背景

1974年懊昨，秦始皇陵兵馬俑從歷史的沉淀中重見光明弥虐。兵馬俑遺址由三個(gè)主要的俑坑組成，共有8,000余兵馬俑脏毯，以及100余乘戰(zhàn)車闹究。俑坑的總面積超過20,000平方米，屬于秦始皇陵的陪葬墓坑之一食店。秦始皇陵是中國最大的古代帝王陵墓之一渣淤，位于中國陜西省西安市臨潼區(qū)，由秦始皇帝陵博物院負(fù)責(zé)保護(hù)和管理這一重要?dú)v史遺址吉嫩。

每個(gè)陶俑都是仿照真人大小制作的价认，各個(gè)惟妙惟肖嗅定，具有個(gè)性鮮明的面容、表情和服飾用踩。兵馬俑最初都是使用鮮艷的顏料精心涂繪的渠退，但大部分彩繪在出土后迅速褪色了。現(xiàn)在的陶俑身上僅存斑駁的彩繪殘跡脐彩，主要見于面部论艰、手部、服飾和靴履发刨。這也使得這些珍貴文化遺產(chǎn)的研究和保護(hù)工作異常復(fù)雜勇袋。

秦始皇帝陵博物院文物保護(hù)部主任夏寅博士，一直使用雷尼紹inVia?共焦顯微拉曼光譜儀來幫助鑒別陶俑上的顏料太队，以制定最合適的保護(hù)修復(fù)方案淑助。為了紀(jì)念秦兵馬俑考古發(fā)掘五十周年，我們非常榮幸邀請(qǐng)到夏博士分享關(guān)于古代文物保護(hù)的專業(yè)知識(shí)和獨(dú)到見解痢玖。

夏博士正在使用inVia共焦顯微拉曼光譜儀分析兵馬俑等文物

問題：秦兵馬俑自1974年出土至今已有50年光稽。在您的日常研究工作中，科學(xué)分析儀器對(duì)您有哪些幫助氨案？

夏博士：正如醫(yī)生治療病人一樣也拳，我們文物保護(hù)研究者就是為文物“治病療傷”的醫(yī)生，文物就是我們的病人鸥司，我們的職責(zé)就是盡可能地讓文物“延年益壽”舅洋。就像醫(yī)院的各個(gè)科室針對(duì)不同的病癥進(jìn)行專業(yè)化治療一樣，我們利用各種儀器對(duì)文物進(jìn)行科學(xué)分析培愁，以充分了解文物的“傷病”著摔，從而制定具有針對(duì)性的保護(hù)修復(fù)方案與措施。

中國陜西省西安市秦始皇陵出土的青銅車馬

盡管秦兵馬俑自1974年出土至今已有50年定续，但是科學(xué)儀器分析手段的應(yīng)用一直在逐步發(fā)展谍咆。從早期（上世紀(jì)90年代）利用國內(nèi)外高校和科研院所的實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備開展文物材質(zhì)分析和相關(guān)研究，再到秦始皇帝陵博物院于本世紀(jì)初搭建起以光學(xué)顯微鏡為基礎(chǔ)的分析研究實(shí)驗(yàn)室私股，直到2008年我們引進(jìn)了首臺(tái)大型分析檢測(cè)儀器 — 激光拉曼光譜儀摹察。目前，我們已經(jīng)擁有了拉曼光譜儀倡鲸、掃描電子顯微鏡與能量色散X射線光譜儀 (SEM-EDS)供嚎、紅外 (IR) 光譜儀、離子色譜系統(tǒng)峭状、臺(tái)式X射線熒光 (XRF) 光譜儀克滴、X射線探傷儀等大型分析檢測(cè)儀器。

隨著諸多大型儀器的逐步引進(jìn)，文物檢測(cè)分析和文物損傷的探知能力也在逐步提升劝赔。從定性到定量誓焦，從宏觀到微觀，從日常工作到深入研究诸痢，儀器分析結(jié)果對(duì)于制定具有針對(duì)性的保護(hù)修復(fù)措施具有指導(dǎo)性作用怕猖，同時(shí)也成為探究文物背后蘊(yùn)藏的古代人類生活、生產(chǎn)斜回、經(jīng)濟(jì)簇寻、軍事和科技信息的有力手段。

