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中國作家協(xié)會(huì)主管

科技護(hù)航,文物長壽更長安
來源:人民日報(bào)海外版 | 趙曉霞  2023年06月19日08:43

 在重慶三峽文物科技保護(hù)基地內(nèi),“文物醫(yī)生”運(yùn)用各種“診療”設(shè)備對手里的文物進(jìn)行精準(zhǔn)治療,讓其煥發(fā)出新的活力。   圖為2022年,“文物醫(yī)生”利用耐折度儀對紙張的耐折度進(jìn)行測試。   新華社記者 黃 偉攝

在重慶三峽文物科技保護(hù)基地內(nèi),“文物醫(yī)生”運(yùn)用各種“診療”設(shè)備對手里的文物進(jìn)行精準(zhǔn)治療,讓其煥發(fā)出新的活力。

圖為2022年,“文物醫(yī)生”利用耐折度儀對紙張的耐折度進(jìn)行測試。

新華社記者 黃 偉攝

第十九屆中國(深圳)國際文化產(chǎn)業(yè)博覽交易會(huì)設(shè)立了“數(shù)字中國——AI時(shí)代的文化創(chuàng)新”主題展區(qū)。一批大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)應(yīng)用文化企業(yè)參展。數(shù)字化助力中華傳統(tǒng)文化“活”起來,也為現(xiàn)場觀眾帶來了新鮮的觀展體驗(yàn)。   圖為一名身著傳統(tǒng)服飾的觀眾在文博會(huì)甘肅展臺觀看數(shù)字敦煌展覽。   新華社記者 梁 旭攝

第十九屆中國(深圳)國際文化產(chǎn)業(yè)博覽交易會(huì)設(shè)立了“數(shù)字中國——AI時(shí)代的文化創(chuàng)新”主題展區(qū)。一批大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)應(yīng)用文化企業(yè)參展。數(shù)字化助力中華傳統(tǒng)文化“活”起來,也為現(xiàn)場觀眾帶來了新鮮的觀展體驗(yàn)。

圖為一名身著傳統(tǒng)服飾的觀眾在文博會(huì)甘肅展臺觀看數(shù)字敦煌展覽。

新華社記者 梁 旭攝

日前,以“文物保護(hù)與價(jià)值闡釋科技創(chuàng)新成果及應(yīng)用”為主題的第三屆“文物科技創(chuàng)新論壇”在四川省成都市召開。該論壇以國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“文化遺產(chǎn)保護(hù)利用”專題任務(wù)的階段性研究成果為主要內(nèi)容,旨在促進(jìn)研究成果交流、加強(qiáng)溝通合作、激發(fā)文物科技創(chuàng)新活力。在論壇上,與會(huì)專家?guī)砹硕囗?xiàng)多學(xué)科、多平臺的研究成果。

據(jù)國家文物局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,2019年以來,在科技部的大力支持下,“文化遺產(chǎn)保護(hù)利用”專題任務(wù)先后啟動(dòng)了36個(gè)項(xiàng)目。來自全國文博機(jī)構(gòu)、高校、科研院所的200多個(gè)科研團(tuán)隊(duì),在中華文明探源研究、文化遺產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與防控體系構(gòu)建、石窟寺及墓葬壁畫保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究、館藏文物一體化防震及深??脊偶夹g(shù)裝備研發(fā)等領(lǐng)域取得了多項(xiàng)成果和技術(shù)突破,推動(dòng)了我國文物領(lǐng)域科技進(jìn)步。

多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)探索未知

論壇聚焦考古與文化遺產(chǎn)價(jià)值認(rèn)知、文物病害評估與保護(hù)修復(fù)、文化遺產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測與防控、文化遺產(chǎn)傳承利用關(guān)鍵技術(shù)等4個(gè)重點(diǎn)方向。從與會(huì)專家分享的相關(guān)項(xiàng)目最新研究成果可看出,多學(xué)科研究廣泛應(yīng)用。

