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故宫院刊 | 雷勇：试论文化遗产科学中多学科合作的有效途径

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在文化遗产科学和文物保护研究领域，多学科融合愈来愈受重视。科学技术不仅是提升文物价值的重要手段，也是全方位展示文物内涵、有效提升公众教育的主要内容。自然科学与传统历史学、考古学的有效融合，需要充分发挥各自学科的优势，以推动方法论和理论体系层面的学科交叉。同时，科技手段的介入，能够有效突破既有人文研究的瓶颈，促进学术研究的进步。

试论文化遗产科学中多学科合作的有效途径

雷勇

故宫院刊 | 雷勇：试论文化遗产科学中多学科合作的有效途径崇真艺客

一引言

在考古与文物保护不断受到各领域学者及公众重视的当下，科学技术已经成为提升文化遗产价值重要手段和开展公众教育的重要方式。21世纪初，就有国家认识到相关领域会随着文化遗产科学的不断进步得到促进和发展，特别是成像、材料和探测器研究领域，并开始持续地投入资金和开展科研活动。如何在考古与文物保护中的薄弱环节找到自然科学的切入点，实现多学科的有效融合，也成为相关学者不断寻求的关键点。本文试图从以往研究中总结成功经验，为未来文化遗产科学研究领域的加速发展提供参考。

在论述开始前，需要从术语角度介绍一下“文化遗产科学”这个名词的出现。在国内，与文物有关的科学研究，主要归入文物保护和科技考古两个领域，相关的学术讨论会也主要以“文物保护”与“科技考古”的名义组织举办。但随着研究领域的拓展，二者之间的界限逐渐模糊，文物保护领域的科研工作者也大量参与到工艺的科学研究中，而“工艺科学研究”也经常会被放入“科技考古”的范畴。一些国外著名的考古科学杂志，如Archaeometry，Journal of Archaeological Science和 Archaeological and Anthropological Sciences等，可以看到不少与文物保护相关的研究文章，而文物保护领域的期刊也不断刊登科学工艺研究和考古科学领域的新成果。国际上，文化遗产科学（Culture Heritage Science）或者遗产科学（Heritage Science）的术语逐渐变得常用，均涉及了这两个研究领域，相关名称的科学杂志也不断涌现，例如Journal of Culture Heritage、Heritage Science、Heritage。这些期刊体现了随着文物保护、工艺科学研究、考古科学领域的不断发展，传统研究领域也不断呈现交叉和相互融合的新趋势。

文化遗产科学中多学科合作是个比较大的题目，笔者主要结合自身的学术背景，从“利用多学科的理论体系开展高水平考古科学研究”“高新技术引领下的遗产科学创新研究”及“快速发展的有机材质文物科学研究”三个方面探讨多学科合作的有效途径。限于知识背景，文章仍有许多不足，希望能成为相关问题的参考，为后续的深度思考投石问路。

二充分利用多学科的理论体系开展高水平考古科学研究

考古科学在国际上有类似的英文术语（Archaeological Science），在国内很早也被称为科技考古领域，国际上也有Archaeometry的称谓，前面提到的两个权威英文期刊也采用了这两个术语。“考古科学”很早就出现在上海博物馆1989年创办的《文物保护与考古科学》中，这个杂志名称相当具有前瞻性，值得赞誉，拿到当下也并不落伍。

（一）考古学传统方法论基础上的多学科合作

无论是科技考古还是考古科学，都在强调考古与其他学科的结合。考古学的基本研究方法包括地层学和类型学，还涉及年代学等，这就需要该领域的学者依据类型学、地层学和年代学的方法，开展系统和深入的研究。

