摘要：本文通過大量的科技考古實(shí)例，闡明科技考古學(xué)對(duì)于考古學(xué)研究的重要價(jià)值，并對(duì)科技考古在龜茲石窟研究中的應(yīng)用作了介紹，同時(shí)對(duì)更進(jìn)一步的發(fā)展趨勢(shì)做出推測(cè)?？萍伎脊艑W(xué)為傳統(tǒng)考古學(xué)研究古代社會(huì)帶來了新方法，提供了新的信息，同時(shí)也在一定程度上促進(jìn)了其他分支學(xué)科的發(fā)展及社會(huì)進(jìn)步。隨著考古學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科技考古學(xué)將更加廣泛地應(yīng)用在龜茲石窟保護(hù)研究工作中，同時(shí)不斷促進(jìn)石窟保護(hù)研究工作向深化和細(xì)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：科技考古學(xué);考古學(xué);現(xiàn)代分析技術(shù)

一、概論

“考古”一詞最早見載于北魏酈道元所著的《水經(jīng)注·滱水》之中，北宋著名學(xué)者呂大臨的金石學(xué)著錄《考古圖》也使用“考古”一詞，但彼時(shí)之“考古”并非如今“考古學(xué)”之“考古”。今之“考古學(xué)”雖與金石學(xué)有一定的聯(lián)系，但并不等同?？脊艑W(xué)是通過對(duì)古代人類活動(dòng)遺留下的實(shí)物、遺跡來研究古代人類社會(huì)歷史的一門學(xué)科。中國(guó)考古學(xué)在中國(guó)學(xué)術(shù)史上頗具傳奇色彩，近代敦煌遺書和殷墟甲骨文的相繼發(fā)現(xiàn)，以及外國(guó)各探險(xiǎn)隊(duì)在我國(guó)西北乃至中原地區(qū)的頻繁活動(dòng)，促進(jìn)了中國(guó)近代考古學(xué)的發(fā)展。經(jīng)過百余年的發(fā)展，中國(guó)考古學(xué)界涌現(xiàn)出了一大批杰出的考古學(xué)家，取得了舉世矚目的考古成果，中國(guó)考古學(xué)已趨于成熟，并正在對(duì)世界考古學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生極大的推動(dòng)作用。

隨著科技迅猛發(fā)展，科技考古學(xué)的優(yōu)勢(shì)日益顯現(xiàn)，多學(xué)科交叉已成為現(xiàn)代考古學(xué)的一大特征?？萍伎脊艑W(xué)不僅推動(dòng)了中國(guó)考古學(xué)的國(guó)際化進(jìn)程，拓展了考古學(xué)研究的深度和廣度，也為中國(guó)考古學(xué)研究提供了新方法和新視角。自夏鼐、王振鐸、仇士華、柯俊等先生將碳14測(cè)年、電子探針掃描等科學(xué)分析檢測(cè)手段引入考古學(xué)以來，科技考古學(xué)近70年來發(fā)展迅速、成果豐碩，不斷深化考古學(xué)的研究范圍和深度。20世紀(jì)末，袁靖先生系統(tǒng)回顧了50年來科技考古不同研究領(lǐng)域取得的豐碩成果。進(jìn)入21世紀(jì)后，科技考古學(xué)呈現(xiàn)出了貫穿考古學(xué)研究始終、參與人員多學(xué)科化、理性化、科學(xué)化、精細(xì)化以及世界交流合作更為頻繁的新特點(diǎn)，而科技考古學(xué)對(duì)于考古學(xué)的重要價(jià)值也日趨凸顯。

二、科技考古學(xué)的重要價(jià)值

1.科技考古學(xué)拓寬了考古學(xué)的時(shí)空范疇。傳統(tǒng)考古學(xué)多在陸地進(jìn)行調(diào)查勘探、發(fā)掘整理、歸類總結(jié)等考古研究工作，而科技考古學(xué)勘探不再拘泥于時(shí)空的限制，深化了考古學(xué)的研究深度。如福建博物院考古研究所、中國(guó)國(guó)家博物館水下考古研究中心、福州市文物考古工作隊(duì)曾聯(lián)合對(duì)長(zhǎng)樂市東洛島沉船遺址進(jìn)行水下考古調(diào)查，并出版了考古調(diào)查報(bào)告。發(fā)現(xiàn)于1987年、并在2007年成功打撈出水的“南海一號(hào)”沉船，就見證了我國(guó)水下考古事業(yè)的從無到有、從弱到強(qiáng)的發(fā)展歷程。張建提出的GIS技術(shù)為揭示聚落的發(fā)展與演進(jìn)規(guī)律及古代社會(huì)的復(fù)雜化進(jìn)程研究提供了最新的技術(shù)支持。