備受關(guān)注的中華文明探源研究項(xiàng)目便是以多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)方式開展。據(jù)中國社會(huì)科學(xué)院考古研究所所長、研究員陳星燦介紹,項(xiàng)目第五階段(2020—2024年)開展以來,項(xiàng)目組不同團(tuán)隊(duì)持續(xù)圍繞遼寧建平牛河梁,山西興縣碧村、襄汾陶寺,陜西神木石峁、延安蘆山峁,河南新密新砦、偃師二里頭,山東章丘焦家,四川新津?qū)毝?、大邑高山、廣漢三星堆,湖北天門石家河、沙洋城河,湖南澧縣雞叫城、孫家崗,安徽含山凌家灘,浙江余杭良渚,江蘇常州寺墩等遺址,開展系統(tǒng)的田野工作,取得了重大進(jìn)展。

“測年技術(shù)取得重要突破。項(xiàng)目組突破常規(guī)檢測方法,采用貝葉斯統(tǒng)計(jì)和核密度估計(jì)法對測年結(jié)果進(jìn)行分析,綜合分析考古遺存年代,對重點(diǎn)遺址的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)探索有了新的認(rèn)識,尤其是在石峁與三星堆遺址的測年工作中取得了重要突破。此外,在古環(huán)境研究、文明起源生業(yè)經(jīng)濟(jì)模式研究等方面也取得了重要進(jìn)展。”陳星燦說。

探究人類何時(shí)涉足青藏高原并永久定居、如何適應(yīng)高原環(huán)境,高原內(nèi)外文化和人群如何互動(dòng)交流等,一直是國際學(xué)界關(guān)注的前沿課題。

四川大學(xué)考古科學(xué)中心主任、教授呂紅亮帶來的正是“5000年以來青藏高原古代人群的遷移與文化變遷”的相關(guān)研究,從多學(xué)科交叉前提下的考古學(xué)視角,介紹了最近開展的兩項(xiàng)工作。

“一是對青藏高原古人群展開大規(guī)模、系統(tǒng)性古基因組研究,直接呈現(xiàn)出青藏高原5000年以來人群多元融合而相對連續(xù)的遺傳結(jié)構(gòu),細(xì)節(jié)性揭示高原不同時(shí)間和區(qū)域人群的動(dòng)態(tài)演化歷史及高原人群特有適應(yīng)性基因的選擇特點(diǎn),為深入理解人類與環(huán)境的互動(dòng)關(guān)系提供了重要科學(xué)依據(jù);二是將古蛋白組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于青藏高原史前人群的食譜研究中。人牙結(jié)石中的蛋白質(zhì)證據(jù)表明,食用奶制品是重要的文化適應(yīng)手段,為我們理解高海拔適應(yīng)機(jī)制、史前人地關(guān)系及社會(huì)發(fā)展提供了新的視角。”呂紅亮說。

為文物保護(hù)插上科技翅膀

文物作為歷史的物質(zhì)遺存,是中國悠久歷史文化的見證和重要載體。但在對其保護(hù)的過程中,也面臨多重挑戰(zhàn)。歷經(jīng)滄桑的石刻、壁畫等,如何抵抗歲月侵蝕?如何利用現(xiàn)代科技做好文物保護(hù)工作……與會(huì)專家從各自的專業(yè)領(lǐng)域出發(fā),給出了不同的方案。

敦煌研究院院長蘇伯民帶來的是墓葬壁畫原位保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究,可以有效解決我國墓葬壁畫分布多、保存難度大等問題。

據(jù)蘇伯民介紹,項(xiàng)目聚焦墓葬壁畫原位保護(hù)中的重大技術(shù)需求,目前開展的研究包括:闡明河南打虎亭漢墓、江蘇南唐二陵等2處墓葬壁畫制作材料及工藝特征,揭示微生物病害、鹽霜及已施用的保護(hù)材料老化等3種典型病害形成機(jī)理;研發(fā)智能移動(dòng)式輻照滅菌裝置及空氣滅菌裝置、具有自滅菌功能的壁畫保護(hù)材料及綠色環(huán)保壁畫滅菌材料,提出預(yù)防性控制、電子束輻照等多種微生物防治方法;揭示墓葬環(huán)境特征變化與墓葬壁畫附著力變遷之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了對原位環(huán)境下墓葬壁畫本體劣化的量化評估和預(yù)測,形成自適應(yīng)智能化墓葬壁畫原位保護(hù)環(huán)境調(diào)控技術(shù)和實(shí)施方案;研發(fā)兩類無機(jī)納米材料雜化復(fù)合改性的地仗層加固材料,研發(fā)多種潮濕環(huán)境下可快速固化、原位修復(fù)加固壁畫顏料層材料。

