兵马俑“护肤”:彩绘保卫战 数字化延续文物?

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摘要:6月13日,沉寂20多年后,秦始皇兵马俑一号坑第三次破土发掘。虽然作业面积只有200平方米,但依然引发新一轮的狂想。毫无疑问,彩俑是人们的共同期待。
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秦俑二号坑1999年出土的彩绘跪射俑。
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秦始皇兵马俑一号坑第三次发掘现场。大多数兵马俑在出土时并非人们想象中的色彩斑斓,而是只剩一些痕迹让人浮想联翩。左志英 摄

6月13日,沉寂20多年后,秦始皇兵马俑一号坑第三次破土发掘。虽然作业面积只有200平方米,但依然引发新一轮的狂想。毫无疑问,彩俑是人们的共同期待。


对于彩俑,考古专家侧重的命题已悄然生变,以前更关心能否保护好,现在则更关心能否挖得到。

将美丽留在陶体身上并不容易,考古专家在探索路上曾留下一桩桩遗憾。而今,他们终于能信心满满地说,“彩绘保护基本没问题。”

“从彩绘保护成功那一刻起,秦俑保护才走上科学之路。”秦始皇兵马俑博物馆馆长吴永祺说,今年之所以第三次发掘一号坑,彩绘保护技术的成熟是重要原因之一。

彩俑难得大多数秦俑已非色彩斑斓

6月22日,发掘进入第十天。在200平方米的作业坑内,一个身穿铠甲、身体后仰、只有头和肩钻出泥土的陶俑格外惹眼。走近细瞧,右脸上有一小块一小块的黑褐色。

时光倒流2000多年,黑褐色不是几小块,而是遍布全身,其上涂有色彩对比强烈的矿物颜料。除五官、须发、手脚外,其他部位是何种颜色,后人可以大胆设想,不必囿于红衣绿裤是女人装束的传统观念。

秦始皇兵马俑博物馆三个坑,共有8000来个陶俑,2000多个已出土。秦始皇兵马俑博物馆前馆长袁仲一说,它们原本都是通体彩绘,并且各不相同。

在历史学家笔下,秦俑是亮丽的:衣服色调明快,以红绿二色为基调,已出土的彩绘秦俑中,70%以上的袍衣和俑裤是红色或绿色,可谓大红大绿。红色是血与火的符号,象征着力量与地位,而绿色代表着丰收、富饶。

但如今,走入秦始皇兵马俑博物馆,顺着导向牌从一号坑走到二号坑三号坑,看不到一个彩俑。

“原来的兵马俑色彩鲜艳,但被埋在黑暗中2000多年后再次遇上光线时,它们的颜料在几分钟内就褪掉。”

这是美国探索频道早年拍摄的纪录片《秦皇陵兵马俑》中的一段话。类似的说法屡屡见诸报端,如讲到1987年秦俑一号坑第二次发掘为何做了一年便搁置,所列理由多是“包括彩绘工艺在内的技术设备不完善,由于保护不当,彩绘迅速褪色、脱落。”

“都是误传。”袁仲一说,很多人以为,兵马俑出土时本是花花绿绿,因为考古人员工作不到位,它变成游客们所见的灰头土脸。其实,2200多年来,秦俑坑曾历经水火等磨难,一号二号秦俑坑被火烧过,一号坑是大面积过火,二号坑是局部过火,大量黑色灰烬残留在夯土墙上。三号坑没遇大火,但破损程度最为严重,陶俑基本被砸了个遍,有的碎成粉末,根本没法修复。地处骊山脚下,三个坑都遭过洪灾,再加上深埋地下多年及其它自然因素的侵蚀,使得绝大多数兵马俑出土时已非色彩斑斓,只有或多或少的颜色残迹。相对而言,二号坑彩俑保存得最好,但全身大面积有彩的俑只有十来个。一号坑已经发掘出的1800多个陶俑,大多像本文开头所说陶俑,只剩一些痕迹让人浮想联翩。

生漆打底特殊工艺造就了特殊难题


岁月摧残,秦俑再次出现在世人面前时,多数变得支离破碎,斑驳陆离,露出黑褐色。

这种黑褐色,是当年涂在陶俑表面粘合陶俑和颜料的生漆。时过境迁,它变成颜料脱离陶体的催化剂。

秦俑的彩绘工艺有点特殊:先在陶体表面涂上1-2层生漆,后在身体的不同部位刷上1-2层不同的矿物颜料,最后对眉毛、眼睛、胡须等细部进行描画。汉代以后,彩俑大多没有生漆打底。