問題：您在秦始皇帝陵博物院做相關(guān)研究已有十多年跛猛，能否分享一些您和團(tuán)隊(duì)的研究突破和亮點(diǎn)帘既？

夏博士：在過去的50年里爬喝，關(guān)于兵馬俑最重要的研究發(fā)現(xiàn)之一儡绩，尤其是通過科技分析手段促成的發(fā)現(xiàn)，就是秦俑彩繪顏料中的人造顏料中國紫程鸵。不僅發(fā)現(xiàn)了中國紫類型的硅酸銅鋇鹿磁，而且還發(fā)現(xiàn)了其他生產(chǎn)物的硅酸銅鋇，如中國藍(lán)和中國深藍(lán)频僵。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)于探索中國紫的人工合成工藝具有重要意義骆喉。

同時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)中國紫當(dāng)時(shí)在全國范圍內(nèi)被廣泛使用嫌术，這為了解秦朝時(shí)期的歷史發(fā)展提供了一定的佐證材料哀澈。我們還對(duì)青銅兵器開展科學(xué)分析，對(duì)了解秦代冶金工藝和秦陵修建的工程組織也具有重要的意義度气。

問題：對(duì)兵馬俑遺址出土的文物進(jìn)行化學(xué)和結(jié)構(gòu)分析時(shí)割按，相信您獲得了很多與中國古代生活、科技和社會(huì)相關(guān)的線索磷籍，能否請(qǐng)您跟大家分享一下在研究過程中發(fā)現(xiàn)的有趣故事适荣？

夏博士：對(duì)兵馬俑文物進(jìn)行分析，的確能夠獲知很多與中國古代生活院领、科技和社會(huì)相關(guān)的線索弛矛。舉幾個(gè)典型案例：

案例1：硅酸銅鋇 — 中國紫顏料

硅酸銅鋇 (BaCuSi₂O₆) 是一種目前尚未在自然界發(fā)現(xiàn)的晶體，但在兵馬俑身上的顏料中卻有它的蹤跡比然，其中以中國紫最具有代表性丈氓。它是將天然礦物包括石青或者石綠（帶來銅元素）、重晶石或者重毒石（帶來鋇元素）强法、石英（帶來硅酸）和鉛白（助熔劑或催化劑）等物質(zhì)混合万俗，在1,000?C左右的溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而人工制備而成私免。目前尚未在自然界發(fā)現(xiàn)有中國紫這種化學(xué)物質(zhì)木冈。這些合成顏料是秦人的發(fā)明創(chuàng)造半摔。

最早的含有中國紫的文物發(fā)掘出土于現(xiàn)在的隴東（甘肅省東部）一帶，那里是早期秦人的活動(dòng)區(qū)域演易；在秦統(tǒng)一中國前后的陜西關(guān)中地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量中國紫脏偏；在隨后的時(shí)期，在秦直道通達(dá)的陜西榆林坝偶、內(nèi)蒙古鄂爾多斯一帶掺胖，以及秦漢統(tǒng)治區(qū)域均有發(fā)現(xiàn)。除了類似于秦俑彩繪這種陶質(zhì)彩繪外醉檐，這些硅酸銅鋇顏料還使用在料器盾叭、石刻彩繪、青銅器彩繪和壁畫等多種文物類型中勿镇。

中國河南省洛陽市附近的一座東漢古墓的壁畫上使用了中國藍(lán)和中國紫

中國藍(lán)和中國紫隨著秦人的發(fā)展足跡擴(kuò)展肄高，也隨著秦漢的滅亡逐漸消失，兩漢之后蚂兴，這些顏料就銷聲匿跡了柒浙。從此，中國藍(lán)和中國紫的秘密被黃土掩埋了兩千年章姓。

到了現(xiàn)代佳遣，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中采用不同的反應(yīng)物配比，以及不同的制備溫度凡伊，嘗試制備出不同成分比例的硅酸銅鋇零渐。即使使用具有高度精確控溫能力的馬弗爐制備硅酸銅鋇，也頗有難度系忙∷信危可想而知，像中國藍(lán)和中國紫這樣的偉大發(fā)明在兩千多年前是多么了不起笨觅！

案例2：羥基磷灰石與骨白顏料

即使在中國古代拦耐，骨白顏料的使用也很罕見。目前僅僅在秦俑坑及秦咸陽城遺址等考古地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)使用见剩。盡管自然界也有與骨白顏料成分相同的羥基磷灰石杀糯，但是通過偏光顯微鏡、拉曼光譜儀和掃描電鏡綜合判斷苍苞，骨白是通過灼燒動(dòng)物骨骼然后研磨成粉末作為顏料使用的固翰。骨白的折射率較低，從光學(xué)性質(zhì)來說耕粪，相比于高折射率的鉛白治盆，骨白并不是性能優(yōu)良的顏料。但秦人為何大規(guī)模使用骨白作為顏料，還是一個(gè)謎矫摸。

