兵马俑颜色脱落难题是如何攻克的

TIME|2017-09-19 18:21:34
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新华社9月16日报道,“草茫茫,土苍苍。苍苍茫茫在何处,骊山脚下秦皇墓。”

43年前,中国考古工作者小心翼翼地用铲子、刷子和棉签打开已尘封两千多年的黄土,一个震惊世界的神秘地下军阵在陕西临潼重现世界。

威名赫赫的秦帝国就这样露出了它绚烂的冰山一角:朱红、紫红、粉红、粉绿、粉紫、粉蓝、桔黄、黑、白、赭……一尊尊神态各异的兵马俑军阵俨然,仿佛仍在守护着大秦帝国。

然而,这些两千多年前的“中国色彩”却只维持了短短几分钟,甚至只有15秒——须臾之间,颜料纷纷脱水、起翘、剥落。

“惊叹之余,你甚至连拍照的时间都没有!”秦始皇帝陵博物院研究员、文物保护部主任夏寅说。

站在秦始皇帝陵博物院展厅一隅,夏寅向记者讲述了一个多数世人未曾见过、埋藏在地下2000多年的多彩世界,一个中国考古工作者努力数十年还原秦始皇帝陵兵马俑的“中国色彩”的故事。

历史的颜色:五彩斑斓

1974年3月29日,临潼县西杨村,当地农民打井时发现一些陶俑碎片。当年7月15日,陕西省组织考古队进驻西杨村,随后兵马俑被发现。当年的领队袁仲一今年已经85岁高龄、被称为“兵马俑之父”。

兵马俑的发现震惊了世界:这个来自秦朝的泱泱军团“势若彍弩,节如发机”,似乎只待一声令下,就将“若决积水于千仞之豁”,汹涌澎湃,触之者摧。

深埋地下两千多年,突然重现世界,兵马俑那些令人窒息的“穿越”画面,那些承载了丰富历史的色彩以及它们的昙花一现,给参与发掘的考古工作者留下难以磨灭的深刻记忆。

“每个兵马俑其实都有颜色。经过两千多年的深埋,那些保存下来的颜料出土后15秒就开始变化,4分钟内就完全脱水、起翘、剥落,有的就遗留在泥层上。”夏寅说。

1987年,秦始皇帝陵和兵马俑被列入世界文化遗产名录。1988年,兵马俑第一次大规模发掘的学术报告——《秦始皇陵兵马俑坑一号坑发掘报告(1974-1984)》出版,其中多处提到了兵马俑为彩绘这一事实。

历经数十年的发掘、观察、研究和分析,袁仲一对已经出土的2000多件兵马俑了如指掌。“每个俑,我都看过,做过发掘记录。高矮胖瘦、穿什么衣服、出土时的颜色、梳什么发式、穿什么鞋子,我都熟悉。”

假如时光可以倒流,人们会看到它们原本形象多彩绚丽:朱红、枣红、紫红、粉红、深绿、粉绿、粉紫、粉蓝、中黄、桔黄、黑、白、赭,有十几种颜色。

“陶俑和陶马埋在地下两千多年,经过火烧水淹,其彩绘涂层会老化、剥落。秦人在给兵马俑上色前,先刷了一层生漆,起到黏合和突出颜色的作用,在发掘时生漆由于失水会卷曲剥落,因此要异常小心,须用竹签、手术刀、镊子、棉球等细小工具进行。这是一项极其精细的科学工作,容不得丝毫马虎。”袁仲一说。

与兵马俑的初见,让当时42岁的袁仲一惊叹。他后来在《长相思》一文中写道:“一把铲,一条绳,探幽寻秘骊山陵,朝朝暮暮情。腰如弓,铲声声,奇珍异宝一宗宗。谁知精血凝?石滩杨,荒漠漠,秦皇御军八千多,寰宇俱惊愕。人似潮,车如梭,五湖四海秦俑热。夜长人在何?”