特殊的工艺造就了特殊的难题。秦始皇兵马俑博物馆考古队执行副领队容波说,秦俑出土时,矿物颜料和生漆层均已老化,颜料内部、颜料与生漆间、生漆与陶体间的凝聚力和黏附力都很脆弱,而夹在中间的生漆层对湿度非常敏感,一旦失水会剧烈地收缩、龟裂、起翘、卷曲,拖着彩绘一起脱离陶体。

生漆层对湿度多么敏感,科研人员做过一个实验:将彩绘陶片从相对湿度100%的保湿箱放到相对湿度60%的普通房间内,1分钟后,生漆层的两端明显起翘,4分钟后,大部分起翘。

怎样加固生漆层,是保护和修复彩绘的关键,也是难点。容波说,一般的加固剂,很难渗过生漆层使其与陶体、颜料重新紧密,也难阻止失水的生漆层剧烈皱缩。

除彩绘外,兵马俑坑的保护与修复工作还有三大类:陶俑、青铜器、土遗址,比较而言,彩绘的保护与修复最难。秦始皇兵马俑博物馆馆长吴永祺说,出土时,许多彩绘像灰烬一样浮在陶体上,风吹不得,手摸不得,特别脆弱,最佳抢救时间比其他三项短得多。


粗放年代下雨搭薄膜冬天盖草帘

与轰轰烈烈的发掘比,秦俑的保护和修复工作慢了一步。

1974年开始挖掘兵马俑时,考古队里负责保护和修复工作的只有一个人。曾在秦始皇兵马俑博物馆工作多年的陕西省考古研究院副院长张仲立坦言,当时,整个陕西,专门搞文物保护与修复的人顶多三四个。

秦始皇兵马俑博物馆筹建之初是艰苦的,该馆第一任馆长杨正卿记录了那段岁月:刚开始,领导、员工一共24人,其中19人是从其他单位借调的,3人是从外县调回下放的。到7公里外的临潼县城办事,还得步行去步行回。

1982年,秦俑博物馆首次组建专职从事保护和修复的机构,成员是两个刚从西北大学化学系毕业的年轻人。现在,他俩已成为该馆文物保护修复学术带头人,一个是总工程师,一个是保管部副主任。

“那时条件简陋得很,只有几个瓶瓶罐罐。”总工程师周铁说,一号坑第一第二次挖掘及三号坑发掘时,并未制定相应的保护与修复方案,直到上世纪90年代发掘二号坑时才有。

1996年容波被分配到保管部时,实验室仍停留在大学水平,经常性的工作是配配溶液,喷喷防霉剂等。所用设备国产的居多,多数是操作型、处理型的,很少有研究型的。

袁仲一说,刚发掘秦俑坑时,是把一种液体涂到彩绘部分,将其捂住压到陶体上。此法的缺点显而易见,犯了文物保护的大忌:所涂部分泛亮光。

起初的保护措施如何粗放,从一号坑挖掘两次被叫停可见一斑。

一号坑在上世纪70年代开挖不久,“挖兵马俑就像农民刨土豆一样乱来”的说法传入时任中科院考古研究所所长的著名考古学家夏鼐耳中,老人大发雷霆。他实地考察后,发现事情没有传说的严重,但还是让发掘停下来。

“其实这是某些人导演的一场闹剧,与某些机构想参与秦陵考古现场有关。”当时参与过发掘的吴永祺如此认为。

不过,传言并非空穴来风。秦俑博物馆考古部部长刘占成说,那时一号坑的发掘是遍地开花,除考古人员外,还有大量解放军;不少农民上午放下锄头,下午拿着铁锨就来了。冬天,人们用热水擦拭清洗陶俑,馆内雾气腾腾,由此可见人手之多。

1987年2月17日凌晨,20来岁的农民王庚地翻墙进入秦俑博物馆,撬开仓库门锁,将当时已出土的6个将军俑头中保存最完好的1个偷走。案发后清点俑头,其中3个是在其他房间找到。这3个俑头是什么人在什么时间拿到其他房间的,已无人知晓。尽管4个月后警察假扮买主将打算销赃的王庚地抓获,无价之宝失而复得,但考古人员第三次走入一号坑是在20多年后。