2.科技考古學(xué)能提供更精確的手段和信息。近年來隨著科技信息技術(shù)的快速發(fā)展，新型儀器、分析技術(shù)及信息處理技術(shù)也更快速地被應(yīng)用到科技考古和考古學(xué)的研究之中。如易德生用異常鉛追溯錫鉛銅多金屬礦的方法分析判斷錫料產(chǎn)地;魏國(guó)鋒、李乃勝、金正耀等人也利用科技考古手段對(duì)礦料來源研究進(jìn)行了探討;楊益民認(rèn)為利用蛋白質(zhì)分析可為古代生物資源的利用提供豐富信息;張國(guó)文提出以古食譜分析為代表的科技考古學(xué)研究手段，必將在未來的中國(guó)考古學(xué)研究中有更為廣闊的應(yīng)用前景。

3.科技考古學(xué)提高了考古研究效率。例如利用遙感和地面探測(cè)技術(shù)，可以覆蓋更大面積且快速發(fā)現(xiàn)的古代遺存。遙感考古主要成果簡(jiǎn)單列舉如下：第一，袁靖等利用遙感考古技術(shù)研究了北京地區(qū)古長(zhǎng)城、安徽明中都城、壽春城、湖北紀(jì)南城與鄖城的形制及城墻、城門、護(hù)城壕的關(guān)系。第二，劉樹人等通過分析和解譯江蘇和安徽部分地區(qū)的遙感航空影像，發(fā)現(xiàn)了一定數(shù)量的吳文化的臺(tái)形遺址和土墩墓。第三， 劉建國(guó)等對(duì)庫爾勒至輪臺(tái)之間的航空影像進(jìn)行分析研究，探查出22座古城遺址。第四，劉建國(guó)等充分發(fā)揮各種遙感影像的優(yōu)勢(shì)，成功地將安陽殷墟、漢長(zhǎng)安城等遺址的航空影像與TM影像進(jìn)行疊加，并對(duì)城址遙感考古技術(shù)方法進(jìn)行了探討。這些遙感技術(shù)極大提高了考古研究的工作效率，同時(shí)也能獲得更準(zhǔn)確、可靠的結(jié)論。

4.科技考古學(xué)與考古學(xué)互相促進(jìn)、不斷發(fā)展?？萍伎脊咆S富了考古學(xué)的手段和方法，促進(jìn)了考古學(xué)研究的不斷深化，同時(shí)因考古資料、遺跡遺物的不可再生性以及特殊價(jià)值，也對(duì)科學(xué)分析技術(shù)提出了更高的要求，從而促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，也促進(jìn)了科技考古本身的發(fā)展。

三、科技考古學(xué)在龜茲石窟研究中的應(yīng)用

1.龜茲石窟壁畫制作材料及工藝研究。新疆龜茲地區(qū)自古以來便是多種文化的交融之地，其壁畫制作材料與工藝研究對(duì)于解析絲綢之路沿線佛教藝術(shù)傳播、貿(mào)易往來和文化交流都具有直接而深遠(yuǎn)的意義。

20世紀(jì)20年代，美國(guó)學(xué)者Gettens曾用化學(xué)方法和偏光顯微鏡（PLM）對(duì)流失海外的克孜爾石窟壁畫殘塊進(jìn)行研究，認(rèn)為壁畫所使用的主要顏料為礦物顏料，通過觀察潤(rùn)濕的樣品，認(rèn)為其膠結(jié)材料為動(dòng)物膠。20世紀(jì)60年代日本學(xué)者山崎一雄對(duì)海外的克孜爾石窟壁畫殘塊的制作材料進(jìn)行研究，其結(jié)果與Gettens一致。20世紀(jì)70年代德國(guó)學(xué)者Riederer使用偏光顯微鏡、傅立葉變換紅外光譜（FTIR）、X射線衍射（XRD）等手段對(duì)海外的克孜爾石窟壁畫殘塊進(jìn)行研究，除礦物顏料外，還發(fā)現(xiàn)了有機(jī)染料靛藍(lán)，但由于壁畫殘塊經(jīng)過有機(jī)保護(hù)材料處理，未能得到更多信息。