时光飞逝。袁仲一早已退休,仍不时受邀回到他曾俯首半生的兵马俑军阵,和年轻一代考古人一起剥落尘土,期望让历史的色彩更清晰地展现在世人眼前。

时空的穿越:绚烂褪去

在秦始皇帝陵博物院,14260平方米的一号坑如今伫立着1000多件兵马俑,军阵整体向东,呈现出厚重的灰黑色。这符合很多人对秦朝历史的认知,也是很多人通过照片看到的兵马俑色彩。

对中国考古工作者来说,兵马俑的发掘和保护成为千古难题。其中,颜色脱落和土遗址的损毁问题最难攻克。

环境变化是导致兵马俑迅速褪色的主要原因,而随后的保护还面临微生物和可溶盐带来的破坏。在电子显微镜下,一簇簇白色的“花朵”在文物表面绽放。这是广泛存在于空气、土壤中的霉菌孢子,当温度湿度等达到生长条件后,就会飞速生长。有些霉菌的生长会分泌色素和产生酸碱等有害物质,沉积在文物表面上,影响文物的外观并造成损害。

同时,陶质彩绘文物表面会凝结一层白霜般的可溶盐,对文物造成不可逆转的损伤。温度湿度稍有变化,可溶盐就会反复结晶和溶解,导致文物胎体和彩绘空隙变大、强度降低。哪怕是轻轻地触碰,也会让文物表面如同酥脆饼干一般剥落。

“环境变化、微生物、可溶盐,是使兵马俑褪色的三大‘敌人’。”夏寅说,“地底下的湿度和温度不同,文物的颜色如同有了保护体,被挖掘出来之后表面很快失水,漆面迅速卷曲剥落,令人惋惜。在发现兵马俑之初,当时的科学技术还没有能力保护兵马俑绚丽的色彩。”

科技的力量:“保鲜”还原

为了弥补兵马俑迅速褪色这个遗憾,上世纪八九十年代开始,中外科学家开展了长达多年的研究与合作,并有了令人意外的发现。

上世纪八九十年代,美国弗利尔研究所的伊丽莎白·菲兹胡等人第一次从汉代陶器、青铜器彩绘及颜料中分析出蓝色和紫色硅酸铜钡,并命名为汉紫、汉蓝,也称“中国紫”“中国蓝”。

经过多年艰苦攻关和科学研究,中国考古工作者也在上世纪90年代取得突破,首次在兵马俑的彩绘中发现了人工合成的“中国蓝”和“中国紫”,将中国人工合成颜料的历史推前了许多年。

“硅酸铜钡是‘中国蓝’和‘中国紫’的典型‘中国特色’。”夏寅说,它们的特点是人工合成,将石青、石绿、重晶石、石英等物质混合,在一千摄氏度左右的温度下进行反应,生成新的物质硅酸铜钡。

秦始皇帝陵博物院院长侯宁彬介绍,博物院和德国巴伐利亚州文物保护局上世纪90年代开始联合攻关,保护秦俑表面的颜色,经过不懈努力,现已基本解决了这个难题。

据介绍,近年来,文物保护工作者成功地找到了运用聚乙二醇与聚氨酯乳液联合处理和单体渗透——电子束辐射聚合这两套保护方法对秦俑彩绘进行了加固,成功有效地保护了随后出土的珍贵彩绘陶俑,不但使以后出土的兵马俑保留色彩成为现实,也为中国众多陶质漆底彩绘文物提供了全面的技术保护。

在最近几年的发掘中,带有油漆的兵马俑甫一出土,就被喷上PEG防腐剂,并用塑料膜包裹,以保持湿度。而色彩最为丰富的兵马俑,则与周围的土块一起被移送至现场的实验室,进行更为科学精细的处理。

为了把最先进的科学技术应用于兵马俑保护,秦始皇帝陵博物院如今已成立了扫描电子显微镜实验室、微生物实验室、显微分析实验室等5个专项实验室,以及彩绘文物保护实验室和综合修复实验室等,先后获国家文物科技保护和技术创新一等奖,在修复技术、粘接材料等方面也获得多项国家专利。

“新的色彩保护技术至少能将文物出土时的颜色保存十年以上。”夏寅说。

色彩之谜:期待未来

随着现代科技飞速发展,留住兵马俑令人惊叹的绚丽色彩已经实现。随着研究深入,专家发现,秦人对色彩的使用颇有章法,但仍有谜团未解。

据《史记·秦始皇本纪》记载,秦始皇统一六国后,把黑色作为最尊贵的颜色,“衣服旄旌节旗皆上黑”。然而,兵马俑的服装却是多彩的。据统计,兵马俑的服饰上有粉绿、朱红、枣红、粉红、天蓝、白色、赭石等十几种颜色,尤以粉绿、朱红、粉紫、天蓝等四色数量最多。这一发现是否与“秦人尚黑”的记载相矛盾呢?