例如唐三彩作为民国时期对唐代低温彩色铅釉制品的称谓，自身定义有时代局限性。因此对于它的研究就需要将其复杂性解析到位，需要依据类型学将唐三彩分为俑和器皿两个类别。这两个分类决定了唐三彩研究的分水岭：一个是以中国传统陶瓷器皿制品为主的工艺传统，另一个是受雕塑文化影响的陶俑发展脉络。与此同时，还要考虑到作为存在近三百年的对象，唐三彩在不同时期的工艺技术特点的变化。它的研究还需要按照地域进行区分，即主要以长安与洛阳地区进行的产地和流行区域划分。因此，唐三彩的研究需要兼顾类型、时间与空间加以开展。相关产地和发展脉络的研究，还需利用年代学的重要资料，如出土墓志对下葬时间的记载等，同时结合雕塑与器皿分类，区分文物地域差异，与相应科学分析数据开展对照研究。在类型学、年代学研究成果基础上获得的结论，特别是在唐三彩的产地研究中，将盛唐分为两个阶段进行科学总结，是考古成果与科学分析深入结合的有效体现。这也表明对于唐三彩这类颇为复杂的研究对象，需要结合考古学的研究成果，做好分类研究，从而为后续研究建立重要基础。

曾经被称为中国费昂斯、釉砂珠的西周蓝绿色料珠的研究，和上述唐三彩研究有些类似。料珠的概念也不够清晰，这类料珠在西周到春秋早期的墓葬中时常被发现，在其几百年的流行时间中，可以首先从形状和色彩变化的角度，依据类型学的原则总结出规律，例如梭型、圆珠状和深蓝色都对应某个流行时期，然后再分类检测料珠的材质成分，寻找更深入的规律。在相关研究案例中，重点研究了有时代判断依据的，特别是伴随有铭文青铜器出土的料珠。即利用好铭文和年代学研究成果得出的墓葬排序，与料珠类型学及科学分析结果相结合，由此可以较为清晰地构建起西周到春秋早期料珠的成分和工艺特点。可以预见这一经验同样可以应用在中国战国到汉代的铅钡玻璃以及汉蓝汉紫颜料的研究中，有助于解开它们产生和神秘消失的原因。此外，在玻璃珠的X光显微CT分析中，类型学研究方法对于玻璃珠制作工艺的解析也发挥了重要作用。

考古学的研究方法也可以在考古科学中发挥重要作用，比较经典的例子是青海宗日新石器遗址出土彩陶的研究。该研究是在聚落考古研究的基础上，将彩陶成分分析结果与不同聚落之间的移民、贸易、仿制和创新等人类活动相结合的成功案例。彩陶的成分分析数据、夹杂物分析结果，为考古学研究提供了重要参考依据，科学数据的价值也得到了提升，可视为融先进考古理论于其中的成功科学研究，极具借鉴意义。

新技术的参与确实可以极大推动考古科学的发展，但传统方法并不会被新方法完全替代。本文撰写过程中，恰逢2022年诺贝尔生理学或医学奖颁发，授予斯万特·帕博（Svante Pääbo）教授，他同时代表德国马普进化人类学研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Leipzig, Germany）和日本冲绳科技研究所（Okinawa Institute of Science and Technology, Okinawa, Japan）获得此项殊荣，以表彰他对已灭绝人种的基因组和人类进化的发现。帕博教授的获奖对于考古科学领域的发展一定是个里程碑的事件。从中看到新技术进步对于这个领域的重大贡献，同时也可以看到他对古基因分析技术的冷静分析，在此引用一段他此前的采访对话：“目前的研究过于强调基因。历史久远的尼安德特人，或者现代人起源的问题研究，我们缺少文字的记载，文化方面的研究证据，比如石器，也不多——石器是能够体现不同种族特征的研究内容。而对于近几千年来的人类迁徙历史研究，遗传学证据能够阐明的只占很小一部分，而且也不是最有趣的部分。如果你研究埃及，可以找到有文字记载的材料，通过阅读古埃及象形文字了解关于法老的历史，这可能会有趣的多。” 因此，随着新技术的不断发展，不仅不会弱化考古学传统方法的作用，反而会促进两种方法更深入地结合，从不同角度证实或改进已有的推论。

