晚唐“终成大器”，达到现代高级日用细瓷器的白度标准。在这一发展过程中，出土于河北邢窑隋代灰坑的 “透影白瓷”，可谓异峰突起，让专家大为惊叹。顾名思义，这些瓷器具有透影性能，它们的胎体厚度小于1毫米，属于细白瓷。如此精湛的工艺包含哪些“秘方”?文博界众说纷纭，莫衷一是。

　　中科院上海硅酸盐研究所的研究人员对邢窑出土的隋代粗白瓷、细白瓷和透影白瓷标本做了系统测试，在分析了它们的化学组成、物理性能、烧成温度以及白度后，最终还原了透影白瓷的配方工艺。他们发现，可以将细白瓷样品划分为两类，第一类细白瓷的胎中，氧化铝的含量非常高，而釉的组成处于粗白瓷和透影白瓷的过渡阶段;第二类细白瓷已基本具备透影白瓷的胎釉原料特征，如氧化钾含量高，只不过由于胎体较厚，没有达到透光的效果。对配方的计算表明，隋代制瓷工匠以第一类细白瓷胎釉的原料为基础，在胎中加入了大量长石，在釉中除加入长石外还加入了一定比例的石英，作为第二类细白瓷和透影白瓷的原料配方。透影白瓷与第二类细白瓷的原料特征相似，它们的区别在于，隋代陶工对器物的胎体进行了刻意的减薄加工，使其达到了透光的效果。

　　就这样，早在唐代就已失传的透影白瓷工艺在现代科技的 “火眼金睛”下，终于展露出它的真实面目。

　　“科窑作坊”仿制出精美古陶瓷

　　北宋皇帝钟爱的建窑黑釉盏为何能形成“兔毫釉”和“油滴釉”?在明代大量销往欧洲的德化窑 “猪油白”瓷为何釉色温润如脂?在上海科研人员的努力下，多种中华名瓷的烧制秘方得到了破解。

　　利用这些研究成果，古陶瓷科研基地还开设了“科窑作坊”，烧制仿古瓷器。“这是实验考古学的一种方法，用来检验我们发现的科学规律是否正确。 ”李伟东解释说。

　　走进科窑作坊，记者看到了许多精美的器物，与在检测实验室所见的残片标本截然不同。仿南宋官窑的青瓷觚、鱼耳炉、弦纹瓶，堪称科窑的代表作，它们造型雅致，泛着古朴的青色，釉上的开片裂纹给瓷器带来了独特的美感。李伟东指着一个口大、脖细、底小的瓷器介绍说，这是仿南宋修内司官窑的青瓷觚，觚是古代祭祀用的礼器，修内司官窑烧制技艺本已失传，如今科研人员弄清了它的胎、釉的原料和烧制工艺，就能把它仿制出来。当然，专家也告诉记者，他们不可能完全复原古代的工艺，比如古人用土窑烧瓷，而如今他们用的是燃气炉。设备的不同使得工艺必然有所差异。

　　仿古瓷器会不会“以假乱真”呢?对于记者的疑问，李伟东说，“不会的，因为每个瓷器的底部都有‘科窑’印记，以示其真实身份。 ”据了解，在科窑诞生的许多瓷器已作为高级礼品，赠送给外国领导人和各方贵宾，它们的问世，体现出了我国古陶瓷科学研究的水平。