案例3：秦俑陶胎中含砂

秦俑陶胎中可見大量的石英（河砂）耗砖。究竟是最初的陶土本身就含有大量石英，還是有意識(shí)的添加烧锋？

案例4：秦俑青銅兵器的加工與制造

秦俑坑出土了大量秦代實(shí)戰(zhàn)使用的青銅兵器廉旅，有長兵器（戈、矛密梯、戟和殳）桌苔、短兵器（劍和鉤）和長距離武器（弩、弓安影、箭鏃）腻喇。我們對(duì)青銅兵器進(jìn)行分析獲知，所有兵器都經(jīng)過打磨和拋光處理膏蚓，并且利用的是機(jī)械化的拋磨裝置瓢谢。

士兵身后背負(fù)的箭囊中裝有數(shù)十支甚至上百支箭鏃，同一個(gè)箭囊中的箭鏃具有相似的合金成分配比降允，這說明當(dāng)時(shí)用坩堝熔煉青銅制造箭鏃后恩闻，直接放置在箭囊中艺糜，并未再次分配剧董；盡管這些箭鏃并未上過戰(zhàn)場，但其規(guī)格與質(zhì)量完全與當(dāng)時(shí)實(shí)戰(zhàn)使用的兵器相同破停。

兵馬俑坑迄今為止出土的40,000支青銅箭鏃中的一小把翅楼。圖片來源：夏寅博士

案例5：部分青銅兵器表面檢測(cè)出鉻元素

以往曾有學(xué)者認(rèn)為這是有意為之，以防銹之用真慢。近期研究認(rèn)為毅臊，這是生漆中的鉻鹽污染所致，至今尚未明確黑界。

問題：拉曼光譜這種分析手段在您的工作中是如何發(fā)揮作用的管嬉？

夏博士：秦陵博物院在2008年計(jì)劃引進(jìn)大型分析檢測(cè)儀器時(shí)，主要考慮兩個(gè)方面的因素：

一是文物的珍貴性朗鸠，文物樣品的稀缺性蚯撩，即取樣量盡可能小抵刺；

二是儀器的低維護(hù)性饲悟，易操作性，即儀器日常使用的方便和快捷衫喜。

綜合這兩個(gè)因素根朱，選擇最先引進(jìn)了拉曼光譜儀。所以，在我們的日常分析檢測(cè)工作中敏盒，如果需要獲知文物材料的成分汤顷，首先采用偏光顯微鏡；如果需要進(jìn)一步分析翁凳，再進(jìn)行拉曼分析戈裳；然后是掃描電鏡能譜分析。

通過拉曼分析可以對(duì)玻璃和釉層的燒成溫度進(jìn)行判斷启毁，同時(shí)還可對(duì)這類物質(zhì)進(jìn)行脫查俨洌化分析，以了解其老化程度页衙，甚至進(jìn)行埋藏年代判斷等摊滔。

問題：現(xiàn)階段，您和科研學(xué)者們正在嘗試解決的兵馬俑研究難題有哪些店乐？

夏博士：現(xiàn)階段艰躺，我們正在嘗試解決一些研究難題：

1. 秦俑彩繪中的骨白顏料是用何種動(dòng)物的骨骼制成的？

2. 秦俑表面彩繪中的生漆層使用鉻鹽的緣由和來源眨八？

3. 秦代制備中國紫的副產(chǎn)品中有中國藍(lán)和中國深藍(lán)腺兴，但是另外一種理論上存在的硅酸銅鋇至今尚未發(fā)現(xiàn)！

4. 開發(fā)結(jié)合拉曼和偏光兩種手段鑒定銅銹的便捷分析方法廉侧！

非常感謝夏博士分享關(guān)于兵馬俑的研究發(fā)現(xiàn)

我們衷心祝愿夏博士和他的研究團(tuán)隊(duì)以探索的燈火驅(qū)散歷史的重重迷霧页响，遠(yuǎn)溯秦時(shí)，揭開中國文化遺產(chǎn)的層層奧秘段誊。

原文鏈接

（雷尼紹Renishaw）

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