浅谈现代科技对文物工作的提升

董方军

（张掖大佛寺文物研究所，甘肃 张掖 734000）

0 前言

文物是人类在社会生产生活中遗留下来的具有历史、艺术、科学价值的遗物遗迹，是珍贵的历史文化遗产。我国有五千多年的文明历史，文化遗产数量众多、品类繁杂。这些文化遗产凝聚了我国古代各个时期的政治、经济、艺术、科技和文化等特征，研究这些文化遗产不仅能让我们了解我国古代的历史，而且能够促进中华优秀传统文化的继承和发扬。文物工作的主要内容就是研究如何保护好、传承好、管理好和利用好这些珍贵的文化资源。

过去，由于受科技水平的限制，各项文物工作都未得到长足的发展，文物保护管理水平不高，丰富的文物资源未得到充分的利用。现在，科技的发展水平较以前有了极大的提升，社会生产力有了显著的提高，先进的科学技术实现了过去人类无法实现或实现起来比较困难的工作。文物工作也因此得到了全面发展，各项事业呈现繁荣发展的态势。文物保护更加科学化、规范化，文化传承的形式更加多样化，文物资源的拓展利用更加丰富化，这些都得益于科技发展对文物工作的提升。当前，现代科技已经成功运用于文物工作的各个方面，已经深刻地改变了文物工作的方式和方法。现结合笔者自身的工作实际和知识水平，就接触到和认识到的，对提升文物工作起到巨大作用的现代科技进行简单论述。

1 对文物保护工作的提升

文物保护，相信这个词语大家都已经能够耳熟能详了，这得益于党和国家对文物工作的高度重视和相关部门的大力宣传，当然也离不开我国经济社会的高速发展对文化交流和文化交往的需求，促使人们对文物保护的重要性有了较高的认识，总之，是在诸多因素的共同作用下，人们逐步地增强了文物保护的意识。但是，以前人们对文物保护的认知是狭隘的，只是一种意识、一种观念，只知道文物是不能随意破坏的，破坏文物是会触犯法律的，至于为什么不能破坏文物，文物又具有怎样的价值，人们可能就不知道了。现在，随着科技的高速发展，人们不仅认识到了文物的价值和作用，对文物保护的认识也发生了深刻的变化，如何对文物实施更加科学的保护才是文物保护真正的价值之所在。有时我们会在古建筑上方看见防雷设施，在博物馆展柜内看见一些显示数字的监测设备，在石窟寺崖壁会看见对岩体加固的痕迹等，这些都是对文物实施科学保护的措施。

文物作为一种有形的客观物质形态，它的存在及破坏也遵循着一定的规律，只有充分运用马克思主义哲学方法论，透过现象看本质，抓住事物发展的规律，才能从根本上解决问题。

以青铜器文物的锈蚀为例，青铜器最常见的病害是发生锈蚀，那么要如何对青铜器进行保护呢？首先，需要对青铜器进行一般性的化学成分分析，也就是物质组成分析。根据化学分析的结果可知，青铜器的化学组成主要由铜、锡、铅三种元素构成，不同时期的青铜器中三种元素的比例不相同，而三种元素比例不相同会导致青铜器发生锈蚀的程度不一样。其次，需要对锈蚀进行成分分析和结构分析，然后根据分析结果对青铜器发生锈蚀的机理进行研究。根据X射线衍射法的分析结果可知，锈蚀产物十分复杂，有氧化亚铜、蓝铜矿、孔雀石，有的还有绿铜矿和副绿铜矿。经过多年的研究，目前对青铜器发生锈蚀的机理有一致的看法：