（二）考古有机残留物分析研究现状与前景

先民在加工利用生物资源的过程中，沉积或残留于相关器物、土壤或其他遗迹与遗物中，历经长期埋藏保留下来的有机物统称为有机残留物，其与古代人类活动密切相关，分为可见残留物和不可见残留物两大类。目前，国内开展的研究工作主要涉及生物标记物、脂质、蛋白质、植物微体化石等。

科技考古中的生物标记物是指具有种属特异性的生物分子或者分子组合，可用于判断其来源，主流分析方法为色谱－质谱联用技术，在酒、茶、墨、焦油、蜂蜡、香料、以及麻黄与大麻等精神活性植物的研究中已取得了一系列重要成果，多已受到国际学界的关注。如2019年，古代大麻吸食起源的工作发表于Science Advances ，同时Science进行了点评和深度报道；2022年，唐代香料研究以PNAS封面文章发表。此外，基于高分辨质谱的蛋白质组学方法亦在动物胶、化妆品、奶制品等古蛋白分析中取得了一些突破性成果；近年来，肽质量指纹图谱法也逐渐应用于骨、角、毛、皮革、蛋壳，以及动物胶等动物遗存或制品的快速识别中。脂质分析主要使用脂肪酸单体碳同位素方法，用于判断动物脂肪来源，如海洋生物、淡水生物、反刍动物（如牛羊）、非反刍动物（如猪）等。其中，如史前陶片吸附脂质的分析是国际上残留物分析研究工作的重点，但国内相关工作还开展较少。此外，植硅体和淀粉粒等植物微体化石分析在古代食物遗存、纸张施胶材料、酿酒原料等方面也取得了重要进展。

中国有机残留物研究工作已开展40余年，在很多方面成果显著，已逐渐成为考古研究中不可或缺的内容，虽然与国际一流水平仍有一定差距。目前国内相关工作主要集中于可见残留物，对不可见残留物的关注较少，尤其是考古遗址中出土遗物之大宗——陶器，对其吸附残留物的提取与分析开展甚少。此外，对于古蛋白研究的深度和广度也有待提高，如牙结石中的蛋白质分析等。在生物标记物分析领域，则需要进一步建立有机分子或组合与古代植物（尤其是粮食作物、药用与精神活性植物）之间的对应关系，以此推进对古代植物利用的相关认识。

此外，还需提及的是彩绘的科学分析，其是西方学界在层次学、类型学相结合的基础上建立起来的科学分析方法，其中也能够体现多学科合作的特点和优势。国内所见相关分析与研究方法亦多是在与西方学界的合作中引入并开展的。彩绘剖面中存在类似地质和考古地层学上的层次叠压关系，因此层次学（Stratigraphy，考古学中多译为地层学）便成为判断彩绘时代先后顺序的主要依据。最初的彩绘科学研究几乎都是在显微镜下进行的，所以很多彩色颜料颗粒的类型学信息就成为了颜料种类和人工加工工艺判断的重要依据。彩绘剖面的叠压顺序研究与历史文献、图像类型学和绘画技法研究的结合一直是彩绘分析研究领域行之有效的方法。这种研究方式体现出多学科紧密合作的研究趋势。例如有些成果是在国外学者有关图像年代学判断的基础上开展的科学验证，其得益于采样前细致梳理前人的学术成果。从而起到事半功倍的效果。

三高新技术引领下的遗产科学创新研究

高新技术的发展是科学技术前进的源动力，很多学科领域高新技术的发展对文化遗产科学的研究起到了重要作用，在前面的论述中也有提及。不过这也需要逐渐摸索技术与文物需求的切入点。近年来，快速发展的同步辐射装置和散裂中子源都是国家投资的大科学装置，特别是大型同步辐射装置在文物分析研究中也逐渐开始发挥重要作用，目前已取得了诸多重要成果。

