用科技保護(hù)文物，讓文物生命更久遠(yuǎn)！
時(shí)間是文物最大的敵人，絡(luò)繹不絕的到訪(fǎng)者也會(huì)不斷改變儲(chǔ)藏環(huán)境的濕度、溫度，更給安保提出更高的要求，如何在吸引參觀(guān)者和保護(hù)好藏品中找平衡點(diǎn)，成為每個(gè)文物工作者的必答題。
“不能再安于把文物鎖在鐵皮柜里了。”天津博物館館長(zhǎng)陳卓最近與天津大學(xué)生命學(xué)院簽訂協(xié)議，希望能夠利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)給不可復(fù)制的珍貴文物以更好的保護(hù)。
日前，中辦國(guó)辦印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)文物保護(hù)利用改革的若干意見(jiàn)》，使文物保護(hù)利用和文化遺產(chǎn)保護(hù)傳承有了制度保障。統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)現(xiàn)有不可移動(dòng)文物76.7萬(wàn)處、國(guó)有可移動(dòng)文物1.08億件/套，合理利用合理保護(hù)并非易事，依靠科技是捷徑。
1、花精油——讓紙本絹本古字畫(huà)保存更久遠(yuǎn)
最近，天津大學(xué)生命學(xué)院教授黃金海帶著學(xué)生忙著從各類(lèi)花中提取精油。不過(guò)，他提取精油的目的不是美容香薰，而是保護(hù)文物。
在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，一次偶然的機(jī)會(huì)，黃金海發(fā)現(xiàn)丁香花精油對(duì)儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)的紙質(zhì)品、木制品上的真菌有抑制作用，而真菌就是導(dǎo)致古字畫(huà)和木質(zhì)文物上產(chǎn)生霉斑的罪魁禍?zhǔn)住｜S金海介紹：“學(xué)生們已經(jīng)從天津博物館館藏的文物中取下真菌辨別種族，目前發(fā)現(xiàn)了6種不同的真菌，我們正在分析，什么科屬的丁香花精油對(duì)什么種類(lèi)的真菌有更好的抑制作用，用多大的量可以抑制多久，這些都還在研究中。目前來(lái)看，我們把丁香花精油滴在紙片上，與文物放在一起，讓其慢慢揮發(fā)，可以有效抑制真菌。這樣的方法，氣味芬芳，對(duì)文物也沒(méi)有絲毫破壞。”
作為北宋畫(huà)家范寬傳世不多的精品之一，《雪景寒林圖》這軸聲名赫赫的絹本水墨畫(huà)如今正靜靜地保存在天津博物館中。“天津博物館是中國(guó)最早‘公辦民助’性質(zhì)的博物館，今年恰逢百年華誕。天津建市不過(guò)600年，本地出土的文物并不多，但天津博物館中展品種類(lèi)卻很齊全，其中大部分文物來(lái)自民間收藏者的捐贈(zèng)。這些文物，尤其是一些紙本絹本字畫(huà)和絲織物因?yàn)槟觐^久遠(yuǎn)，加上被不斷轉(zhuǎn)手、環(huán)境變化大的原因，比那些常年塵封在同一環(huán)境的文物保護(hù)起來(lái)更為困難。”讓陳卓感到欣慰的是，有了黃金海團(tuán)隊(duì)的花精油保護(hù)與修復(fù)技術(shù)，范寬的《雪景寒林圖》肯定可以保存得更長(zhǎng)久，更多的后人也能領(lǐng)略到古代藝術(shù)作品散發(fā)的不朽魅力。
天津市可移動(dòng)文物的監(jiān)測(cè)中心就建在天津博物館。陳卓介紹：“整個(gè)天津市各個(gè)館的文物監(jiān)測(cè)，我們這里是總部。每天柜子里頭溫度高低、濕度幾何、是否存在有害氣體，我們都能監(jiān)測(cè)到。如果周?chē)h(huán)境因素不利于文物的保護(hù)，我們就馬上通知有關(guān)部門(mén)處理。”他期待天津大學(xué)的科技人員能夠在文物保護(hù)方面帶來(lái)更多的新思路、新技術(shù)。
2、數(shù)字技術(shù)展示古建筑三維結(jié)構(gòu)
始建于1056年，工匠耗時(shí)140年，用10萬(wàn)塊木構(gòu)件像搭積木一樣，建了一座相當(dāng)于20層樓高的木塔——這就是位于山西省朔州市應(yīng)縣的佛宮寺釋迦塔，俗稱(chēng)應(yīng)縣木塔。山西應(yīng)縣木塔被業(yè)內(nèi)稱(chēng)為斗拱博物館。對(duì)它的修復(fù)，一直是個(gè)難題。
沒(méi)用一鐵一釘，這座塔的3000噸木構(gòu)件究竟怎樣互相咬合渾然一體，即使千年間遭地震雷劈、槍擊炮轟仍屹立不倒？天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院與南開(kāi)大學(xué)的專(zhuān)家，準(zhǔn)備用三維數(shù)字模型技術(shù)揭開(kāi)這個(gè)難解之謎。
天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑設(shè)計(jì)教研室主任周恩博介紹：“應(yīng)縣木塔的修復(fù)工作很早就有高校參與。太原理工大學(xué)、清華大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)都有參與，但是作為高職院校，我們有我們的優(yōu)勢(shì)。我們的學(xué)生有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力，通過(guò)信息技術(shù)手段建立的數(shù)字化文獻(xiàn)使項(xiàng)目研究更具參考價(jià)值。”
