研究是文物保护工程的重要支撑

研究对文物保护工程具
有明显的促进作用

       由于《石质文物保护关键技术研究》是以云冈石窟为例，在那里做了大量的调查研究以及试验、检测与监测工作，我们曾多次到现场考察，发现这些研究成果对云冈石窟的保护维修工程起到十分重要的支撑作用。就以刚开始的五华洞区保护工程说起，此工程目的是要在洞窟外修建窟檐，之前要对窟内的不稳定岩体及壁画进行加固维修。但是并未意识到窟外立壁面的稳定与风化状态。此研究的子课题之一：石窟岩体结构稳定性分析评价系统研究，就起到了石窟稳定性的预测作用，并能指导工程按轻重缓急的计划步骤去实施。反观五华洞的窟檐建设就具盲目性，通过这次对五华洞区的勘察探测研究，建立起完整、严密的石窟岩体稳定性评价系统后发现，第13窟外顶部有一大型危岩体处于不稳定状态，此病害如不及时治理，就忙着建窟檐，掩盖了险情，就可能造成严重后果。再如另一子课题“无损或微损检测技术在石窟保护中的应用研究”，能在原有分析、检测技术基础上，进行改造、改进，提高了精度和定量化，获取更多信息量，并建立必要的记录、分析、评价系统。如在对第9、10窟前室列柱的病害检测时，首次利用高光谱检测技术对粉状风化岩柱表层分布进行检测，对其风化程度进行分级，并划分出被水泥修复的部分。又如使用微损的贯入阻力仪（直径为10毫米）取芯技术与实验室分析结合，得出石质文物风化表层强度和微结构的梯度变化，还用便携式显微镜算出石雕表层孔隙率，如将这些探测技术进行综合应用分析，将对石质文物的防风化保护起到定量化和规范化的作用。石窟治水始终是工程中必定存在的内容，但是寻找水的来源则始终是一个难题。研究子课题有“石窟水分来源综合探查技术研究”，其中使用SF6示踪气体、吸附渗透导水通道、硫同位素测定水与盐分运移、水气交换自动化监测、凝结水智能网络监测等多种新方法、新技术在探查石窟渗水中有所突破。再看危岩治理的子课题，能在锚固技术（包括非水泥锚杆、防尘、防震动施工工艺改进等），新型灌浆材料，锚固检测等常规技术中进行创新，直接提高了文物保护工程措施的质量。表面有害污染物清除技术子课题中，在梳理目前使用的清洗方法基础上进行评估和改进，尤其是自行设计的激光清洗机，具有实用价值。在防风化保护材料和施工工艺研究中，能按不同风化程度（微、中、严重）和不同风化类型进行不同材料及施工工艺的现场试验。从以上六个子课题的研究成果中，不难看到它们对文物保护工程具有明显的促进、发展作用。

       当前在文物保护中遇到的难题不少，如果不投入相应的研究力量，要进行设计，实施保护行动是十分困难的。如龙门石窟经过近50年的加固维修，至今还没有很好地解决洞窟渗水问题，究其原因，很重要的一项措施即灌浆材料、工艺与检测效果等还未很好解决，仍然在试验研究中；承德的古建筑与石刻大多是凝灰岩质地，属于软岩，吸附水能力强，其劣化机理与砂岩、石灰岩质文物有较大差别，如果不对其进行试验研究，就提不出保护措施，包括使用材料和施工工艺；对良渚遗址潮湿环境的土体保护，如果不对它的稳定性理论（如不同含水率非饱和土的特性）方法（如渗透特性）和控制技术进行研究，就不能对它实施有效保护；洞沟遗址墓葬内潮湿环境壁画、彩绘的保护，至今还拿不出一个综合有效的保护方法，不进行试验研究，谁敢去做保护方案。

       目前仍然有保护工程与研究脱节的现象，一些设计单位，尽管挂着研究所、保护中心的牌子，却很少承担研究课题，工程设计中很少有前期研究的内容。而得到研究项目的单位，往往将其与工程保护设计隔离，各干各的，互不通气。工程项目中保护措施要有所创新，必然有研究成果指导，如果不对研究投入力量，其发展道路会越走越窄。应用研究课题应有具体对象，要找出工程项目中的难题需求，有针对性地去解决瓶颈问题。