國(guó)內(nèi)方面，敦煌研究院的蘇伯民等，采用偏光顯微鏡（PLM）、X射線衍射（XRD）、剖面分析（cross-section）對(duì)克孜爾石窟壁畫顏料進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并將分析結(jié)果與同為絲綢之路上重要石窟寺遺存的敦煌莫高窟壁畫顏料進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)了兩處石窟寺壁畫顏料使用特點(diǎn)及異同。通過偏光顯微鏡將克孜爾石窟使用的青金石顏料與來源于阿富汗地區(qū)的青金石標(biāo)本作了比較，結(jié)合文獻(xiàn)研究，推測(cè)克孜爾石窟使用的藍(lán)色顏料青金石來自阿富汗地區(qū);通過對(duì)克孜爾石窟壁畫中綠色顏料的研究推測(cè)其為人造的氯銅礦。這表明人造氯銅礦在新疆石窟寺壁畫中的使用可追溯到公元3世紀(jì)左右。

蘇伯民等使用高效液相色譜（HPLC）對(duì)克孜爾石窟的顏料樣品中的膠結(jié)材料進(jìn)行分析，得出所含膠結(jié)材料為動(dòng)物膠。結(jié)合同為絲綢之路沿線石窟寺的敦煌莫高窟壁畫中的動(dòng)物膠為牛皮膠，推測(cè)克孜爾石窟壁畫中也應(yīng)使用牛皮膠作為膠結(jié)材料。

李英亮、葉梅等利用X射線衍射、X射線熒光、剖面顯微、激光拉曼對(duì)庫木吐喇石窟8個(gè)窟的壁畫顏料、白粉層及地仗層進(jìn)行了分析，探明了庫木吐喇石窟壁畫制作工藝流程及其所使用的顏料種類。

王玉等利用光譜技術(shù)、顯微觀察等科學(xué)分析儀器及方法，對(duì)庫木吐喇石窟壁畫顏料進(jìn)行了分析研究。同時(shí)對(duì)庫木吐喇石窟壁畫鉛顏料進(jìn)行了分析，并初步揭示了庫木吐喇石窟壁畫中鉛丹的變色現(xiàn)象及變色規(guī)律。

劉柳、葉梅等采用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡與能量色散X射線分析（SEM-EDS）、拉曼光譜、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、X射線衍射（XRD）等科學(xué)方法，對(duì)克孜爾石窟新1窟中使用的顏料和有機(jī)涂層進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，綠色顏料是副氯銅礦，白色顏料是石膏，藍(lán)色顏料是青金石。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科技檢測(cè)分析技術(shù)和手段在龜茲石窟保護(hù)研究中也在不斷發(fā)展和深化。專家學(xué)者也在基礎(chǔ)分析檢測(cè)的基礎(chǔ)上，不斷挖掘龜茲石窟壁畫制作工藝、制作材料背后所反映的古代社會(huì)生產(chǎn)生活、物資貿(mào)易及文化交流交融與傳播。

周智波等通過X射線衍射、能譜掃描電鏡、紅外光譜、酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定手段對(duì)克孜爾石窟出土的藍(lán)色顏料進(jìn)行分析，證實(shí)了該藍(lán)色顏料由天然青金石制成，并首次發(fā)現(xiàn)了植物膠作為膠結(jié)材料。通過與王進(jìn)玉、伏修鋒等人對(duì)阿富汗青金石礦石微量元素測(cè)定對(duì)比，推斷克孜爾石窟出土青金石顏料的原礦石可能產(chǎn)自阿富汗。

我們通過質(zhì)譜、紅外光譜、拉曼光譜、高效液相色譜等手段，對(duì)克孜爾石窟171窟的貼箔材料進(jìn)行了深入的調(diào)查，除首次在克孜爾石窟壁畫中發(fā)現(xiàn)了錫箔外，進(jìn)一步對(duì)錫箔和金箔的粘接材料分析表明，干性油用作貼錫箔的粘結(jié)材料，而蟲膠用作貼金箔的粘接材料。結(jié)合對(duì)錫箔表面材料的初步分析推斷，這極有可能是一種仿金技術(shù)，在中國(guó)文獻(xiàn)、中亞的佛教遺存和西方的研究報(bào)告中，也有類似錫箔仿金技術(shù)（11世紀(jì)左右），但克孜爾石窟是目前最早發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)的古代實(shí)物遺存，體現(xiàn)了古代材料、技術(shù)、文化沿絲綢之路的交融與傳播。

