文|星揽史说

编辑|星揽史说

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中华文化源远流长,自八千年前的新石器时代始,玉文化便成为了这片土地的瑰宝,是古代人类所创造的重要文化遗存,反映了古代政治、文化、手工艺等多方面的社会发展状况,有助于我们深入地了解古代人类社会。

传统考古学大多从玉器的样式、类型、文化因素等方面进行研究,由于文献记载的年代过晚、治玉工具遗存较少等原因,治玉工艺方面的研究百废待兴。

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而随着科技的发展,治玉工艺方面的关注度逐渐增加,不少以科技为手段对治玉工艺进行解读的研究不断涌现。

古代治玉工艺是玉器研究方面的分支研究方向,其研究方法主要有搜索古代相关文献、研究遗存中的制作工具或治玉作坊、观察玉器上的加工痕迹等。

玉器上留存的加工痕迹是主要的研究对象,而显微微痕分析又是目前最为精确的方法;可见,玉器微痕分析在研究玉器加工工艺和工具方面有重要的意义,其研究成果有重要的学术价值。

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微痕概念简述

考古学不光源于历史人文,同样离不开自然科学。

在研究相关文物时,自然科学的技术应用是不可忽视的;很大程度上,当古文献与文字记录匮乏不足以支持研究时,自然科学的手段便是揭开疑问的重要钥匙。

因此在古人如何治玉的问题上,由于没有精准的文献依据,显微观察玉器上的微观痕迹就是了解古人行为最佳的方法之一。

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微痕研究这一手段最早被用于探究石器的制作和使用方式等问题,这种研究方法的创始者是前苏联的谢苗诺夫先生。

显微微痕研究在上个世纪八十年代逐渐成为了常用的研究手段,并在上个世纪末被借鉴应用在玉器制作工艺的分析上。

因此,本文对于微痕的概念界定借用石器研究中微痕的定义,“微痕是指非肉眼所能鉴别的微小痕迹,是需要通过放大镜,特别是显微镜的帮助来认定的”。

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玉器微痕研究属于微痕考古范畴,微痕考古的解析内容以传统研究中较难关注的细部和微观层面为主,研究方法以自然科学技术为主,通过显微观测、数字化分析与技术实验等,对遗迹现象、遗址埋藏过程、工具生产与使用方式等进行研究。

其特点是实证性和与实验考古相结合,因此其结果的科学性和可信度较高。在玉器方面,微痕研究对于制作工艺、使用方法的研究和真伪的鉴定有重要作用。

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由于玉器通常作为非实用器存在且质地坚硬,使用痕迹较为罕见,因此目前玉器微痕主要用于研究古代治玉工艺。

微痕研究缘起

在正式使用显微设备对微痕进行观察之前,十九世纪末二十世纪初的学者们也曾涉猎玉器加工工艺的研究。他们使用的是肉眼观察法。

如《对商代琢玉工艺的一些看法》一文中北京市玉器厂技术研究组对玉器的加工痕迹进行了分析和描述,认为青铜砣出现带来了砣刻,钻孔工艺已经掌握了管钻和实心钻两种方法。

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周菲在《安阳殷墟五号墓出土玉凤》中只对工艺进行了猜测,没有描述微痕的状况,结论是当时的加工工艺愈发精湛,已经使用了勾、彻、压、搜等工艺。

牟永抗在《良渚玉器三题》中讨论了片切割、线切割和砣切割的加工痕特征,总结了良渚文化中对钻孔工艺的应用,认为当时的阴刻还没有证据可以证明砣刻的出现。

上述文章由于所处年代和探究方法的限制和局限,结论的正误有待考证,但其对治玉工艺的研究有着不可磨灭的开创性贡献,大多数提到了微痕的状况,可视为玉器微痕研究的先河。

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国内的治玉工艺研究起源于上世纪七十年代开始的使用肉眼观察痕迹的诸类玉器研究,本文将这段时间称之为前显微研究工艺阶段。

真正对治玉遗留微痕进行研究的微痕考古成果见于二十一世纪初,邓聪教授等在《中华C形黄玉龙工艺分析》中较早的使用了扫描电子显微镜(SEM)对东拐棒沟的C形玉龙进行了工艺分析。

着重对其下颌处的纹饰进行了研究,确定了八条阴刻痕迹的叠压打破关系即加工的先后顺序。

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国外学者因为考古学发展时间更久更重视多学科交叉,更早地掌握了玉器微痕研究的方法,上世纪八十年代就有了较为完整的研究体系。

较早将微痕研究方法应用在玉石质地文物上的是JohnGwinnett和LeonardGorelick的《Ancientsealsandmodernscience》,二位学者率先将硅胶翻模与扫描电子显微镜技术运用在研究古代美索不达米亚印章的制作工艺上。

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微痕研究方法

观察微痕所使用的仪器对研究至关重要,根据所用仪器的不同可以分为三种类型的微痕研究:使用光学显微镜(包括数码、体式、金相等)进行微痕观察,使用超景深光学显微系统以及使用高精度电子扫描显微镜进行研究。

三者在研究之后,都可以对观察到的痕迹进行模拟实验考古,用以验证观点。

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第一种方法使用的是初始的显微镜,从最普通常见的普通光学显微镜开始应用,逐渐拓展到偏光显微镜、金相显微镜、带有景深功能的数码显微镜等设备。