第一步，青铜器埋藏在地下时会接触到氯化物，而氯化物中的氯离子由于半径小，容易穿透水膜与铜作用形成氯化亚铜；

Cu+Cl→CuCl+e

第二步，氯化亚铜与水作用生成氧化亚铜和盐酸；

2CuCl+HO→CuO+2HCl

第三步，氧化亚铜遇到水、盐酸、二氧化碳、氧气分别生成碱式碳酸铜、碱式氯化铜。

根据X射线衍射法的分析可知，青铜器在外界环境影响下所形成的腐蚀产物，是一种由内向外为氯化亚铜CuCl、氧化亚铜CuO，再向外为碱式碳酸铜CuCO·Cu（OH）或碱式氯化铜CuCl·3Cu（OH），两者都为层叠状结构。由于氧化亚铜CuO层的转化产物为碱式氯化铜CuCl·3Cu（OH），结构疏松膨胀呈粉状，通常称作“粉状锈”，水和氧气可通过粉状锈的空隙进入其中，造成内部继续生成粉状锈，这就是内部生成粉状锈的条件。

4CuCl+4HO+O→2HCl+CuCl·3Cu（OH）

内部生成粉状锈的同时会生成盐酸，盐酸又会使铜转化为氯化亚铜。

4Cu+4HCl+O→CuCl+2HO

形成的氯化亚铜又与进入内部的水和氧气作用生成碱式氯化铜，这样周而复始，使青铜器的腐蚀产物不断扩大、深入，直到器物溃烂、穿孔。这是目前对青铜器发生锈蚀原因的主流看法，另外还有其他的看法，当然这都需要随着科技的进一步发展进行深入研究之后才能证实。通过对青铜器腐蚀机理的研究，不仅可以为青铜器的保护和修复提供定量化的措施，同时也可为金属类文物的科学保护打下坚实基础。

对青铜器进行保护处理，首先要对青铜器文物进行除尘、清洗污垢、除锈；然后根据青铜器发生锈蚀的不同程度，采用不同的方法。针对局部粉状锈的治理，可采用氧化银保护法，在器物上形成角银膜阻止氯离子的进入，使铜器趋于稳定；还可采用树脂封闭法，在器物表面上使用封护剂进行封护。对一般锈蚀的青铜器保护方法较多，主要有去离子水法、倍半碳酸钠法、乙腈法、柠檬酸和硫脲混合溶液法、碱性连二亚硫酸钠法、过氧化氢法、苯并三氮唑法，这些方法的具体操作在相关的专业书籍上可以查到，就不在此赘述。

纵观青铜器的整个保护过程，每一步的实施都离不开科学的分析方法，而所有的分析方法都离不开现代科技的支撑。这仅仅是对青铜器文物的保护，对于不同种类的文物，在其保护程序及方法上又会具有其独特性，因此又会使用到不同的技术手段。由此可见，科技的发展极大地丰富了科学保护文物的手段。现在，针对文物保护这项工作，已有部分高校专门设立了文物保护技术专业，开设的课程就是研究各类文物的病害、保护措施、修复方法等，通过系统的研究，不断地增强文物保护的科学性。这些都是随着现代科技的发展，在加深对文物发展规律认识的基础上，把相关技术运用到文物保护工作中的具体成果。

2 对文物断代工作的提升

文物工作中另一项重要的工作就是判断文物的年代，简称文物的断代。其实，考古在一定意义上是时间的科学，在通过考古或其他方式获取文物之后，接下来就是对其进行研究，判断文物的年代是考古学研究中最基本的一环，此即考古学中的年代学。一般而言，文物年代越久远，相应的研究价值就越高。

考古学上的年代可分为相对年代和绝对年代。相对年代指各种遗迹、遗物在时间上的先后关系；绝对年代指它们的存在距今已有多少年。相对年代的推定一般利用考古地层学和类型学，其曾对考古学研究发挥了重要作用，至今仍在普遍应用。绝对年代的推定主要依靠遗迹、遗物中的铭文和利用自然科学手段测定。利用铭文断代仅限在历史范围内且要慎重，如果遗物经过多次搬迁或长期沿用就不能作为绝对年代判定的唯一标志。对于无文字记载的史前考古学年代的断定，在很大程度上不得不依靠现代的科技手段。甚至可以这样说，自从自然科学的断代方法引进考古学或与考古学结合后，史前考古年代学才真正建立在可靠的基础之上。

