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无损检测:为文物鉴定借一双慧眼
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  电视鉴宝节目的兴起,让人们目睹了文物鉴定专家的过眼神功;故宫“瓷器门”事件,又让鉴定文物的科技手段进入大众视野。实际上,在瓷器等文物的鉴定上,常规目测法和各种无损检测技术都有可能出现误判,导致漏过赝品或者误杀真品,因此,将多种方法结合起来,是文物鉴定的基本原则。

  文/ 张田勘

  7月4日上午,故宫博物院古陶瓷检测研究实验室的工作人员从古器物部提取了宋代哥窑青釉葵瓣口盘,欲对其进行无损分析测试。不料在这一过程中出现操作失误,样品台上升距离过大,致使这件珍贵的文物被检测设备挤压而导致损坏。此次事件被媒体曝光后引起全社会对故宫的再度关注。同时,这一被称为“瓷器门”的偶然事故,也让文物的无损检测技术进入大众视野。

  无损检测:广泛应用的技术

  故宫“瓷器门”发生后,有人质疑用无损检测技术分析和鉴定文物的可靠性。对此,中科院研究生院文物科技评估中心主任王昌燧评价说,“事故的发生与操作人员的经验不足有很大关系,但设备本身也确实存在有待改进的地方,特别是自动保护和自动报警功能。” 照此说法,此次事故显然是操作失误和仪器保护功能不完善两方面因素共同所致,但人们对无损检测结果的可靠性仍然有所疑虑。为了弄清这些问题,首先需要知道什么是无损检测。

  无损检测技术即非破坏性检测,它在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下,利用声、光、磁、电等特性,测试出待测物的内部性质、结构、元素构成、是否有缺损、缺损大小、产品年代、质地等信息,从而在总体上判断被检测物的真伪、好坏和功能状况。其实,听起来很复杂的无损检测技术,离人们的日常生活并不遥远,举一个最简单的例子:每个人在医疗体检时接受的X光透视就是应用最广泛的无损检测。

  无损检测与无损评价技术主要应用在工业上,是在物理学、材料科学、断裂力学、机械工程、计算机技术及人工智能等学科的基础上发展起来的一门应用工程技术。发达国家对于无损检测技术极为重视,例如美国明确地把无损检测技术中心列为国家六大技术中心之一。按照美国国家宇航局(NASA)的说法,无损检测技术总共可分为6大类约70余种,而在实际应用中比较常见的则有7种常规方法,即目视检测、超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测和声发射检测。

  除了工业应用以外,无损检测现在已经广泛应用于医疗、生物学、生命科学、文物、考古、收藏等。用于文物鉴定的无损检测分析或鉴定技术也包括多种,例如,X射线衍射技术用于金属质文物的腐蚀机理及保护研究、壁画制作材料及保护研究、石质文物的风化产物及保护研究、文物的产地判断和文物防伪;显微激光拉曼光谱用于文物颜料和古青铜器的分析;使用热释光法可测定文物的年代;用激光全息技术来检测青铜器、陶瓷器文物的损伤状况等等,这些方法都可以在对文物无损或微损的情况下,对其进行分析和鉴定。

  故宫博物院应用X射线荧光光谱仪来研究和分析宋代哥窑青釉葵瓣口盘,并将其作为“宋代官窑瓷器研究课题”的一部分,目的就是判断古陶瓷文物的产地、制作年代和制作工艺等。

  科技“慧眼”识文物

  文物鉴定是指运用科学方法分析、辨识文物年代、真伪、质地、用途和价值的过程。在各种鉴定方法中,无损检测技术目前呈现出快速发展的趋势。由于文物产生的年代久远,大多比较脆弱易损,因而利用无损检测技术,能够获得对文物或古代器物的真伪、古物材质、加工工艺和艺术风格方面的信息。

  较早对文物进行X射线无损检测的是考古学家。1968年,通过对埃及图坦卡蒙木乃伊进行透视,发现他的颅内有骨头碎片。据此,考古学家推测这位少年法老可能死于严重的头部撞击,而且从墓穴观察来看,有“匆忙下葬”的迹象,表明他的死亡可能比较突然。

  在青铜文物的鉴定上,X射线探伤技术大显身手。青铜器文物存在假货,也有人进行断裂残损器作伪,造假者将残片进行焊接,用铜片或者树脂补缺后表面做旧,以假乱真。对于这种情况,只要采用X射线探伤技术拍照,就可立见真假。

  拉曼光谱则是广泛应用于文物检测和鉴定的另一种常见技术。例如,中国研究人员左键等人用拉曼光谱对河南班村遗址出土的仰韶彩陶的陶彩,以及河北磁县湾漳东魏北齐大型壁画墓中的壁画颜料进行无损分析,结果显示:陶彩样品为红彩3块、白彩2块、黑彩3块,发现红彩为赤铁矿,白彩为铝土矿,黑彩为磁铁矿。

  热释光法发现于更早的17世纪,只是到了1960年美国加州大学才首次用它来对古希腊罗马陶器进行鉴定。目前,热释光法广泛用于测定陶瓷、砖瓦、铸造物和红烧土等经高温焙烧过的黏土类无机物的烧成年代。