这一研究方法的代表作有《凌家滩玉器微痕迹的显微观察与研究》,文章中使用了相较于普通显微镜更优的偏光显微镜,使用偏光的冷光源——偏光镜利用衍射光,可以较精细地观察文物上的结构。

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偏振光可以识别出物体的双折射,所以用于研究玉器比较适宜,且镜头由数码相机构成,尽可能地令图像中的微痕更清晰。《河南平顶山应国玉器的分析测试研究》中使用了体视显微镜。

这种显微镜放大倍数较小,可将物体放大至5-150倍,可以观察三维的光学图像,显示出不同层面的痕迹。《线性工具开料之初步实验》中运用了金相显微镜,放大倍数较大

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可以将物体放大至50-1000倍左右进行观察,更易看到组织结构和光泽度,主要是二维层面的观察,适合进行点观察。

《唐幽州节度使刘济墓出土玉器加工工艺初探》中使用的显微工具为具有景深扩展和三维成像功能的光学数码显微镜,较其他体式、金相光学显微镜等有更大的景深,所采集图片清晰区域较广,且可以合成玉器表面的三维图像辅助研究。

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第二种方法使用了超景深光学显微系统,这种显微系统同属光学显微系统,但比具有景深扩展和三维成像功能的光学数码显微镜更加先进,景深功能更为强大。

采用了这种方法的论文有《鹿邑太清宫长子口墓出土玉器的材料属性与制作工艺研究》,陈建辉、胡永庆使用了VHX-5000型超景深三维显微系统(日本基恩士公司)配合硅胶翻模对玉器进行观察。

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该仪器配备超小型高性能变焦镜头和大范围变焦镜头,具备图片拼接、多角度观察功能、可以进行深度合成、三维成像及测量。

第三种方法运用了电子扫描显微镜的微痕分析,在三种研究方式中扫描电镜成像最为清晰,成像立体,使用者可以更加灵活地放大观察以获取所需照片,而非被显微镜的物镜放大倍数所局限。

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这类分析方法通常需要制备玉器的硅胶翻模,以便在无损玉器质地和完整性的情况下进行探析(若用电子扫描显微镜观察还需要在硅胶翻模上涂抹一层导电试剂)。

这一方法外国的学者较先广泛使用于玉器微痕研究,代表作有《TheidentificationofcarvingtechniquesonChinesejade》,大英博物馆的Sax博士在文中同时使用了两种显微镜。

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具体操作为先用体式显微镜(也称双目显微镜)初步观察多数玉器手工艺品上都存在原始工具的痕迹,然后根据研究近东石英圆柱印章雕刻的方法和经验,扫描电子显微镜在使用体式显微镜后用于二次精细地观察膜具上的工具痕迹

国内在二十一世纪初将其方法引入后,相关学术成果有《殷墟妇好墓出土玉器阴刻技术试析》、《西朱封龙山文化玉器加工技术研究》等。

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结语

超景深光学显微系统与硅胶翻模配合扫描电镜两种研究方式都是近年较为新颖的微痕观察手段,二者存在一定差异。

超景深显微镜利用照明光源,为光学原理成像,放大倍数可达几千倍,可以进行深度合成、3D成像建模等,所得照片为彩色照片。

电子扫描显微镜利用电子束轰击样品表面,为二次电子成像,放大倍数可达几十万倍,且具备连续变焦功能,可以通过电子学方法有效地控制和改善图像质量,分辨率更高,可以翻转样品台,图片立体感强,所得照片为黑白照片。

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两种仪器的景深皆大,虽然超景深光学显微镜可以对微痕形貌进行3D图像合成,但SEM可以将硅胶样品进行切割、或对孔洞及凹陷处进行翻模,更加直接地进行微痕横截面信息的获取,且观察时主要使用翻模所得样品,防止玉器在研究过程中发生损坏。

可以说相比超景深光学显微系统,SEM配合硅胶翻模能让使用者更清晰地对玉器微痕进行认识。当然超景深光学显微系统也存在其不可或缺的价值——在价格方面性价比高。

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可以记录文物实际色泽的图像,并且可以进行搬运,更易在现场进行工作,因此超景深光学显微系统和扫描电子显微镜可以视实际情况配合使用。

综上所述笔者认为,在不考虑其他外部因素的情况下,最为直观并易得到全面资料的实验方法应属第三种,硅胶翻模配合扫描电子显微镜的应用更有助于我们判断玉器的加工工艺及使用工具。

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即先对玉器进行拍照,留存整体影像;然后通过肉眼观察,确定需要研究的微痕部位;之后进行翻模,将所得样品放入电子扫描显微镜中从不同角度观察,获取图片资料。

通过分析得出结论;最后进行模拟实验,依据实验原则得到成品并置于显微镜下再次观察,与古玉对比得出结论。

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参考文献

1. 杨晶,吴加安:《科技考古》,北京:文物出版社,2008年,第5页。

2. 高星,深辰:《石器微痕分析的考古学试验研究》,北京:科学出版社,2008年,第1页。

3. 武仙竹:《微痕考古研究》,北京:科学出版社,2017年,第4-8页。

4. 刘珺,樊温泉,胡永庆,刘松,李青会:《新郑西亚斯东周玉器材料属性与加工工艺的科技分析》,《光谱学与光谱分析》,2019年第11期。