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  刘 莉

  一辆加长的白色厢式货车静静地停在陕西省高陵县院张村外的荒野上,车身上的黑色大字格外醒目——文物出土现场保护移动实验室。车旁十几米外蓝色挡板围起来的,是刚发现不久正在发掘中的明代家族墓葬。不时有研究人员从车上下来,带着各种仪器设备进入发掘现场。而车内,几位年轻的研究人员正在进行监测、分析工作。

  这便是被称为“文物保护航母”的我国首个用于文物保护的“移动实验室”。

  从2009年起,这辆在“十一五”科技支撑计划支持下研发、我国自主知识产权的“移动实验室”多次出现在山西、陕西、山东、湖北等地的考古发掘现场,在“实验室前移至考古现场”的理念下,为考古工作提供系统的技术支持,并在第一时间对出土文物进行应急处理和保护。

  考古现场亟待“技术支持”

  近年来,随着我国经济建设步伐加快,配合南水北调、西气东输、铁路公路等国家重大基础建设的考古发掘任务急剧增加,每年达1000多项。这对考古发掘速度和科学性提出了巨大挑战。现场考古发掘各环节技术支撑不足、出土文物保护方法单一、信息提取量低等问题,致使许多出土文物、特别是脆弱质文物在第一时间得不到科学有效的保护。

  上世纪50年代,定陵墓室打开的一刹那,五彩斑斓的丝织品瞬间失色。这个惨重的教训,成为我国从此不再允许发掘帝王陵寝的重要原因。而上世纪70年代发掘闻名于世的长沙马王堆汉墓时,数量巨大、种类众多的纺织品和竹简帛书,也由于缺乏有效的现场保护技术,出土时光亮新鲜,出土后迅速氧化变色、变质、变形,造成了无法挽回的巨大损失。

  “实验室前移至考古现场”的想法便在这种状况下应运而生。文物出土现场保护移动实验室课题负责人苏伯民介绍,“移动实验室”将有综合效能的快速、专业化技术装备和专业人员派向现场,不仅为制定考古发掘预案、考古现场信息的全方位记录提供技术设备保障,更重要的是使出土文物在第一时间能得到及时有效的保护。

  一场跨学科、跨领域、跨行业、跨部门的联合技术攻关由此展开。该“移动实验室”研发课题于2006年10月立项,由敦煌研究院、国家博物馆、中国社科院、清华大学、浙江大学和陕西考古研究院等单位的专家、学者、科研人员共46人组成课题组共同研发。

  创造数个考古领域第一

  2008年7月,陕西西安庞留唐代墓葬发掘现场,炎炎烈日下,研究人员们紧盯着一块屏幕,上面显示温度、湿度、各种气体浓度的数据不断变化,而传回这些数据的正是研制中的“移动实验室”搭载的考古机器人,它正在未打开的古墓内部进行预先探测。

  考古机器人直径10厘米,高39厘米,可根据需要像“变形金刚”一样组装成直筒式和履带式。“内部温度为17.5摄氏度、相对湿度82.3%。”当最终的数据传回,研究人员难掩激动心情,这是我国有史以来,首次探明封闭墓葬文物埋藏环境的温湿度参数。机器人携带的摄像头还发现了墓葬内存在壁画等珍贵文物。这样的智能化预先探测在我国之前的考古工作中从未有过。国家文物局科技保护专家组组长王丹华说:“这不仅有利于考古人员的人身安全,而且对于重要文物出土后保存条件的研究,也将提供重要参考依据。”

  机器人预先探测是“移动实验室”的一大“亮点”。但“移动实验室”创造的考古领域的第一,还远不止于此。

  “移动实验室”集成了一大批可用于考古和出土文物保护的新技术。针对文物出土现场的重大技术需求,项目组联合考古、文物保护与修复、智能技术、图形图像、设计、设备制造集成等数十家科研单位,引入多学科相关高端技术并进行二次开发和联合攻关,研发了针对文物考古工地的三维信息采集与重建系统、考古辅助快速制图系统、飞行控制航拍、智能化预探测系统、考古现场无线环境监测系统以及出土文物应急处置系统技术及装备,建立了考古现场埋藏环境和出土文物现场分析方法。

  最终出现在我们眼前的“移动实验室”是一辆11米长、2米多宽、1.83米高的白色长方形舱体。采用了先进的移动舱体制作技术,具有隔热、保温、防水、室外照明等功能,与承载运输的卡车底板结合紧密,形成一体,能够满足野外环境下实验室工作的要求。苏伯民说:“‘移动实验室’有4项基本功能:发掘前的预探测;通过测绘等手段对遗址空间信息的记录;第一时间对各种材质的出土文物进行分析保护;监测文物埋藏环境,为后续保护提供依据。”

  实验室内则另有乾坤。这是一个现代化的文物保护实验室,厢体内分为两个区域,前半部分是图像观测与数据采集、处理设备,后半部分是出土文物现场保护技术设备。车内几位研究人员正在不同区域对刚刚从墓葬中采集的样品进行分析。便携式X荧光、拉曼光谱、近红外光谱仪、X探伤、便携式显微镜、真空充氮保存柜等设备一应俱全。人性化的精巧设计为各项实验工作预留了适合的操作空间,让功能繁多的不同区域看上去井井有条。“在车上工作还是挺舒服的,并没有空间局促的感觉。”一位研究人员说。

  参与项目验收的北京大学教授严文明说:“这项研究为最大限度地获取信息和及时保护出土文物提供了技术可能,将大大提高我国考古探测和出土文物现场保护能力。”

  技术集成应用优于国外

  近年来,“移动实验室”装备和技术发展十分迅速,已在环境监测、疾病控制、刑事侦破等许多领域得到成功应用。国际上,美国、欧盟、加拿大、澳大利亚、印度、墨西哥等国已将这一技术应用于考古现场调查、不可移动文物保护和博物馆馆藏文物的保护工作。

  1972年,美国缅因州博物馆建立了“移动保护实验室”,对一些中小型博物馆以及发掘现场的文物进行测绘、保护、修复和运输。1979年,加拿大保护研究所面向全国1500多座博物馆、文物遗址和发掘现场,推出了“文物保护移动实验室”计划,对544座博物馆的文物实施了保护修复,激发了众多博物馆对文物科技保护的兴趣和需求,对加拿大的文物科技保护事业产生了极大的推动作用。近年来,欧盟“移动实验室”计划发展迅速,极大地推动了欧洲文物保护技术的发展和不可移动文物保护技术的进步。

  我国此次研制的用于考古现场的“移动实验室”,密切结合我国考古现场发掘和保护工作的实际需要,通过引进相关行业高端技术开展研发,成为国内外首台装备了空间数字测绘技术、预探测技术、环境动态监测技术、现场文物监测分析技术、埋藏环境调查技术和出土文物应急保护及保存技术的综合现场考古的保护技术平台,并在现场的考古发掘和文物保护工作中,发挥了重要的技术支撑作用,在技术集成和应用方面已超过国外同类技术。

  国家文物局副局长童明康认为,文物出土现场保护“移动实验室”,为文物工作者提供了一个很好的工作平台,将推动现代科学技术在考古发掘和出土文物应急保护等方面的应用体系建设,提高考古发掘现场的多学科合作和综合研究能力。