“中国历史上各朝代对颜色的崇尚都不太一样。颜色的使用和民俗、文化有关。有种说法认为秦崇尚黑色,但从对兵马俑发掘的情况来看,秦对颜色的崇尚实际上可能存在多样性。”侯宁彬说,“将军俑使用的颜色种类更多、更鲜艳,士兵俑使用的颜色少而且只局部简单描绘,显示出秦代的等级观念。”

“我们将兵马俑分为四个等级,将军俑目前只有9件,颜色使用很复杂,表现深刻细腻且有张力。中级军吏俑、下级军吏俑、士兵俑使用的颜色相对简单,但是有动作的俑,像跪射俑的颜色也很生动,说明当时工匠对颜色的运用有规则标准、手法灵活。”侯宁彬说。

一尊色彩保存较完整的跪射俑足以体现兵马俑服饰的艳丽:身穿粉绿色长袄,外披赭色铠甲,铠甲上缀着朱红色甲带和白色甲丁,下身穿着天蓝色裤子和粉紫色护腿。

袁仲一认为,古代服饰的颜色有时尚色和流行色两种。时尚色即当时最为崇尚的颜色,带有浓重的时代特征和政治色彩,例如黑色就是秦王朝的时尚色。当时,帝王在祭祀或朝会中穿的礼服、重大活动中使用的旌旗、国家使节使用的信物等在国家活动中扮演重要角色的物件均为黑色。而流行色则指当时社会广大民众所穿衣服的颜色。

“因此,不能把秦王朝尚黑,理解为社会各阶层的人一律都穿黑衣服。”袁仲一说,“透过秦俑明快鲜艳的颜色,我们可以触摸到秦人的情感与心灵是热烈的、朝气蓬勃的,而不是低沉的、悲哀的。”

通过化学分析工作,文物保护修复专家还发现,在秦兵马俑身上珍贵的“中国紫”是一种在自然界没有找到、需要人工合成的色彩。因为合成难度大,“中国紫”稀有且珍贵。

“两千多年前,秦人就能够通过矿物质人工合成颜料,非常了不起,足以说明秦代技术的发达。这类技术难度在秦俑的烧制上也有充分体现。”夏寅说,人类在进入工业社会以前,有三种非常重要的人工制造的蓝紫色颜料,分别是“埃及蓝”“中国紫”和“玛雅蓝”。

夏寅介绍说,“中国紫”的成分为硅酸铜钡,不但需要人工合成,而且由于性质不稳定,在合成过程中对于材料配比和温度掌控要求非常高。因此,古时只有高级别的人物才能使用这种颜料。他曾对全国11个省区的超过千余件彩绘文物样品进行分析,发现“中国紫”的使用随着秦人的发展足迹扩展,也随着秦的灭亡而逐渐消失,只存在于西周到两汉的1000多年里。

对于它的消失,夏寅推测,这种颜料的制备技术可能只掌握在高级国家机关手中,随着两汉之后中国进入了一个漫长的分裂割据时期,这种先进的制备工艺失传了。

“即便今天在现代实验室里制备这种色彩,也仍然难以把握。”夏寅说,“秦人如何掌握这种矿物质合成技术?又为什么要调制出‘中国紫’这种自然界罕见的颜色?含义是什么?这是未解之谜。因为中国史书没有对这两种色彩的记载。”

如今,游客们已有幸欣赏到兵马俑出土时的多彩模样,如黑色的头发、红色的发带、粉色的脸庞、黑色或者褐色的眼睛、紫色的衣服和蓝色的袖边……今年8月,借助互联网科技,秦始皇兵马俑数字博物馆正式上线。人们可以通过200亿像素的“超高清级别”照片,去观察和分辨兵马俑身上残存的古老“中国色彩”。“我们对整个秦始皇陵的发掘部分只占总体的1%左右,可能仅了解冰山一角,很多东西都在地下。因为科技手段的局限性,加上很多不可预知的因素,我们宁愿它暂时存在地下。”侯宁彬说,“等所有真相大白于天下,那个谜一样的彩色世界全部呈现在世人面前,也许要上百年,甚至更长时间。”

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