借助高科技 “慧眼”識文物

6月14日，2025年文化和自然遺產(chǎn)日主題論壇在湖南長沙舉行。今年的文化和自然遺產(chǎn)日主題為“讓文物煥發(fā)新活力 綻放新光彩”，科技創(chuàng)新正成為文物事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要動力。

“‘工欲善其事，必先利其器’，我們希望與文物界進一步加強合作，依托大科學裝置，開展核分析文物研究平臺建設及裝備研發(fā)，為我國文物保護和研究提供國際領先的技術和手段。”中國科學院高能物理研究所研究員、中國科學院大學博士生導師魏存峰在主題論壇上表示，在科技飛速發(fā)展的今天，高新技術與文物保護、考古研究的結合日益緊密，為人們揭開歷史謎團、守護文化遺產(chǎn)提供了強大助力。

魏存峰介紹，同位素與輻射技術是一種研究、認識和改造物質(zhì)的現(xiàn)代高新技術，依托同步輻射光源和散裂中子源等裝置裝備，可以開展文物材質(zhì)、結構、工藝等多方面的研究。

2023年5月，依托中國科學院高能物理研究所建設的“文物領域核技術應用與裝備國家文物局重點科研基地”正式獲批。“我們基地的建設目標就是依托大科學裝置，建設核技術文物研究平臺，開展專用裝備研發(fā)。”魏存峰說。

同步輻射光具有獨特性質(zhì)，它就像探索文化和自然遺產(chǎn)奧秘的“超級顯微鏡”，使人們能夠在分子和原子尺度上對物體展開觀察。

“同步輻射光可以幫我們詳細了解文物材料的退化狀況，并結合環(huán)境模擬原位裝置，評估保護材料的效果，為科學保護文物提供依據(jù)；同時，該技術還能間接推測文物的產(chǎn)地，為文物溯源研究提供有力支持。”魏存峰說，結合材料的歷史信息，借助這一強大“慧眼”，研究人員能分析文物的元素組成和晶體結構，間接推斷文物的制作年代和修復歷史，實現(xiàn)對文物的斷代研究，還可了解文物的材料構成，進而推斷其制作工藝。

中子技術也是一大利器。中子是一種獨特的微觀粒子，中子成像技術可在不對文物造成任何損壞的情況下，清晰地顯示其內(nèi)部結構和細節(jié)，它的穿透性比傳統(tǒng)X射線更強，能給文物拍“CT”。

魏存峰團隊和故宮博物院合作，對西漢漆鞘鐵制書刀進行了研究。中子CT重建切片圖揭示了書刀內(nèi)部銹蝕的主要成分及其三維空間分布，還展現(xiàn)了切削刃復合結構、脫胎夾工藝、繃扎裂縫等工藝細節(jié)，為研究文物的銹蝕路徑提供了新視野。中子衍射譜精修分析結果也為人們深入了解書刀的材料結構提供了重要數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在，越來越多的文物專用設備已經(jīng)出現(xiàn)。高能CT可以用于大尺寸、高衰減物品，如鐵器、青銅器及中大型文物的成像；顯微CT則可用于小型文物的高分辨率成像；能譜CT可以進行多能成像、物質(zhì)識別和定量成像，也可應用于小型文物研究。“這些都是技術進步在應用方面的創(chuàng)新。”魏存峰說。

魏存峰團隊同故宮博物院合作研發(fā)的曲面微區(qū)X射線熒光譜儀，就是一項文物需求驅(qū)動的創(chuàng)新成果。該儀器能進行定點元素分析、平面掃描分析成像、曲面掃描分析成像，成功解決了曲面物體的高精度元素分布成像問題。團隊攜這一設備先后赴安徽淮南武王墩墓考古現(xiàn)場、故宮博物院、山西陶寺考古現(xiàn)場等地，對文物進行檢測。他們用儀器對安徽武王墩墓出土的編鐘支架進行了高精度掃描，發(fā)現(xiàn)漆器顏料中含有銅、鈣、鐵、砷等元素，超出了以往的研究認知。

“我相信，在高技術的助力下，我們能更好地守護和傳承人類寶貴的文化遺產(chǎn)，讓歷史文化在新時代綻放出更加耀眼的光芒。”魏存峰說。