“墓葬壁畫、遺址的保護(hù)都是整體性的。如果一開始就能夠介入預(yù)防性的保護(hù)措施,進(jìn)行可靠、科學(xué)的防護(hù),墓葬壁畫的保護(hù)會(huì)有非常大的進(jìn)步?!碧K伯民說。

以青銅和鐵質(zhì)文物為代表的金屬文物是一類重要的文化遺產(chǎn)。但這些金屬文物材質(zhì)化學(xué)性質(zhì)活潑,在自然環(huán)境中容易腐蝕劣化,文物耐蝕性質(zhì)的評估是做好這類材質(zhì)文物保護(hù)的重要環(huán)節(jié)。金屬材料在自然環(huán)境中腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕過程,其電化學(xué)性質(zhì)的檢測是評估文物保存狀態(tài)的基本參數(shù)。

北京大學(xué)考古文博學(xué)院副教授胡鋼關(guān)注的是金屬文物耐蝕性評估電化學(xué)原位無損檢測技術(shù)。該研究通過系列設(shè)計(jì)改進(jìn),包括凝膠體系、筆式探頭等設(shè)計(jì),不斷改進(jìn)提升探頭對帶銹金屬表面電化學(xué)參數(shù)探測的靈敏度和穩(wěn)定性,并實(shí)現(xiàn)便攜、原位、無損檢測。通過本探頭的設(shè)計(jì),將極化曲線、交流阻抗、電化學(xué)噪聲等多項(xiàng)測試方法,應(yīng)用于金屬文物帶銹原位檢測,數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重現(xiàn)性良好。

“多種室內(nèi)外金屬文物耐蝕性評估測試表明,該技術(shù)解決了文物粗糙帶銹表面檢測等難題,有效控制微量電解質(zhì)溶液在文物表面穩(wěn)定停留,以確定金屬文物微區(qū)腐蝕狀態(tài)、保護(hù)試劑的作用效果和保護(hù)試劑穩(wěn)定時(shí)效性,并實(shí)現(xiàn)對金屬文物微區(qū)針對性保護(hù)的明確指導(dǎo),在金屬文物保護(hù)監(jiān)測領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景?!焙撜f。

用科技找到文物防災(zāi)“密碼”

自然災(zāi)害和極端氣候?qū)ξ覈奈镌斐蓳p害的新聞不時(shí)見諸媒體。在2021年汛期,河南、山西等地就有多處不可移動(dòng)文物受損。文物防災(zāi)減災(zāi)既是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,也是確保文物安全的長期任務(wù)。

中國航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司研究員級高級工程師葛家琪關(guān)注的是館藏文物一體化防震關(guān)鍵技術(shù)研究。

據(jù)葛家琪介紹,國內(nèi)外歷次強(qiáng)震造成了館藏文物大量損毀,且存在“館舍不壞、文物震損,采取措施、文物仍震損”等問題,造成不可逆的重大損失。“本項(xiàng)目通過開展地震動(dòng)傳遞至文物本體的耦合系統(tǒng)多學(xué)科交叉研究,基于震害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查完成地震易損館藏文物的界定,建立風(fēng)險(xiǎn)評估方法;開展‘館舍結(jié)構(gòu)+展藏柜+文物’一體化模型振動(dòng)臺試驗(yàn),提出安全性指標(biāo)和一體化設(shè)計(jì)方法,形成系列自主知識產(chǎn)權(quán)的防震措施裝備和有效性評價(jià)方法;專門針對館藏文物防震裝備研究檢驗(yàn)和加工生產(chǎn)開發(fā)建設(shè)了‘超低頻、大位移、高精度’振動(dòng)臺和高精度自動(dòng)化示范組裝線。”葛家琪說,“值得關(guān)注的是,集成成果及成套技術(shù)在甘肅省博物館、秦始皇帝陵博物院、西安碑林博物館等開展示范應(yīng)用?!?/p>

科技賦能,讓文物“活起來”