（一）无机材质文物的先进技术表征

中国古代合成材料虽然和某些现代材料体系接近，但因为已经很少使用了，所以导致相应的研究不够深入和系统。尽管在金属与陶瓷领域中，相关科学研究开展得较早，从金属的冶炼、腐蚀机理到保护处理方法，以及古陶瓷的烧制工艺和产地研究等，都得到了重视和发展，相应的科学研究也进入到一个相对稳定并循序渐进的发展阶段。但是，不少工艺过程和反应机理还存在推论，令人信服的分析依据尚有不足。有效的解决途经之一是在高分辨分析设备下，进行显微纳米甚至原子级的表征分析；另一方面，也需要进一步搭建文物工艺复原或者腐蚀研究的模拟反应装置，实现反应过程的同步分析，提供更为确凿的证据，这也是未来新的研究亮点和非常有前景的发展领域。

近期，学界已借助大装置同步辐射技术、高分辨电镜、计算化学方法，使一些特殊的古代合成晶体得到发现和表征，相关的机理和以往的一些推论也逐渐得到更加清晰的解析，这让我们有机会重新评价和提升一些传统手工业体系的技术高度。特别是同步辐射光源具有高亮度、宽频谱、偏振等特性，其中的显微技术μ-XRF、μ-XAFS、μ-XRD和X-μCT在古代文物的成分鉴别、元素化学态确认和制造工艺研究等方面取得了不少成功案例。

例如，中国古陶瓷高温釉中合成晶体的显微表征，特别是ε-Fe₂O₃晶体的发现与表征，直接带来材料学领域对中国古代高温釉反应体系的重新认识。这个晶体材料研究的发展过程也从侧面体现中国科技水平快速提高的过程。借助同步辐射技术发现和开展的古陶瓷釉中ε-Fe₂O₃晶体研究最初是在美国的同步辐射装置上进行的。2014年，基于美国伯克利大学的同步辐射光源ALS的BL12.3.2光束线的μ-XRD以及斯坦福大学同步辐射光源SSRL的BL12.3.2和BL2.3光束线的μ-XRF和μ-XANES分析，同时基于SEM和TEM的形貌分析，当时还在美国的刘志教授和上海硅酸盐研究所李伟东教授合作，在南宋建盏的兔毫釉和油滴釉中发现和确认具有微米级的树枝状晶体，其内部具有20纳米左右的针状小晶体，即ε-Fe₂O₃晶体。2016年，上海同步辐射光源装置SSRF与故宫博物院开展研究合作，2018年魏向军等人借助BL15U1光束线的μ-XRF和μ-XANES和BL14B1光束线的2D GIXRD对故宫博物院出土清代紫金釉样品进行分析，发现微米级的高纯ε-Fe₂O₃ 。这两个研究成果基本确立了ε-Fe₂O₃在中国高温釉中的连续存在，以及相关技术发展千年传承至今的历史，也激活了沉寂已久的中国古陶瓷材料学研究领域。这种罕见的过渡态铁氧化物，也是一种优良的磁性材料，但是它目前的合成技术不够高效，因此仍然无法广泛使用，中国古代积累的工艺传统或许能为这种材料的合成与化学活性打开一扇新的大门。

高温釉是一类独特的中国古代人工合成材料，起源于以高钙草木灰为釉料的原始瓷制作工艺，后又在釉料中添加了大量的黏土，形成了主要以CaO做助熔剂，Al₂O₃等成分含量较高的独特反应体系。它的一般合成温度比西方典型玻璃的烧制温度高约200度，这种反应体系在现代材料的合成中很少采用，相关研究也不充分。经过近些年的探索研究发现，在有些材料的合成中变得非常高效。这种通过中国古代工匠超过千年的经验积累，对特殊材质和釉色追求而不断发展的高温釉烧制工艺及其独特反应体系，催生了一些独特晶体的产生。这种合成工艺也是现代材料中很少采用的反应体系，其对一些已经遇到瓶颈的合成材料领域，提供了新的合成途径。这和屠呦呦教授在中国古代传统中医典籍中发现治疗疟疾的特效成分青蒿素的过程异曲同工，因此我们对高温釉中不断发现新的合成晶体，发掘新合成技术充满期待。