  无损检测技术除了用于对文物进行物理测试(如尺寸、体积、重量、色度和孔隙率)外,还用来进行内部结构分析和元素分析、成分分析和表面分析。例如,陶瓷釉的基本组成元素约有10种,分别是钠、镁、铝、硅、磷、钾、钙、钛、锰、铁。在不同的时代,窑口烧造的瓷釉组成成分有不同的比例,因此,通过X射线荧光光谱仪分析,就可以比较准确地判断陶瓷烧制的年代、产地和制作工艺等。

  无损检测也“露怯”

  在国内,有人对文物无损检测的结果持怀疑态度,这些质疑当然有其原因所在。例如,在2005年举行的“第二届中国民间元青花藏品研讨会”上,对一批瓷器分别进行了X射线荧光检测和热释光测年,结果表明,X射线荧光釉面测试对鉴定器物新老的成功率在90%以上;对鉴定瓷器年代的成功率在56%左右;用热释光测年的误差更大,甚至得出相反的结论,或根本测不出来。

  实际上,任何无损检测的手段都不能包打天下,它只是擅长于某一方面的检测,并且有一定不足或缺陷。首先,X射线荧光光谱仪只是对文物表面元素成分比例进行的一种检测,如果一些仿品的釉面成分达到与真文物成分相符或相似的比例,仅靠成分检测就难以测出真假。其次,X射线荧光光谱仪测试出的数据要与已确定的老瓷器的各种元素的比例数值相对比,如果没有确定的老瓷器的数值作为标准,就难以对比和确定被测瓷器的年代。

  至于热释光测年造成的误差,则有更多的因素。以元青花梅瓶热释光测年结果为例,同样的产品,有的检测认为是13~14世纪的产物,有的经检测则只有600年的历史。出现如此大的误差的主要原因是,取样的藏品已出土多年,出土前后所处的环境条件不同,比如,被检品曾作过去污药水浸泡、高温蒸煮清洗等处理,或经过修补等,这些情况都会造成热释光测年判断文物的失误。

  另外,无损检测技术人员的水平也影响到检测的结果,因为进行无损检测不仅仅要会操作仪器,而且检测人员还需要具备文物专业知识、文化水平等方面的素养。如果这些方面的条件不达标,就可能因为人为因素而影响检测结果。

  这次故宫用X射线荧光光谱仪来分析宋代哥窑青釉葵瓣口盘也暴露出无损检测技术的一个很大弱点,即这些技术对文物没有自动保护和自动报警功能。因而,检测时要靠人工调节相互距离,距离最近时,机器离文物仅仅相差1毫米。在这种情况下稍一疏忽,就可能造成被检文物的挤压和碰撞,导致损坏。所以,故宫“瓷器门”事件也暴露了无损检测设备的不足,这也是这类仪器设备需要改进的地方。

  最有力的“组合拳”

  文物分析鉴定最古老和传统的做法就是目视法,即靠鉴定人员日积月累的经验来判断文物的真伪和品质。广义地讲,目视法也属于无损检测的一种,只不过它所使用的“仪器”就是人的眼光——这种方法依赖于鉴定专业人员多年来对文物进行长期研究、鉴识中积累的经验,并且对历史、考古、古文字和语言、器型学、金石学、地理、民俗等学科方面的学习和积累。鉴定者通过分类、比较、辨识的方法对器物进行直观的综合考察,在这一过程中,文物鉴定专家既需要文物方面的综合知识、专门理论和实际鉴定经验,还需要有敏锐的视觉、触觉、嗅觉和综合判断能力。

  尽管如此,鉴定人“打眼”(鉴定不准)的事也经常发生,因此,文物传统鉴定的真实性、可靠性和权威性常常受到挑战,越来越多的赝品和高仿复制品会鱼目混珠,以假乱真。在此情况下,如果能够把无损检测和传统的目视法鉴定结合起来,就可以取长补短,更有效地检测和鉴定文物的真假和质量。

  例如,在瓷器的鉴定上,一些老瓷有一种温润滑腻的橘皮纹釉面,过去仅凭有经验的鉴识者目测釉面就可以判定器物的新老。但是,现在仿冒者在釉面配料中添加一定的元素,就可产生这种温润滑腻的釉面,靠目测很难辨识。这时,可以采用X射线荧光检测釉面,就可知道是否有现代添加成分,以判定是旧物还是新仿。这便是目测与X射线荧光检测的结合。

  同样,无损检测的多种方法也可以同时并用,互相弥补。例如,一些造假者利用射线源对新烧的陶瓷仿制品进行辐照处理,会造成对热释光检测的干扰,从而以假乱真。这时,如果再采用激光拉曼光谱仪来检测,就会起到互补作用。拉曼光谱以激光光束为探针对被检测对象进行原位无损检测,对于有机、无机物质的结构、成分都能进行识别,可分析玻璃、瓷器釉层的脱玻老化率,判断它们的制作年代,检测鉴定  文物鉴定  古玩鉴定 古董鉴定 也可对颜料进行检测和书画鉴定,还可对树脂进行分析,鉴定仿制品所用的胶粘剂等。

  文物专业人员相信,在陶瓷等文物的鉴定上,常规目测、热释光测年和X射线荧光釉面测试都有可能出现误判,导致漏过假瓷器或误杀真瓷器,因此,单独靠一种或两种方法判定文物真假和质地的做法已经不可取,需要将多种方法结合起来,这应当是今天文物鉴定的基本原则。


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