秦始皇兵马俑博物馆1979年建成之前,秦俑保护更是简单。袁仲一说,夏天有雨时,给俑搭一层塑料薄膜,天寒地冻时,买大量稻草帘子把俑盖住。

在吴永祺记忆中,上世纪七八十年代的彩绘保护不像传言那么糟糕,“我1978年参与秦俑挖掘以来,彩绘基本得到了保护。”不过,他承认,曾听前辈说,刚开始挖掘时,颜料脱落的情况比较多。“那个年代,谁知道什么是文物保护,大多凭经验、凭想象做,缺乏必要的技术论证。”

如果不挖不就能把彩绘保存下来了?对于社会上的此类质疑,吴永祺不知从何说起,“如果兵马俑没出土,怎么会有这么好的博物馆。要求考古者把所有出土文物原样保存,那只能埋住它,谁也别看。吃饭还有噎死的,我们要不要吃饭呢,不要因噎废食。”

文保技术是个渐进的过程,吴永祺不指望被叫好,但也不愿忍受责骂,“考古工作不容易,真不容易”。

攻克难题处理过的彩俑10年未变色

秦俑彩绘保护真正起步于上世纪80年代末90年代初,借助德国先进的文保理念和科研仪器,有了质的飞跃。

在文保技术与研究方面,德国一直处于国际领先水平,1888年建成全球第一个文保实验室。博物馆遍布全国,达5000多座,逛博物馆几成全民兴趣。

陕西丰富的文物资源吸引着德国人。接触、沟通、协商,1992年,德国巴伐利亚文物保护局与陕西省文物局签署协议,就秦俑文物保护技术研究进行合作,主要包括秦俑坑土遗址加固、秦俑彩绘分析加固、石质铠甲修复技术以及秦俑修复技术改进4个方面。合作方式是双方互派人员,德方以提供资金和设备为主,中方以提供彩俑样本和研究方案为主。

但如何保护、加固秦俑彩绘,对德国人而言也是新课题。袁仲一说,德国文物的彩绘不是用生漆作底。

协议签订当年,周铁前往巴伐利亚做研究。直至目前,秦始皇兵马俑博物馆参与文物保护修复的26人中,绝大多数去德国交流过。

寻找彩绘脱落的原因,分析彩绘的层次和成分,研发加固剂加固彩绘,最后一个最难攻克。无数次的实验,无数次的失败,原地打转的挫败感蚕食着中德科研人员的信心,周铁说,特别是1995年,无论是中方还是德方,对成功几乎不抱希望。

绝望之时峰回路转。1997年,既能抗皱又能加固彩绘的技术终于在德国实验成功:先用聚乙二醇和聚氨酯乳液混合液敷渗,再逐级提高溶液的聚乙二醇浓度敷渗处理方法。

抗皱剂和加固剂联合保护法简便、易行、实用,尤其适用于发掘现场和不易移动的彩绘文物的保护。容波说,1999年4月份,考古人员开始进入二号坑棚木以下接触陶俑,由于清理彩绘上的泥土耗时长,而彩绘保护是越快越好,稍有延误便会失水卷曲、脱落,所以,保护工作只能在现场进行,那是这套方法首次保护整体彩绘俑。

从开始发掘到完成保护,秦俑的清洁工作最耗时、最考验耐心,一般需要一两个月。容波说,要先用手术刀将粘附的泥土削至离彩绘面约5毫米处,然后用细而不锐的扦子垂直、密集地扎向彩绘面,扎松、扎散泥土,再用牙科调拌刀压散泥土,最后滚动湿棉签粘掉土垢。泥土与彩绘粘得太紧时,得考虑使用高浓度的保护剂。

当时用抗皱剂和加固剂联合保护法处理过的彩俑,10年后的今天基本没有变色,其中包括鼎鼎大名的“绿脸俑”。

抗皱剂和加固剂联合保护法实验成功的同时,周铁等人又找到另一种保护秦俑彩绘的办法———电子束辐照固法:用水溶性羟乙基甲基丙烯酸酯逐级敷渗,再用电子束辐照引发交联聚合反应。

这种方法的优缺点都很明显。容波说,优点是彩绘保护效果更佳,色泽自然,稳定性好,缺点是不适宜处理眼角、胳膊弯等弯曲部分,更为实际的问题是,所需设备费用昂贵,并且体积庞大,只能在室内作业。