中国古代高温釉反应体系中，还产生了另一种独特的釉色——高温铜红釉。这种釉色通过一氧化碳气体还原铜氧化物的工艺烧制而成。它的研究也充分利用同步辐射和显微分析手段，即透射电镜和同步辐射显微X射线荧光微区扫描技术进行表征。最近的一项研究中，由于借助文献调查、地质资料收集、反应动力学、冶炼工艺的相互结合和对照研究，明代釉里红独特的呈色机理、相关产品消失的原因和烧制工艺的关系得到了较为系统的阐释。

（二）快速发展的非侵入式分析和现场快速检测方法

无损分析技术最早流行的称谓为“Non-destructive Analysis”，现在国际上已被更客观的用词“Non-invasive Analysis”所替代。后者更加务实，不再强调实际不存在的绝对无损。

非侵入式分析主要为了避免取样带来的价值损失，不过也要避免陷入绝对化的苛求中。我们也可以看到国外同行在一些世界著名油画作品上进行的微小取样分析（例如达·芬奇和伦勃朗的作品）。

最初的无损分析主要针对金属和陶瓷文物，客观上这两类文物的材质相对于其他文物更加结实，受分析现场环境影响小一些，使得这类文物的无损分析开展较早。针对文物需求开发的相关设备和研究应用案例，特别是利用X射线荧光扫描技术研究绘画和X射线断层扫描（XCT）技术研究器物制作工艺方面最近已取得了一些突破，特别是针对书画、漆器需求开展的非侵入式分析也得到快速发展。漆器由于是不透明材料，它内部的结构和相关制作工艺都可以借助XCT技术展开研究，如上海博物馆和故宫博物院等机构均已取得一些不错的研究成果。这种分析结果具有可视化强的特点，也越来越多地应用到展览中。古书画以往一直被认为比较脆弱，几乎不能取样，在非侵入分析领域鲜有触碰。近年来，由于西方油画非侵入分析技术的快速发展，受同步辐射成功应用案例的启发，大尺寸X射线荧光面分布扫描技术得到快速发展，国外商用设备已经推出，国内多家机构都已购买，颜料的种类和浓度分布的信息获取已经变得容易很多，不过受进口设备较高成本的限制，类似国产分析平台搭建的需求也逐渐明显，今后这类设备的国产化研究也是满足国内需求所应进一步开展的研究方向。

高光谱在彩绘颜料鉴别分布的应用是这两年故宫博物院非侵入式研究的一个突出成果。高光谱技术在以往的文物研究中就有应用，但没有在颜料分布信息的获取上取得突破。近些年研究的推进，也是缘于和原中国科学院遥感与数字地球研究所（2017年并入中国科学院空天信息创新研究院）的合作中，研究人员意识到遥感领域中农业调查、污染监测、矿产勘察的图像处理和书画颜料的分布研究存在很多相似性，特别是高效浓度分布图片（mapping）的获取与拼对，为书画工艺研究提供了不同于以往的颜料和绘制工艺信息。借助遥感技术已有的成果，故宫博物院与中国科学院空天信息创新研究院在古书画高光谱扫描设备设计、搭建、应用领域取得突破，为中国古代绘画材质和技法研究提供了新的研究利器。由于现有分析设备和平台对多数有机颜料（染料）的无损原位检测效率不高，未来相关检测设备的开发仍是一个待发展的重要空白领域。可以应用于古书画中的分析技术，除上述相对高成本的仪器外，还可根据材质的特点开发和搭建一些成本可控的简单分析平台，特别是摄影技术手段，包括透光摄影、多角度摄影、紫外光摄影和光学相干层析成像（OCT）技术，都可在书画分析领域找到有效的适用场域。目前中国古书画非侵入分析和同样快速发展的油画分析形成了一个重要的学术平行参照体系，二者相互激励，共同发展。