科技的作用不僅在文物保護(hù),也在文物利用,為文物“活”起來賦能。

天津大學(xué)智能與計(jì)算學(xué)部教授萬亮關(guān)注的是數(shù)字文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)的智能化分析利用及全流程版權(quán)保護(hù)。據(jù)萬亮介紹,該項(xiàng)目圍繞讓數(shù)字文化遺產(chǎn)“長久活下去,生動(dòng)活起來”的目標(biāo),重點(diǎn)面向不可移動(dòng)文物(以石窟壁畫為代表)和可移動(dòng)文物(以青銅器為代表)的數(shù)字化表示,構(gòu)建起“加工—保存—增強(qiáng)—利用”4個(gè)環(huán)節(jié)在內(nèi)的技術(shù)體系,針對當(dāng)前數(shù)字文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)面臨的“實(shí)際利用率低、不敢共享”等現(xiàn)實(shí)難題探索可行的解決方案。

具體而言,項(xiàng)目以考古、傳播、管理等實(shí)際業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向,結(jié)合示范單位數(shù)據(jù)特點(diǎn),研究并構(gòu)建了敦煌壁畫高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)集,初步開發(fā)了具有跨平臺、跨硬件、跨系統(tǒng)等特性的智能計(jì)算引擎,以支撐目標(biāo)檢測、實(shí)例分割、圖文協(xié)同多模態(tài)檢索等智能分析需求。此外,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊鏈—數(shù)字水印聯(lián)合的兩級版權(quán)保護(hù)技術(shù),對在線數(shù)據(jù)的使用提供隨時(shí)跟蹤追溯,對于離線數(shù)據(jù)提供版權(quán)識別功能,有效回答了“誰在何時(shí)用了什么數(shù)據(jù)”這個(gè)問題?!盎谏鲜黾夹g(shù)方案,項(xiàng)目已將軟硬件平臺及技術(shù)初步集成到敦煌研究院、湖南博物院兩家示范單位的數(shù)字資產(chǎn)管理平臺,協(xié)助構(gòu)建了‘?dāng)?shù)字敦煌’開放素材庫與IP授權(quán)平臺?!比f亮說。

鏈 接

2021年,國務(wù)院辦公廳印發(fā)《“十四五”文物保護(hù)和科技創(chuàng)新規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)。這次,文物領(lǐng)域發(fā)展規(guī)劃首次升級為國家級專項(xiàng)規(guī)劃。

《規(guī)劃》設(shè)置了專門篇章,對提升文物科技創(chuàng)新能力進(jìn)行了“全鏈條”布局,提出了一些突破性舉措。

國家文物局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,“十四五”時(shí)期,文物科技創(chuàng)新工作將進(jìn)一步強(qiáng)化統(tǒng)籌規(guī)劃和科學(xué)布局,準(zhǔn)確把握應(yīng)用場景創(chuàng)新、科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新的內(nèi)在關(guān)系,持續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用,充分發(fā)揮科技、人才的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性支撐作用,進(jìn)一步加強(qiáng)文物科技領(lǐng)域最新研究成果的傳播,讓先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為文物保護(hù)利用注入源頭活水,支撐引領(lǐng)文物事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

延伸閱讀

深海考古專用AUV關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用

海洋占據(jù)了地球表面最為廣闊的空間,是人類文明傳播、交流和發(fā)展的重要場所。在漫長的歷史演進(jìn)過程中,受技術(shù)條件和變幻莫測的海洋氣象條件影響,有大量船只不幸在海上沉沒,船舶本身連同運(yùn)載的貨物一起散落海底,沉睡千年。這些散落在海底的文物,蘊(yùn)含了豐富的歷史、文化和當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展水平等信息,對人類文明和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r的分析具有重要意義,有必要進(jìn)行深入研究。

受限于探測手段的不足,目前深海考古工作仍處于起步階段,還有廣闊的深海區(qū)域和大量的潛在海底文物等待人們?nèi)ヌ剿?。在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下,水下考古探測關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目設(shè)立了深海考古專用AUV關(guān)鍵技術(shù)研究及平臺研制課題,研制一臺作業(yè)深度達(dá)到一千米的探測裝備,服務(wù)深??脊盘綔y工作。

經(jīng)過近3年研發(fā),項(xiàng)目組基本完成了深海考古專用AUV的關(guān)鍵技術(shù)研究和平臺研制工作。面向深海考古探測的實(shí)際作業(yè)需求,研制了一套兼具水下大范圍快速搜索和近距離精細(xì)探測功能的深??脊艑S肁UV系統(tǒng)。同時(shí),項(xiàng)目組圍繞水下文物目標(biāo)的自主識別等關(guān)鍵技術(shù)開展研究,盡力提高水下考古作業(yè)的智能化水平。

——中國科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所工程師徐高飛