当前，常用的年代测定法根据技术类型不同分为放射性同位素、生物规律、物理化学等。其中放射性同位素法包括放射性C-14、热释光、电子自旋共振、钾-氩法、铀系法、裂变径迹法。生物规律就是大家都熟知的树木年轮法。物理化学方法主要包括古地磁法、古地磁测年、氨基酸外消旋、黑曜石水合层。这些方法的使用都需要先合理地采集样品，采样时还应注意样品的采集地和文化层归属的准确性。

在这些方法当中，C-14测年是目前最成熟、最可靠的方法，它的原理可以这样理解：

第一，在大气层的上部，宇宙中的射线会与地球大气发生作用产生热中子，热中子击中N-14会发生核反应生成地球上的C-14。

第二，在大气环境中，新生的C-14很快与氧结合生成含C-14的二氧化碳，并与原来大气中的二氧化碳相混合，参与到自然界的碳循环当中。

第三，植物通过光合作用会吸收部分放射性碳元素，动物又直接或间接地食用这些植物，造成所有的生物都含有C-14，而C-14又会不断地衰变成N-14，N-14又会参与到第一步的核反应中，进入循环作用。因此，所有的有机体都会通过新陈代谢使其体内的C-14浓度与大气中的C-14浓度保持动态平衡。

第四，一旦生物体死亡，其放射性物质与周围环境的交换就会停止，其中的C-14含量会按照放射性衰变规律逐渐减少，经过5730年减少为原来的一半。因此只要知道某生物的C-14含量，通过与其初始浓度比较，便可得该生物的死亡年代。当然每种方法都有自身的缺点和优点，通常需经过多种方法辅助验证才可以提高测年的准确性。

在以往，人们对文物测年主要依靠考古学知识和长期收藏活动积累的经验，再结合文物基本信息和出土墓葬特征等进行断代，这样的断代方式对一般种类的文物来讲，是比较方便和快捷的，但这种方式带有着强烈的主观意志，与个人的知识水平和业务素养有很大关系，并非对所有文物都适用。而现代科技在考古测年中的广泛运用，不仅能有效解决传统方法解决不了的史前考古学问题，而且能够大大提高各类文物测年的准确性。

3 对文物利用工作的提升

“文物承载着灿烂文明，传承着历史文化，是中华文明源远流长和生生不息的实物见证，是传承弘扬中华优秀传统文化的历史根脉”，足见文物对中华文化传承的重要性。那为什么要加强文物的展示利用呢，笔者认为有两点原因：

一是文物作为历史遗留下来的文化遗产，不仅凝聚着古代劳动人民的思想和智慧，而且也是中华优秀传统文化的思想来源，加强对文物的展示利用，能更好地弘扬中华优秀传统文化。

二是文物事业经过多年的发展，随着现代科技的融入，已经解决了文物工作中亟须解决的突出问题——文物保护。几十年来，党和国家高度重视对文物的保护，不断加强文物保护的顶层设计，制定《中华人民共和国文物保护法》《中华人民共和国文物保护法实施条例》等法律法规，强化保护文物的意识；在经济支持上，通过国家专项，逐步实现了文物保护的全覆盖。近些年，针对可移动文物的保护有预防性保护、数字化保护等，针对不可移动文物的保护有文物本体修缮、加固等，古建筑文物的防雷、安防、消防等。这些工作都是在为更好地展示打基础，应该说，保护是第一位的，展示是第二位的。经过多年的发展，我国文物保护的基础显著提高，现阶段就是加强展示利用的阶段。

实际上，我们对文物实施科学保护只是延长了文物物质形式存在的时间，而揭示文物所蕴含的文化价值才是实现文物长久保存的最终目的。近些年，国家先后出台一系列政策，不断加强对文物资源的活化利用，强调“要系统梳理传统文化资源，让收藏在博物馆里的文物、陈列在广阔大地上的遗产、书写在古籍里的文字都活起来”。最近，国务院出台了“十四五”文物保护和科技创新规划，首次将文物事业发展五年规划从部门规划上升为国家级专项规划，把科技创新摆在显著位置，着力通过科技赋能、智慧助力，推动新时代文物事业蓬勃发展。而这些目标的实现需要通过运用互联网、大数据等平台，利用5G、3D、AR、VR、人工智能等现代数字技术，为文物展陈打造更多新样态。