文物的科学研究不断需要新方法的参与，但是新方法的特长如何得到发挥是个不容易解决的问题，但这一点在LIBS激光诱导击穿光谱的结合利用上取得了良好的效果。LIBS激光诱导击穿光谱对轻元素独特的鉴别能力和现场快速的原位检测能力，使它适用于现场样品成分的快速筛查，例如对古代材料中碳元素、硼元素的分析，为古代文物的成分鉴别提供了一种有效的分析手段。

文物的现场快速检测，除了便携X射线荧光光谱分析（XRF）已经在陶瓷、青铜器和颜料分析领域取得不小的成果外，在有机物分析领域，拉曼光谱技术结合表面增强试剂亦为考古现场的有机质文物检测提供了一种重要原位、快速、经济的分析手段，而更有效的增强介质开发也在不断发展中。因此，这类便携设备在考古现场的有机物快速检测中，可以通过较短时间内一定数量样本的快速分析，总结规律，为实验室的精细表征和解析提供基础依据。

（三）发掘传统分析手段的潜能

快速发展的光谱学设备，因为自身的广泛性、适用性等特点几乎成为检测分析中最受青睐的方法。但是经过几十年的积累发展也已进入平台期，而其他一些以往被忽视的方法则又重新得到了重视，例如光学显微镜分析、热分析等。

由于显微镜分析的高效率，使得它非常适合进行颜料的快速简单鉴别。在各种光谱学分析手段流行的今天，成本较高的仪器分析被广泛应用，但与彩绘显微镜分析的结合却不够紧密。因此，光学显微镜和其他分析设备的充分结合仍是彩绘分析的一个持久增长点。

热分析技术是陶瓷材料领域常用的分析手段，但是由于光谱学的快速发展和强大贡献，它和显微镜一样容易被人们淡忘。但是对于一些混合物的鉴别，在光谱分析一筹莫展的时候，可能会起到意想不到的效果。如在对故宫博物院藏清代雕漆制品的漆灰分析中，常规的光谱学手段无法区分经过烧结的砖灰和一般黏土，热分析手段则弥补了这个空缺，帮助确定了前者的使用。此外，虽然根据穆斯波尔谱的特点开发的设备长期以来一直不温不火，但是对于古陶瓷烧结气氛研究的地位仍不可替代，至今依然发挥着重要作用。

四快速发展的有机材质文物科学研究

相对于无机质文物，有机材质文物不仅成分复杂，而且保存不易、容易老化和降解，分析的复杂性也相对较大，难度较大。再加上以往重视程度不够，导致研究不够系统。但是随着无机质文物的研究愈发完善和空白领域的缩减，在有机质文物中找寻突破点的意愿也逐渐增加。借助新技术手段，薄弱的研究领域更多地转化为研究亮点。

（一）借助新技术开展的有机材质文物基础研究

目前，国内典型有机质文物的基础研究框架已逐渐建立，但有机质文物基础研究目前开展得还不够全面，仍然存有不少薄弱环节，国家正通过重点研发计划支持相关基础研究，包括代表性科学样本和科学数据库的建立等。其中就包括按照时空分布建立的纸张、漆器和纺织品样本库和科学分析数据库。对于这些尚未系统研究的对象，建立文物资源库和分析数据库将会是未来工作的重点，弥补全面性、代表性方面的不足。

