古代青铜器及其病害的科学认知

通过现代分析检测手段对青铜器及其病害进行全面科学的分析和诊断是开展古代青铜器保护修复的前提。人们常把文物保护工作者喻为文物的医生，诊病、治病、养护，形象而生动地说明了文物保护的工作内容。但文物不能像人一样可以对病况进行自述，也没有自愈能力，这增加了诊病、治病工作的难度，特别是文物经历的时间长，过程复杂，因素众多，个体差异大，这也更表明了科学分析在文物研究和保护中举足轻重的作用。

古希腊科学家阿基米德采用比重法测量金王冠的纯度，开创了科学分析器物的先河。在近代文物科学分析发展史上，对文物既从外观又从内部成分结构进行认识，首推德国科学家M. H. Klaproth 教授。早在1795年M. H. Klaproth 教授就发表了世界上第一篇关于文物分析论文, 通过对15枚古希腊、古罗马硬币的科学分析，结果证明这批硬币的质地为青铜。1850年奥地利 J.E. Wocel博士发表了两篇关于文物化学成分与制作时间、地点的研究论文，更为重要的是他对古代金属文物分析结果进行了数理统计处理，提出化学性质群的概念，为后来文物的分析鉴定和产地研究建立了理论基础。

第一篇关于中国和日本青铜器的科学分析文章是Morin 在1874年完成的。日本学者近重真澄博士于1918年采用化学湿法分析研究了古铜镜的化学成分。中国学者梁津1925年分析了一面中国周代铜镜。1931年Yetts.W.P  和 Collin.W.F 分别在亚洲皇家社会杂志和金属协会杂志上发表关于中国青铜器的问题和中国早期青铜器的腐蚀问题文章。1937年日本小松茂、山内淑人博士研究了多面中国铜镜化学成分并作了金相结构检测。

1895年伦琴（W.K.Rontgen）发现的X射线开拓了从微观和内部世界分析和认识事物之路。上世纪二三十年代紫外光和软X射线广泛应用于绘画、油画、邮票的检验中，至今在卢浮宫保护中心等保护研究机构还经常使用该项技术。随着X光技术的发展，特别是X光管发射功率的提高，使这项技术于上世纪六七十年代开始用于其它艺术品，如青铜器、铁器等的检测分析。国内杨军昌等曾采用X光照相技术和工业CT研究金属文物。姚青芳等曾结合工业X射线探伤法对后母戊鼎铸造工艺进行了研究。2010年胡东波对X射线技术在文物保护与研究领域的应用进行了系统的梳理，并结合理论研究出版了《文物X射线成像》一书。目前X射线检测方法已是国内外金属文物保护工作中最常应用的技术之一。

1968年河北满城汉墓出土了许多精美的鎏金器物，经仪器分析，鎏金处均匀分布残留的汞。1997年中国历史博物馆使用X射线能谱仪研究了古代鎏金工艺，并证实部分古代错金工艺（极其精细花纹）实际使用的是鎏金技术。1984年李道伦等用X射线荧光分析技术结合基本参数法和蒙特卡罗法分析了34面汉代铜镜。1998年张小燕等人采用光谱和化学湿法分析方法对铜车马部分残件进行了分析测试，对其功能和成分关系进行了解析，证实了古人高超的聪明才智。1999年郭振琪等采用X射线衍射仪对秦俑1号铜车马进行了分析，对青铜器与银器的腐蚀机理进行了比较研究。2004年成小林采用共聚焦显微激光拉曼光谱仪对青铜器上锈蚀进行分析，初步建立青铜器上腐蚀产物的拉曼图谱库。

古代青铜器大都经历过漫长的土壤和海水的侵蚀期，埋藏的环境十分复杂，大部分器物表面形成的腐蚀产物极为复杂。美国贝尔实验室的科学家采用多种现代分析仪器联合对自由女神铜像进行了分析检测，结果表明，其各类腐蚀产物多达70多种。

总之，在文物进行保护修复前采用科学技术手段获取文物保存现状的基本信息已成为文物保护的基本工作，也是编制具体文物保护方案的前提条件，要“对症下药”首先就要对病症有科学的评估。现代常采用的科学分析检测方法除了直接测试年代的热释光、光释光、碳十四等技术手段外，对文物形貌、组织分析的主要有实体、万能材料（金相、偏光）显微镜、X射线分析显微镜、视频显微镜和透射、扫描、原子力显微镜等；进行结构、物相分析的X射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（IR）、激光拉曼光谱分析(Raman)、核磁共振（NMR）、紫外吸收光谱(UV)等；进行元素分析的X射线荧光分析仪（XRF）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）、原子吸收光谱（AAS）等；进行铸造结构、铭文、花纹与现代材料修补状况检测的X光探伤、工业与医用CT、超声波探伤仪、紫外、红外光检测仪等。对具体文物应依需要选择必要的分析检测技术手段。