2.科技考古探測(cè)技術(shù)在龜茲石窟研究中的應(yīng)用?？俗螤柟任鲄^(qū)窟前有較厚堆積層，利用地球物理探測(cè)手段，確認(rèn)堆積層下仍有洞窟掩埋。龜茲石窟寺及佛寺遺址保護(hù)范圍內(nèi)仍存在窟前堆積掩埋、遺址風(fēng)化坍塌堆積區(qū)域，利用科技考古探測(cè)手段，可以快速準(zhǔn)確地獲知石窟區(qū)堆積埋藏情況，再結(jié)合物探等手段，能掌握更詳細(xì)和具體的定位，為后期的田野考古工作提供準(zhǔn)確指導(dǎo)。

3.考古測(cè)年探索龜茲石窟絕對(duì)年代。龜茲石窟絕對(duì)年代研究面臨極大困難與挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：⑴缺乏確切紀(jì)年的洞窟作為參照;⑵缺乏與石窟開鑿等相關(guān)文獻(xiàn)記載。因此科學(xué)的考古測(cè)年技術(shù)，對(duì)于石窟絕對(duì)年代的劃定具有不可替代的作用。新疆克孜爾石窟研究所（原新疆龜茲研究院）曾與北京大學(xué)合作，對(duì)克孜爾石窟部分洞窟采取了14C測(cè)年技術(shù)，初步判定部分洞窟的絕對(duì)年代，為克孜爾石窟年代序列的建立，初步奠定了基礎(chǔ)。

四、科技考古學(xué)在龜茲石窟研究中的展望

1.多學(xué)科交叉趨勢(shì)更加明顯。開展多學(xué)科綜合研究，已成為學(xué)者們的共識(shí)。龜茲石窟的考古、保護(hù)研究工作也越來越體現(xiàn)出多學(xué)科交叉特點(diǎn)，如石窟壁畫顏料的分析研究，除了高科技儀器設(shè)備，還涉及化學(xué)、光譜學(xué)、生物學(xué)、文獻(xiàn)研究等領(lǐng)域。石窟數(shù)字化保護(hù)、石窟寺考古研究、壁畫保護(hù)修復(fù)等各方面都體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的趨勢(shì)。

2.信息技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛?，F(xiàn)今社會(huì)是信息高速、高度發(fā)展的時(shí)代，出現(xiàn)了數(shù)字化保護(hù)、無人機(jī)勘察測(cè)繪、衛(wèi)星攝影等，而且根據(jù)石窟寺考古、保護(hù)研究的特殊要求，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無疑會(huì)極大提高龜茲石窟保護(hù)研究的工作效率、提高結(jié)論的準(zhǔn)確性。

3.世界范圍的交流合作更為深入。隨著考古學(xué)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，考古學(xué)家將需要在更廣泛的時(shí)空內(nèi)探討文化的起源傳播、人類的繁衍發(fā)展及社會(huì)形態(tài)的演變，因此需要世界各地的考古學(xué)家及相關(guān)專業(yè)人員交流合作。如絲綢之路考古研究、游牧民族文化研究、中亞文化研究等，都需要世界范圍內(nèi)更為深入的交流合作。

4.各分支研究將更為細(xì)化、更為深入。以有機(jī)物檢測(cè)分析為例，對(duì)古代壁畫中膠結(jié)材料的分析以往多采用高效液相色譜、質(zhì)譜、紅外光譜、氣質(zhì)聯(lián)用等手段，可將有機(jī)物歸到蛋白質(zhì)、多糖等大類?，F(xiàn)今可利用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定快速、準(zhǔn)確、便捷地鑒定其蛋白質(zhì)的種類，進(jìn)而劃定其確定歸屬，如酪蛋白、蛋白、植物膠等，雖檢測(cè)仍存在一定的限制，但此類檢測(cè)手段高效、便捷、準(zhǔn)確，將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用，也顯示考古學(xué)中各分支朝著更為細(xì)化、更為深入的方向發(fā)展。

五、結(jié)語

縱觀科技考古學(xué)的發(fā)展歷史和諸多應(yīng)用實(shí)例，充分顯示，科技考古學(xué)自其誕生之日起，其作為考古學(xué)研究中重要一環(huán)的優(yōu)勢(shì)已日趨凸顯。隨著考古學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科技考古學(xué)將更加廣泛地應(yīng)用在龜茲石窟保護(hù)研究工作中，同時(shí)不斷促進(jìn)石窟保護(hù)研究工作向深化和細(xì)化發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

楊杰（1987—），男，白族，籍貫：云南大理。新疆維吾爾自治區(qū)克孜爾石窟研究所文博館員，學(xué)士。主要從事石窟寺壁畫保護(hù)、壁畫制作材料及工藝分析研究