文化遗产保护需要基础研究

       先让我们了解科技部批准的第一个属于文化遗产保护基础研究的973计划项目《脆弱性硅酸盐质文化遗产保护关键科学与技术基础研究》各子课题研究的主要目标：

       课题1：通过科学检测，建立综合数据库，揭示文物本身的物理化学基础；通过对环境、病害的研究，揭示文物与环境的关系以及病害的形成机理。

       课题2：从宏观实验层面到分子模拟层面，重新认知若干个常用保护材料的功能和劣化规律，解释几个成功案例的科学基础，揭示几处保护性破坏的原因，并在此基础上开展典型保护材料配方和工艺的改进。

       课题3：找出文物在环境突变时病变的关键影响因素，探索考古发掘现场可移动珍贵文物微环境调控模式。制备或筛选多种应急保护材料，并开展回贴材料以及回贴技术等为主的现场应急保护技术研究。

       课题4：对主要病害进行有机/无机保护材料的设计与合成，揭示有机/无机组分协同效应的调控机制，确定影响有机/无机保护材料寿命的主控因素，建立保护材料功能时效的动力学模型，研究保护过程中功能实现的机理及所服从的规律。

       课题5：对拟使用保护材料和保护对象的适配性测试及评估，确定评估指标，探索测定这些指标的技术方法；通过模拟实验和文物局部实验，研究出拟使用保护材料的操作工艺；在秦俑发掘现场和敦煌莫高窟条件适宜的一处洞窟实施示范工程。

       课题6：在于构建科学方法技术体系，在X射线荧光分析方面主要是信号探测、标样制作以及测量准确度；发展高光谱无损识别技术，设计壁画层位调查的光学相干成像系统；红外热波技术识别古代壁画病害，建立古代壁画颜料的拉曼光谱库。

       通过各子课题的研究目标可以认识到，属于社会公益性应用基础研究，是要求综合运用多学科的知识和方法，把自然科学技术和人文社会科学知识结合成为一个创造性的综合体。应用研究需要基础研究的成果，为创造新方法、新技术、新材料的技术基础所进行的研究。例如，文物保护材料，它是文物保护技术发展的一个关键，对它提出高功能化、高性能化、复合化和智能化的方向，逐步形成具有中国传统与新材料的组合体系。这次基础应用研究的成果将根据适合遗产地环境设计制造出需要合用的材料。其研究过程是多学科相互交叉和渗透的结果，需要采用新的仪器装备来测试材料微观结构与性能的关系，探索和开创合成材料的新途径，如有机、无机材料在原子、分子水平上混合而构成所谓“杂化”材料。

文物保护需要不同学科
的沟通与融合

       先说几个事例，在许多轨道交通的环保评估会上，很少提到文物保护及其环境的影响，环保部门的专业人员表示，对文物部门的有关标准和要求不了解，无法写入环评报告。浙江省内有不少巨大的地下洞窟，如龙游石窟，经中科院地质与地球物理研究所的许多研究人员多年的调查研究，认为这是具有科学与历史价值的地下工程，它不仅是珍贵的文化遗产，而且对当今的岩土工程与国防工程都有参考价值。但是这些工程遗产却迟迟不被考古人员认可。在参加上海硅酸盐研究所的一次会上，有位从事古陶瓷研究的院士，将他的研究论文向文物部门的权威刊物投稿，却被退了回来，理由是读者可能看不懂。结果这篇文章在国外的杂志上发表。通过不少事例说明，自然科学与人文科学的交叉和融合是多么必要，如何使考古、文物保护的专业人员多与自然科学的院所科学家讨论、共同研究，推进文物认知与保护的发展和学科交叉，梳理文物的认知与保护方面有待解决的重要问题，研讨新的研究理念和方法，提出深入研究的路线图十分必要。当然，还需要管理部门设立共同交流、研究与融合的机制，如科研基地，创新联盟，重大课题等。