以往，文物的利用方式比较单一。对于可移动文物的利用一般可能会通过建设博物馆，将馆藏文物拿到展厅按照时代顺序进行陈展；对不可移动文物可能会修建基础保护设施，然后对外开放。这样的方式基本可以实现对文物的展示利用，但利用率不高，人们会由于时间和空间的限制，无法亲身到博物馆参观，因此也感受不到特色文化的魅力。现在，借助互联网、数字化等手段，可以高效实现文物资源的传播利用。其实，已有许多文博机构正在加快智慧化、数字化的改造，不断涌现出具有更强沉浸感、更多体验性的文物展示项目，对文物背后的故事、承载的历史、蕴含的精神也进行更深度的挖掘阐释，将文物利用推上新的水平。比如，网上虚拟展馆的建设，它是以实体展馆为基础，利用虚拟技术将展馆及其陈列品移植到互联网上进行展示、宣传与教育，突破了传统意义上的时间与空间的局限。对没有到过实体展馆的人可以借助虚拟展馆了解展品信息，增加去实体展馆的兴趣，同时实体展馆无法实现的一些展品互动可以借助虚拟展馆得到有益的补充。再如，文物的数字化展示，对文物进行数字化展示，需要先对文物进行数字化采集，经过信息采集，可以将文物资源变成可在计算机上处理的数据资源，再按要求进行相关处理，便可成为供宣传、浏览、文创开发的信息资源。

4 对文物管理工作的提升

文物管理是文物工作的日常工作，也是重点工作。我国有五千多年的文明历史，文物资源极其丰富，涵盖了各个历史时期生产、生活、衣、食、住、行及文化、艺术、科学技术等各个方面的遗物、遗迹，要想管理好这么多文物，并非易事。

以前，文物管理工作主要是对文物藏品建立详细账册，运用文字描述和相应的图片等对文物建立藏品档案；建立文物巡查制度，定期对文物及文物库房开展安全检查，并填写巡查记录。有时在巡查过程中发现文物出现破损，但又不能及时查找出原因；有的文物库房建设面积较小，基础设施落后，文物藏品的摆放十分拥挤，缺乏最基本的保护措施，远达不到藏品保护管理的基本要求。

现在，随着科技的发展，在文物档案管理方面，已经实现了数字化的管理方式，比如数字资源管理系统，该系统包含数字化资源录入管理、加工管理、知识产权管理、利用管理、发布与展示功能、资源检索、统计分析等，基本涵盖了日常管理文物的所需功能。在文物巡查方面，经过多年的发展，基本上随处可以见到各类监控设施，同时配套设立监控中心，管理人员只需要在监控室就能实现对文物的即时查看。在文物库房建设方面，经过多年的发展，目前全国已有多家专门设计研发文物库房设施的文博公司，他们结合前沿科技，研发出一系列文博产品，包括文物库房门、文物储藏柜、标准密集架等，已经可以满足文物库房建设的任何需求。另外，针对文物保存环境的温湿度要求，在库房内设置恒温恒湿空调，保持库房内的温湿度恒定。现在，文物的管理水平较以前发生了根本性的变化，当然这都离不开国家对文物工作的科技投入。

5 结语

文物工作点多面广、意义重大，虽然也曾面临过巨大的挑战，但都随着科技的迅速发展，成功得到了解决。其实，科技对文物工作的提升远不止这些，上面的论述只是冰山一角。当前，科技在文物工作中的地位是越来越高，应用也是越来越广泛，目前所取得一系列成果就是最好的体现。但是，人类从来不会满足于现状，随着人类认识客观世界的不断深入，科技水平也会随之增长，而作为文物工作者，就应该时刻思考着，如何充分发挥科技创新的引领作用，推动文物工作与现代科技的融合创新，不断提升文物工作的科学化水平，实现文物事业的高质量发展，为弘扬中华优秀传统文化奠定强大的物质基础。