对于秦俑彩绘加固技术,周铁非常自信,目前已整体修复彩俑30多座,其中包括一些汉唐时代的彩俑。凭着这些,2004年,秦始皇兵马俑博物馆拿回国家科技进步二等奖证书;凭着这些,2005年,秦始皇兵马俑博物馆成为陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地,就此承担起国内陶质彩绘文物保护研究任务。最近,保管部文物修复室内,出自山东青州香山汉墓的若干件彩绘陶俑正躺在桌子上接受“整容”。

对文物尽量少干预,保持残缺美,这一理念已跨越国界被广泛接受。吴永祺一直强调,文物保护不是使其成为金刚不坏之身,而是在静态下尽量延长其存留时间。

彩绘加固法再先进,也不能修复出大红大绿的秦俑,脸部彩绘保存最多的“绿脸俑”,那份绿也是淡淡的、散见的。平日里,它和其他被整体加固过的彩俑藏在密闭空间内躲避尘土与光线,只有克林顿、普京这样的贵客才能睹其真容。

一号秦俑坑第三次发掘之际,袁仲一对后辈提出一个愿望:攻克彩绘回贴技术。

陶俑出土时,有些颜料沾在泥土上一起脱落。周铁认为,把颜料从泥土上取下来贴到陶俑上不成问题,难点在于怎么对准位置,“文物保护研究只有起点,没有终点。”

未来之路数字化延续文物寿命?

文物保护是项奢侈的事业。吴永祺说,首先要有文保意识引导,其次要有雄厚资金和现代科技托着,缺少其中任何一个条件,搞不好文物保护。

与国内多数同行比,吴永祺是幸福的,天天爆满的游客使他不必为文保经费而奔波,文保技术发达国家纷纷伸来橄榄枝,使他的科研人员迅速与世界接轨,比如,与比利时杨森公司合作研究秦俑遗址及相关文物的防霉保护,与美国沙漠研究所合作研究秦始皇兵马俑博物馆室内大气污染特征,等等。

以保管部为例,现有化学、微生物、激光拉曼、文物保存环境四个实验室,所配仪器设备已与德国同行看齐。周铁说,这些设备总价值五六百万。

在文物保存环境实验室,来自湖南文物系统的一名女士难掩艳羡,“真先进。”

放眼全国,吴永祺所说的文物保护三要件大多残缺不全。

国家文物局局长单霁翔直言,当前的文保水平与我国作为文明古国、文物大国的地位不相适应,与经济社会的发展进程不相适应:

文物保护经费与实际需要存在较大差距,严重影响工作开展;另一方面,由于监管机制薄弱,文物保护专项经费资金支出不合理、项目执行不及时、实施程序不规范等问题普遍存在;在文化遗产保护工程管理方面,重审批、轻管理,质量监督体系不健全,从业人员素质不高;重工程轻研究的现象普遍存在,文物保护工程与科研课题结合不紧密。

文物保护的未来之路,吴永祺认为数字化是其中一个重要方向,以使文物的寿命真正永久延续,比如秦陵地宫,他希望将来出现一种技术,不用开膛破肚就能看到《史记》里描述的秦陵地宫:“以水银为百川江河大海,机相灌输。上具天文,下具地理,以人鱼膏为烛,度不灭者久之。”

链接

第三次发掘

秦始皇陵区兵马俑坑分为一号、二号和三号坑。三个坑共约2万多平方米。坑内共计有陶俑陶马近 8000件,木制战车一百余乘,青铜兵器4万余件。其中一号坑规模最大,面积为14260平方米,有陶俑陶马6000余件;二号坑次之,面积大约6000 平方米,有陶俑陶马千余件;三号坑只有500余平方米,内有武士俑68个。目前只有三号坑考古发掘全部完成。

早在1978年到1984年间,陕西省考古研究所秦俑考古队曾对一号坑进行了发掘,发掘面积为2000平方米。1985年,考古队对一号坑展开第二次发掘,面积同样为2000平方米。

前两次的发掘规模每次均高达2000平方米,为什么本次发掘仅仅只有200平方米?秦始皇兵马俑博物馆考古队队长刘占成表示,因为本次国家文物局批准的发掘面积只有200平方米。