气相色谱和液相色谱质谱联用技术尽管在有机分析领域已经发展得比较成熟，但是由于设备成本较高，分析操作人员的技术门槛不低，在文物分析中应用并不够广泛。不过，技术水平的薄弱也带来不小的发展空间。如近些年来逐渐发展起来的样品热裂解与气相色谱质谱联用技术，由于简化了样品的前处理过程，为一些特殊材质的分析，特别是几乎不溶于任何溶剂的中国大漆的工艺和产地研究提供了有效手段，已成为其产地工艺的基本鉴别方法，并更多地应用在各类有机材质的分析当中。一些重要问题，例如中国古代大漆不同时代掺和料的未知成分特点有可能得到进一步的总结。

纺织品传统染料的鉴定已经比较系统，有关褪色机理、早期工业染料鉴别研究尽管也已取得一定成果，但仍然不够充分。特别是自晚清以后大量使用的有机染料和涂料中，很多种类已不再使用，因此它们的鉴别和褪色研究成为一种现实需求。

在皮革文物的劣化与修复保护方面，国外起步较早。自20世纪30年代开始，欧盟就针对植鞣皮革、羊皮纸等文物先后启动了STEP皮革文物保护等系列项目。在植鞣皮革文物方面，通过这些项目的实施，研究了皮革文物中胶原蛋白及鞣剂等主要成分的降解规律，以及不同环境因素对植鞣皮革中胶原蛋白稳定性的影响，分析了其劣化过程中胶原蛋白结构与物理化学特性的变化规律。同时，研究了可用于植鞣皮革修复保护的材料与技术，优化了皮革文物保存和展陈的环境条件。在羊皮纸文物方面，也已从宏观到微观不同层面研究了羊皮纸劣化过程中胶原蛋白结构的变化规律，评估了古代羊皮纸的劣化程度，评价了其保护处理的效果。

国内在皮革文物的修复保护方面起步较晚，还没有系统的规划项目。由于皮革文物修复保护的需要，近年来已有一些零星的基础与应用研究。郑州大学团队研究了人工老化过程中皮革降解产物的组成与分布，探索了其降解动力学与降解特征，建立了鞣剂、胶原、劣化环境条件等与降解产物之间的关系，分析了皮革劣化的机理与影响因素。在皮革的微生物劣化方面，研究了青霉菌和黑曲霉菌等不同微生物对不同鞣剂鞣制皮革的劣化效应，从皮革粒面层毛孔形态、胶原纤维网络结构等方面分析了其劣化的机理。荆州文物保护中心利用SEM、FTIR等方法鉴别出战国皮革制品由羊皮制成，采用TG-FTIR、Py-GC/MS热分析联用技术研究了古代皮革的劣化机理，并将胶原蛋白用于糟朽皮革文物的保护加固中。

有机质文物的研究难点在于其材质鉴别的复杂性，但也可能因此成为新突破的亮点。找寻众多成分混合体有效的标志物（markers）是分析的重要关键。此外，该研究的复杂性还体现在需要克服杂质干扰的影响以及解析有机材质的降解（例如染料褪色）和老化过程。特别是老化过程的研究，需要依靠快速发展的化学材料理论体系和新技术的帮助。诸如计算化学、在线过程分析等，都需要与相关专业领域开展合作研究。如美国开展的干性油交联过程的化学计算表征，相应的分析与不断发展的样品前处理技术和褪色模拟反应装置的研发密切相关，这也是未来极有前景的发展领域。

（二）国外发展迅速的近现代材料保护研究

20世纪以来，合成材料大量出现，并被广泛用于建筑、雕塑、绘画、摄影等当代艺术中。这些作品大量使用新的材料和工艺，具有独特的老化特性，为了更好的保护与传承这些遗产，有必要尽可能全面地了解其制作材料与技法、材料间的相互作用等，从而选择适宜的展示及储藏条件、开发安全有效的保护修复方法。认识到这一研究领域的重要性与迫切性，本世纪初国际上已陆续开展相关研究，如盖蒂保护研究所（GCI）于2007年发起“现当代艺术研究计划”（Modern and Contemporary Art Research Initiative）；2008年召开“现当代艺术品保护问题”国际会议（Conservation Issues of Modern and Contemporary Art）。2016年，国际文物修护学会（IIC）也举办了“现代艺术保护实践”（Modern Art Conservation in practice）研讨会。此外，几乎每年都有针对不同类型近现代艺术品的国际会议与培训。