幾乎所有到過(guò)應(yīng)縣木塔的學(xué)者都想搞清楚它的結(jié)構(gòu)。1933年，建筑學(xué)家梁思成曾給應(yīng)縣木塔做過(guò)測(cè)繪，之后若干學(xué)者也都想解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，但最終都沒(méi)有結(jié)果。周恩博解釋道：“我國(guó)的傳統(tǒng)建筑是沒(méi)有圖紙的，應(yīng)縣木塔全部是榫卯結(jié)構(gòu)，想了解它就得拆了它，可是沒(méi)人有把握拆了木塔還能夠再?gòu)?fù)原。正因如此，應(yīng)縣木塔的整體結(jié)構(gòu)從來(lái)沒(méi)有大修過(guò)，只能是在細(xì)微處修修補(bǔ)補(bǔ)，隨著時(shí)間推移，現(xiàn)今木塔開(kāi)始傾斜，修葺任務(wù)愈加緊迫了。”
用三維數(shù)字模型還原應(yīng)縣木塔。天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院的師生們不懼煩瑣，精心建構(gòu)三維數(shù)字圖像模型，并嘗試著用木料做出實(shí)體模型，再詳細(xì)比對(duì)、調(diào)整，周恩博說(shuō)：“這種方法對(duì)木塔沒(méi)有任何傷害，而且還提高了效率，現(xiàn)在已經(jīng)完成了木塔的首層樓復(fù)原。”
3、人工智能使沉睡的文物活起來(lái)
因?yàn)槿狈︻A(yù)防保護(hù)技術(shù)，即便是敦煌壁畫(huà)、山西懸空寺等這些極其寶貴的文物被施以非常嚴(yán)格的保護(hù)措施，依舊會(huì)出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的損害。當(dāng)人們呼吁進(jìn)行“搶救性保護(hù)”時(shí)，往往為時(shí)已晚。而“預(yù)防性保護(hù)”的理念在文物界早就有人提出，但一直苦于找不到合適的辦法。人工智能是21世紀(jì)最先進(jìn)的技術(shù)成果，它改變的不僅是未來(lái)，也給文物的研究與保護(hù)帶來(lái)福音。
天津大學(xué)文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承信息技術(shù)研究中心以孫濟(jì)洲、張加萬(wàn)、馮偉三位教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)歷時(shí)10年，用人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，致力于讓沉睡的文物“活”起來(lái)、傳下去。這群每天與計(jì)算機(jī)打交道的科學(xué)家，如今加入了人類(lèi)文化遺產(chǎn)守護(hù)者之列。
“以前主要依賴(lài)實(shí)驗(yàn)室模擬研究，但現(xiàn)實(shí)環(huán)境的情況更復(fù)雜。”張加萬(wàn)說(shuō)，此前由于缺乏檢測(cè)手段和數(shù)據(jù)，一直找不到文物與復(fù)雜環(huán)境的關(guān)聯(lián)性。為了突破文物保護(hù)工作的“瓶頸”，這個(gè)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出以“文物本體與風(fēng)險(xiǎn)源關(guān)聯(lián)模型”為核心的預(yù)防性保護(hù)技術(shù)。同樣的技術(shù)已經(jīng)在敦煌研究院、頤和園、拉卜楞寺等遺產(chǎn)地開(kāi)始應(yīng)用。
張加萬(wàn)團(tuán)隊(duì)與敦煌研究院合作，選取了11個(gè)洞窟、47個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)壁畫(huà)和彩塑文物持續(xù)不斷地監(jiān)測(cè)。他們充分考慮敦煌文物易出現(xiàn)的典型病害、洞窟分布等因素，通過(guò)微變監(jiān)測(cè)、圖像分析等人工智能技術(shù)，獲得科學(xué)的參考數(shù)據(jù)。
經(jīng)過(guò)對(duì)敦煌莫高窟2014年至2016年部分壁畫(huà)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析后，馮偉首次發(fā)現(xiàn)了一年周期內(nèi)的0.1毫米級(jí)壁畫(huà)本體細(xì)微變化。這一結(jié)果被文物保護(hù)領(lǐng)域權(quán)威專(zhuān)家認(rèn)為是該領(lǐng)域的實(shí)質(zhì)性突破。
“通過(guò)比對(duì)前后變化，才知道壁畫(huà)是怎么壞的。”張加萬(wàn)說(shuō)，“以前只監(jiān)測(cè)環(huán)境，沒(méi)有監(jiān)測(cè)文物本體，忽略了文物與環(huán)境的相互作用，現(xiàn)在終于解惑了。”
如今，這支20多人平均年齡30歲的團(tuán)隊(duì)正馬不停蹄地奔走在全國(guó)各地，用現(xiàn)代信息技術(shù)守護(hù)著古老的文明。張加萬(wàn)希望有更多的自然科學(xué)研究者加入其中，將現(xiàn)代科技融入文物博物館領(lǐng)域，“讓收藏在博物館里的文物、陳列在廣闊大地上的遺產(chǎn)、書(shū)寫(xiě)在古籍里的文字都活起來(lái)”。