合成材料种类繁多，常见如醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯酯，以及其他合成树脂，如聚氨酯、环氧树脂等。国际上针对建筑、雕塑与绘画作品中使用的合成涂料已有较为系统的分析手段，常规方法包括显微剖面分析、红外光谱分析、热裂解/气相色谱－质谱联用等，其中热裂解/气质联用是最常用的检测手段，能够实现大部分合成材料的分析。此外，拉曼光谱、液质联用等技术也被用于有机颜料的检测。热重、差热、动态热机械分析等热分析方法则用于材料热性能研究中。近年来，原子力显微镜因其能够获得清晰的表面成像，也被用于油画与丙烯画的分析与保护研究中。照相底片、电影胶片等影像资料也是一类重要的文物与档案，国际上针对各类胶片的贮存条件、材质鉴别、劣化机理、保存状况、无损分析、保护与修复技术等方面开展了大量工作，国内相关研究则主要集中于醋酸胶片。

（三）保护处理材料的新进展

文物保护材料是文物保护处理的物质基础，决定了文物保护的效果。近年来，文物保护材料领域多方面发展，涌现出了一批以薄荷醇、藜芦醛为代表的新型文物保护材料，使已有常用保护材料的性能提升研究更加深入，材料的保护机制、失效机制逐渐明晰，评价方法更加多元，具有针对性的应用不断拓展。受“原材料与原工艺”保护理念的影响，明胶、大漆等传统材料的老化、防老化等相关研究也逐渐增多。但是，文物保护材料的研究与应用仍严重脱节，关键性能有待突破，整体性研究不够充分，如种类多、性能优异的新型加固材料在实践中鲜有应用，露天文物防水材料仍未解决耐久性，以及尚无体系化的材料评价方法等问题。

保护材料研究注重理论性，这与文物保护侧重实践有较大区别，因此加强保护材料领域的应用基础研究，打通材料实验室到文物修复室的连接是未来文物保护材料发展的主要方向。

此外，遗产科学对于公众教育也发挥着越来越重要的作用，它从新的视角拉进了科学与公众的距离。很多成功的案例极大地提升了文物价值，讲好中国故事也成为文物保护科研领域逐渐发展的工作需要，很多优秀文章均在研究意义层面下足了功夫，把科学技术的创新与研究意义展现得淋漓尽致。例如有关通过钴料显微分析揭示14－15世纪景德镇官窑青花瓷生产的早期全球化产业链模式、明清时期冰块的运输与摩擦学原理的关系，包括上文提及唐代法门寺地宫出土的香料成分、来源及“和香”之谜的研究，都是非常成功的案例。

近些年来，文物保护和遗产科学参与的展览也逐渐增多，并成为新的趋势。特别是故宫博物院已经分别在北京和香港举办的文物修复展览，足见文物保护和相关科学研究的影响力在进一步扩大。

遗产科学中的多学科融合，特别是在一些空白和刚刚开始发展的领域，有着广阔的前景。同时，也需要将各个学科的方法和成果充分理解和消化，根据遗产科学的实际需求，找到事半功倍的科研突破点。既不要在已有学科成绩面前轻视文化遗产科学的难度，也要在多学科融合中迎难而上，相信成功最终会眷顾那些持之以恒的有志学者。

附记：诚挚感谢郑州大学的汤克勇教授、西北大学的赵星博士和故宫博物院的任萌博士、王娜博士、魏乐博士及张云博士对于本文提供的重要材料，并参与部分内容的汇总整理。

［作者单位：故宫博物院文保科技部］

（责任编辑：谭浩源）

本文完整注释信息请检阅纸本期刊正文。